冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)

一、冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)概況

咱們公司研發(fā)的冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻體系共有三件編號(hào)，分別為1#、2#、3#循環(huán)水冷卻塔。各出產(chǎn)裝置返回的循環(huán)水用泵輸送到這些塔內(nèi)，通過(guò)塔內(nèi)的填料添加熱水與空氣觸摸面積和時(shí)刻，促進(jìn)熱水與空氣進(jìn)行熱交換，使循環(huán)水冷卻。然后取得各出產(chǎn)裝置所需循環(huán)水溫度≤32℃的冷水。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，發(fā)動(dòng)冷卻塔內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)實(shí)施強(qiáng)制通風(fēng)，加快冷卻塔填料上循環(huán)水氣相與液相的熱交換。每件冷卻塔內(nèi)裝設(shè)1臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，其直徑8500mm，由電壓為380V，額定功率為160KW的4極異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)和風(fēng)機(jī)之間采有能夠減速比的減速機(jī)，塔內(nèi)不裝設(shè)節(jié)流閥。回此軸流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與風(fēng)量是不可調(diào)的，3件塔的總處理才能達(dá)8000m3/h,遠(yuǎn)大于各出產(chǎn)裝置**需求量部和6600m3/h,2000年度各塔的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)詳見(jiàn)表1與表2。

冷卻塔風(fēng)機(jī)選用變頻調(diào)速節(jié)能計(jì)劃

風(fēng)機(jī)節(jié)能可行性分析

表1 各塔運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表1所示的數(shù)據(jù)知：2000年度冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，冷卻塔進(jìn)水溫度的最高溫度平均值分布在27.6-28.8℃內(nèi)，其較各出產(chǎn)裝置所需冷卻水溫度32℃低3.2-4.4℃，并可知在一起滿意冷卻塔進(jìn)水溫度低于最高熱水溫度平均值及冷卻塔出水溫度低于最高冷卻水溫度平均值這一條件下，單臺(tái)風(fēng)機(jī)全年的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻為2705h。若選用變頻操控器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改動(dòng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可使冷卻塔出水溫度進(jìn)步2-3℃的情況下，仍能滿意冷卻塔出水溫度≤32℃的工藝要求，這顯然可節(jié)省電能。依據(jù)廠家供給曲線圖，以及表2的有關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)工藝核算的風(fēng)機(jī)的不同月份節(jié)能潛力及收益值如表3

表2：2000年不同月份風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)與冷卻塔出水溫度關(guān)體系計(jì)表

表3：2000年不同月份風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力及收益核算值

注：收益率=可運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻*風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力0.56元/kw*h*100%

表中P=120.5kw，總收益值8.883萬(wàn)元。

由表3可知各冷卻塔風(fēng)機(jī)節(jié)才能40%-54%

風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速實(shí)施計(jì)劃

風(fēng)機(jī)節(jié)能的**計(jì)劃是操控風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可通過(guò)改動(dòng)電機(jī)操控體系來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，然后到達(dá)操控風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)的目的。因?yàn)?臺(tái)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率均為160kw,可選用1臺(tái)變頻器循環(huán)方法運(yùn)轉(zhuǎn)，體系見(jiàn)附圖。

該體系由2部分組成：變頻回路：1臺(tái)變頻器，空氣開(kāi)關(guān)Q1，溝通觸摸器C1、C2、C3和主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)操控回路組成變頻循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)回路；工頻回路：空氣開(kāi)關(guān)Q2，溝通觸摸器C4、C5、C6和繼電器T1、T2、T3以及手動(dòng)操控回路等構(gòu)成工頻運(yùn)轉(zhuǎn)回路；

運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QK切至主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)回路，由溫度傳感器測(cè)定冷卻塔出水溫度，轉(zhuǎn)換成規(guī)范的電流信號(hào)，運(yùn)至變頻器的溫度檢測(cè)器，用于操控冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改動(dòng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，然后改動(dòng)冷卻塔出水溫度，當(dāng)1臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率挨近工頻運(yùn)轉(zhuǎn)仍不能滿意要求時(shí)，將此變頻運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)改為工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，再變頻發(fā)動(dòng)另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，直到滿意各出產(chǎn)裝置所需的循環(huán)水溫度≤32℃停止，整個(gè)操控體系為一件閉環(huán)調(diào)節(jié)體系。依據(jù)工藝要求，主動(dòng)確定電機(jī)是變頻運(yùn)轉(zhuǎn)或是工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，并做到**運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)**切除，各電機(jī)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，然后延伸設(shè)備使用壽命。當(dāng)變頻器出故障時(shí)，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QK切換至手動(dòng)狀況，3臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在工頻狀況仍可滿意運(yùn)轉(zhuǎn)要求。

選用變頻調(diào)速的方法，改動(dòng)了以往電機(jī)的開(kāi)、停僅為手動(dòng)操控的單一工頻運(yùn)轉(zhuǎn)方法，然后避免為滿意冷卻塔出水溫度≤32℃，必須使一臺(tái)或幾臺(tái)風(fēng)機(jī)均處在工頻狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，而形成水溫過(guò)低，形成不必要的糟蹋。選用變頻調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)步水溫操控的準(zhǔn)確性。并可實(shí)現(xiàn)滑潤(rùn)發(fā)動(dòng)電機(jī)，使3臺(tái)電機(jī)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，然后進(jìn)步電機(jī)的使用壽命。

風(fēng)機(jī)節(jié)能經(jīng)濟(jì)分析

（1)    由表1所示的冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)可知：1#塔的處理才能僅僅2#或3#塔66%，但其處理1m3/h熱水風(fēng)機(jī)電功率單耗卻是2#與3#塔風(fēng)機(jī)電功率單耗之平均值的1.783倍（即其大于0.0313kw/m3/h），其原因是該塔填料仍為老式低效填料，若1#塔填料改用與2#塔相同功能的新式高效填料，則每小時(shí)處理才能就可進(jìn)步1000m3。若按1#塔處理量為2000m3/h核算，每小時(shí)節(jié)電2000x0.0313=62.6kw，節(jié)能作用相當(dāng)可觀。1#塔每年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻為3000h，替換填料需投資45萬(wàn)元。

（2)    選用變頻調(diào)速計(jì)劃，依據(jù)表3可得每年總收益值為8.883萬(wàn)元，實(shí)施變頻操控需要投資約為15萬(wàn)元，收益=80883/15x100%=59.2，約1.7年就能收回投資額，另外設(shè)備的折舊率大大下降，可見(jiàn)節(jié)能作用顯著。

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