降低空调系统循环水泵能耗.docx
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降低空调系统循环水泵能耗
降低空调系统循环水泵能耗
淮阴卷烟厂设备治理处耿浩、杨光
一、前言
作为我厂科技楼内部重点耗能设备，中央空调系统耗电大约要占整座建筑电耗60%以上。
在中央空调系统设计时，我厂中央空调机组是以知足此栋大楼所有利用处所最大冷热量来进行设计的，循环水泵的电机容量也是依照建筑物的最大设计冷热负荷选定的，而且还都留有必然设计余量。
我厂现有的循环水泵是在工频供电下始终全速运行，管道中的供水流量通过阀门和回流方式进行调剂的，这必会产生大量的节流及回流损失，同时也增加了电机的负荷，白白消耗了许多电能。
故对其进行节能改造应该具有必然的节能成效。
本着自食其力，降本增效，节能环保的原那么。
咱们QC小组通过数月的尽力攻关，通过实践证明，在中央空调系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调剂管道中的流量，以取代阀门调剂及回流方式，能取得明显的节能成效，一样直接节电率都在30％以上。
同时变频器的软启动功能及滑腻调速的特点可实现对中央空调水循环系统的平稳调剂，有效排除水锤效应，从而可延长机组及管组的利用寿命，达到间接节能的目的。
二、小组概况
小组名称
设备QC小组
小组注册号
HY-QC2008-3
课题名称
降低空调系统循环水泵能耗
小组人数
4人
TQM教育人均
35小时
活动次数
12次
活动出勤率
100%
活动时间
2008．3-2008．8
小组类型
现场型
姓名
性别
学历
职务
组内任务
赵中伟
男
本科
副处长工程师
组长全面负责
耿浩
男
本科
管理员工程师
组员技术方案
杨光
男
本科
维修工助理工程师
组员方案设施
李俊疆
男
高中
维修工技师
组员具体设施
三、选题理由
在电制冷空调系统中循环水泵的能耗,一样约占空调系统总能耗量的8～15%。
因此,循环水泵的正确选择具有很重要的实际意义。
循环水泵流量及扬程的平安系数文献中给出了空调循环水泵的选择及注意事项,其中明确指出“泵的流量和扬程应有10～20%的富裕量”。
事实上,我厂的循环水泵也依照此设计的。
可是随着季节的转变、日夜的转变、不同时刻办公间利用数量的转变等等，致使中央空调系统对室内热源吸收量的转变。
这也就要求循环水的压力随着转变。
可现有循环水泵始终是在工频下全速运行的，管道中的供水流量只能通过阀门或回流方式调剂，这必会产生大量的节流及回流损失，同时也增加了电机的负荷，白白消耗了许多电能。
故对其进行改造具有很大的节能空间。
对其进行的节能改造也是降本增效的一条捷径。
同时变频器的软启动功能及滑腻调速的特点可实现对中央空调的平稳调剂，并可延长机组及管组的利用寿命。
作为烟草生产企业，也应当踊跃响应国家节能减排号召,降低企业的资源消耗，承担相应的社会责任。
为此，咱们选择降低空调系统循环水泵电力资源消耗作为本次QC活动的课题。
四、现状调查
参加人员：
杨光
时间：
依照现有空调系统设计资料和我厂设备治理处值班人员的上一年中详细空调运行纪录，能够得出该系统（六月、七月、八月）三个月能耗散布情形如下：
注：
那个地址的利用率是指在空调机组运行时各设备的利用率（即假设空调系统的利用率为100%时，其它系统的利用率）。
所有的设备都是工频运行的。
计算公式如下：
三个月平均利用总功率
设备的额定功率
设备的三个月平均利用率
M空调系统的总额定功率
设备的三个月平均利历时刻
Z空调系统的三个月平均利历时刻
上式中的平均利用总功率之比即表示实际利用中各设备之间的三个月平均能耗之比。
循环水泵额定功率所占空调系统其他部份总功率的比例为：
M1=74/++≈9%
循环水泵平均利用功率占空调系统其他部份平均利用总功率的比例为：
M2=++≈%。
从上面的一些列统计数据对照咱们能够得出，循环水泵的平均利用功率是最高的。
循环水泵的实际利用中存在比较严峻的能量浪费的情形。
存在比较大的节约空间。
五、设定目标
依照QC小组的反复理论计算论证，结合行业相关体会及行业权威数据，一样对空调系统循环水泵进行节能改造，节电率都在30％{在此处的计算方式为：
（M2-M3）/M2=30%，M3为改造后循环水泵利用功率占空调系统其它部份利用功率的百分比}以上。
因此，咱们保守设定本次QC小组的循环水泵系统的节能改造的目标为：
实际利用中循环水泵能耗占空调系统其他总能耗的比例从改造前的%减到改造后的%。
六、分析缘故
从上面的因果分析图上能够看出，3大项分析到末梢缘故是7个阻碍因数。
咱们对末梢缘故逐条进行确认，找出造成循环水泵能耗偏高的要紧阻碍因数。
七、要因确认
参加人员：
QC小组全部人员
时间：
序号
因数名称
确认方法
确认情况
是否要因
1
水泵的设计流量及扬程偏高
调查分析
循环水泵流量及扬程的安全系数文献中给出了空调循环水泵的选择及注意事项,其中明确指出“泵的流量和扬程应有10～20%的富裕量”。
事实上,我厂的循环水泵也根据此设计的。
是
2
启动方式不合理
现场验证
此系统原有的启动方式是软启动器起到，已经能够有效的抑制启动电流过大的情况。
否
3
流量调节方式不合理
讨论分析
原有循环水泵是一直在工频下运行的，其流量调节方式完全靠旁通阀来完成，其输出功率大量的能源消耗在阀门截流过程中。
由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
是
4
功率因数偏低
讨论分析
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
是
5
人为操作不当
调查分析
所有的操作人员都经过严格的岗前培训，持证上岗。
否
6
管网阻力较大
调查分析
所有管网在设计时都留有20%的富裕量，而且充分考虑到管网间的转接，阀门的阻力等
否
7
传感器信号不准
调查分析
由于设计当初没有充分考虑到传感器（0-10V信号）离PLC采集点的距离较远，存在一定的电磁干扰和信号衰减，从而造成流量调节计算的不准。
影响水泵的效率，造成电能浪费。
是
确以为要紧缘故的是：
1、水泵的设计流量及扬程偏高（依照高出所需容量的20%设计的）
2、水泵电机功率因数偏低（这是电机直接运行一直存在的问题）
3、流量调剂方式不合理（仅靠旁通阀来调剂流量和压力）
4、传感器传输信号不准（传感器离信号搜集PLC的距离大约有70M，电磁干扰较严峻）
八、制定计谋
参加人员：
全部QC小组成员
时间：
序号
要因
对策
目标
措施
地点
完成时间
1
水泵的设计流量及扬程偏高
增加变频器
使用变频按需调节流量，压力
新安装四台invt的变频器型号为：
CHF100-018G/022P-4
科技楼空调监控室
2008年6月底
2
水泵电机功率因数偏低
通过变频器内部滤波电容的作用，使COSФ≈1，从而减少无功损耗
2008年6月底
3
流量调节方式不合理
增加控制器
通过专用控制器来控制变频器从而达到更加合理调节流量，减少旁通阀调节流量的能量损耗
新安装一个西门子RMU730-2控制器
2008年6月
4
传感器传输信号不准
增加隔离设备
通过隔离变送器来减少信号干扰和信号衰减，保证PLC信号采集的准确性
在传感器输出端增加一个（0-10V）的电压信号隔离变送器。
型号为：
NPGL-55D
2008年6月底
九、实施时期
参加人员：
杨光李俊疆
时间：
第一时期，定制一个操纵柜，具体尺寸如以下图：
实物图片：
第二时期，定够元器件，依照以下图把元器件布置到位。
柜内实物照片
第三时期，按原理图布线，要紧原理图如下：
第四时期，增加隔离变送器，安装图片如下：
十、成效检查
为检查实际水泵改造后的节能成效，咱们特意在改造完成后三个月内对整个空调系统和四台循环水泵进行电能计量。
具体统计数据如下：
月份
电量
6月份
7月份
8月份
平均
空调系统（除循环水泵外）
41364kwh
kwh
kwh
kwh
循环水泵
kwh
kwh
kwh
kwh
实际利用中循环水泵能耗占空调系统其它能耗比为：
=%，即利用功率比为：
%。
通过上图表能够看出，小组依照计谋设施后，已经完成了确信的目标。
十一、巩固方法
1、将活动中安装和改造的设备，全数列入设备治理制度中，便于尔后改换维修。
2、增强对改造和安装设备的保护与保养，使其始终处于完好状态，使其更好的效劳于厂内办公。
3、增强必要的岗前培训，使其操作正确。
十二、尔后打算
通过QC小组的尽力，达到并超过了预定的目标，活动后的节能成效比较明显，循环水泵的利用率得以专门大的提高。
节能是现代社会一个长久问题，因此咱们QC小组将还会选择以节能为目的的课题进行活动。
因此咱们小组预备的下一个循环课题为：
《照明系统的节能改造》。
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