循环水泵变频改造节能方案.docx
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循环水泵变频改造节能方案
智盛石油化工（惠州）有限公司
循环水泵变频节能改造技术方案书
智盛（惠州）石油化工有限公司
一、水泵类设备的节能原理
由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：
水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：
降低水泵、风机的转速就，水泵、风机的功率可以下降得更多。
例如:
将供电频率由50Hz降为45Hz，
则P45/P50=（45/50）3=0.729，
即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；
将供电频率由50Hz降为40Hz，
则P40/P50=（40/50）3=0.512，
即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。
二、变频调速的基本原理及特性
对于普通异步电机的无级调速，必须采用变频变压，同时进行的方法才能够实现，异步电机的调速下述公式，因此利用变频技术，调整电机的供电频率，使电机得到任意转速。
Ｎ＝６０ｆ（１－Ｓ）／Ｐ
Ｎ：
表示转速
ｆ：
表示频率
Ｓ：
表示滑差率
Ｐ：
表示电机极对数
从电机的设计特性，如单纯改变频率，会造成严重的磁过饱和或转矩变软，根据电机转矩特性以下可知只要在频率Ｆ变化时，电压Ｖ跟踪变化，保持压频比Ｖ／Ｆ为常数，即可保证电机在变频调速的同时，保证恒转矩输出。
如图下图所示
Ｍ＝Ｋ（Ｖ／Ｆ）2
Ｍ：
表示转矩
Ｖ：
表示电压
Ｆ：
表示频率
Ｋ：
为系数
V,（M）M
０ F，（Ｎ） ０ Ｎ
V/F关系转矩关系
三、循环水泵工况
目前有循环水泵2台，功率各为75KW,其工作状况为：
设备用水量小的时候，开一台循环水泵，一台冷却风机，此时设备用水量少，而水泵出水量远大于设备用水量，因此水泵无需全速运行就可满足设备用水量需求；在设备用水量大的时候，一台循环水泵供水量不够，必须开两台循环水泵和两台冷却风机，两台泵水量供水量远远超过设备用水量需求，因此存在着大量的电能白白的消耗掉了，鉴于以上工况，对现有的设备进行变频技术改造是非常有必要的，通过调节电机的转速达到节能的目的。
四、电气控制方案及技术要求
4、1循环水泵1台，功率75KW,3相AC380V,
。
原控制方式
。
手动控制，
。
调节方式：
人工；
。
控制方式：
手动控制泵的启停
。
启动方式：
软启动
。
变频控制方式
。
变频控制方式：
一控。
变频控制柜设置工频/变频选择开关，通过开关的选择实现1台原水泵在变频方式下运行；
。
变频控制柜设置1#/2#泵选择开关，通过开关的选择实现自动、手动泵切换运行；
。
变频控制柜设置频率给定选择开关，并安装手动调速电位器，通过开关的选择电位器调速或端子4~20MA电流信号自动频率调速；
。
自动信号调节方式：
PID调节4~20MA为流量或压力信号；
。
变频器故障时，发出报警信号，任一台并自动切换到工频运行；
。
变频控制柜增加启动、停止、运行、故障信号及指示；
。
完全保持原有工频手动控制方式，
。
自动控制方式下，采用PLC控制系统，在变频柜内实现工频和变频互锁；
。
硬件配置：
施耐德电气产品
ATV61变频器、LC1D接触器、XB2按钮、XB2指示灯、RXL中间继电器等;
。
预留远程控制及指示端子：
启动、停止、4~20MA频率给定信号
五、变频技术改造目的
变频改造方案要求保持原有控制系统不变，增加变频调速，根据工艺要求采用4~20mA自动控制或手动调速，实时调速，保证工艺要求，实现节能要求，达到节电效果，倡导绿色环保，为企业创造效益，为社会创造价值！
六、开关及开关柜技术选型、要求
。
柜体选用GGD2柜体，额定短路开断电流30KA,额定短时耐受电流30KA，额定峰值耐受电流63KA;
。
柜体要求有风道设计，且上部装设强制散热风扇，柜体安装散热百叶窗；
。
开关柜配置柜内照明，门控开关；
。
柜体顶部设有吊环，易于安装，产品出厂时，柜体底部配有木质底座，易于叉车运输；
。
柜体采用通用柜，构架用冷弯型钢局部焊接组装；零部件按模块设计，为20模数的安装孔，防护等级IP31.表面处理采用静电喷塑，保证开关柜在整个使用周期表层不剥落，柜体颜色：
驼灰色
。
二次控制回路配线采用PVC线槽，过门处套管保护。
门及柜体有可靠地接地连线；
。
进出线方式：
下进下出；
。
进线处配电表及电压转换开关，3相电流表，3相有功电度表
。
变频器选用施耐德ATV61产品，配操作面板，柜内元器件选用施耐德电气产品，接线端子选用国标端子，并留有15%的余量；
。
铭牌和标牌：
柜门背面附主回路、二次原理图、配线图、布置图及设备表，柜内元件标签明确，且与原理图和配线图对应一致；
。
柜体面板配置电源指示灯、常用参数显示仪表直接读取变频器参数；
。
柜体尺寸根据现场位置确定，控制柜为H=2000MM，厚度为600MM,宽度为800-1000MM,前后门为双开门；
七、变频柜硬件配置
。
循环水泵变频控制柜
名称
型号
规格
数量
单位
变频控制柜
GGD2
2000X800X600
2
套
以下为子项
1
断路器
施耐德
NSC4040C3400
1
台
2
变频器
施耐德
ATV61HD75N4
2
台
3
PLC
施耐德
TWD24DRF
1
台
4
TESYS交流接触器
施耐德
LC1D80M7C
6
台
5
TESYS交流接触器
施耐德
LC1D15000M7C
4
台
6
中间继电器
施耐德
RXL
16
套
7
按钮指示灯
施耐德
XB2
1
批
8
选择开关
施耐德
XB2
1
批
9
调速电位器
北京
WZ4.7K
4
套
10
主母排
60X6
1
项
11
零地母排
30X4
1
项
12
电线电缆
BV
2.5MM2等
1
项
13
辅助材料：
线槽、线号、端子、铜线耳、标牌、护套、互感器等
1
项
14
安装调试
1
项
15
单套价格
97000
16
总计
105000.00
17
大写：
壹拾万零伍仟元整
八、产品供货及图纸资料
。
交货时间：
自合同生效之日起4-6周；
。
交货地点：
惠州智盛工厂
。
交货时随机附带产品合格证书、检验报告、装箱清单、随机工具等；
。
电气设计资料齐全、规范、工整、清晰；
。
提交资料包括：
一次图、二次图、元件布置图、柜体尺寸图，接线图，设备明细表，变频器说明书、变频柜使用说明书等；所有资料应提供相应的电子版二份
九、甲乙双方的责任与义务
。
甲方负责现场施工的协调，并指派技术工程师协助乙方工程实施，保证用电正常；
。
甲方须提供原有设备电气方面的相关图纸，供乙方参考；
。
甲方负责变频柜以外的工程实施所需材料及施工，并提供电源到变频柜；
。
乙方负责变频柜设计、制作及相关设备的采购，运输、安装、调试；
。
乙方按照甲方的技术要求供货，并保证产品的质量及工程进度
十、质量保证及售后服务
。
乙方所供货范围的产品为甲方提供自出厂之日起18个月或购买之日起12个月的免费产品保修责任（人为损坏除外）；并提供终生维修服务；
。
甲方指定所需用产品的质量保证及售后服务，按照产品生产厂家的技术、质量要求执行；
。
乙方保证所用的产品为正牌厂家产品；包括施耐德电气等其它产品，并具追溯性；
。
完善的售后服务，反应迅速及时，接到服务电话在2小时内赶到现场；并保证24小时技术支持与服务；
。
一流的产品，一流的技术、一流的服务。
。
对提供的产品免费提供技术支持、咨询、培训
十一、投资效益分析
循环泵工作状态：
每小时耗电:
75KWX1=75KW（工作负荷按照额定功率的80%计算）；
每月耗电：
24X30X75KWH=54000KWH（每天24小时，每月按30天计算）
每月电费：
54000x0.8=4320元（每度电按0.8元/KWH）
每年用电费：
4320X12=518400元
变频后：
电机转速可降低到40HZ,按照40HZ理论计算节电率为：
48.8%，按照40%计算那么一台泵:
每小时实际节约电能为75x0.4=30KWH
每年节约电费为：
30X24X30X12*0.7=245152元；
总投资：
105000元
投资回报：
250000/105000=8个月收回成本
智盛（惠州）石油化工有限公司
2011-3-21
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