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      水環式真空泵系統如何節能省電

      水環式真空泵是液環式真空泵的一種,其工作液是水,在生產行業,廣泛地運用到生產的各行業中,成為生產中的重要設備之一,同時是主要的耗電設備之一。由于電費的成本已成為原材料成本,在用電緊張的今天,節省電費已成為企業經營者考慮的一件大事。

      下面是某公司根據水環式真空泵自身的條件改裝的整套系統,從而達到了節能省電的效果:

      某公司有3臺水循環真空泵組成的真空系統。在使用中,有2臺真空泵長期固定在最大的轉速下運行,另一臺備用。在實際生產工況中,真空系統的實際機械有效抽率在絕大部分時間內遠比設計的容器有效抽率高;在轉速固定的情況下,實際真空度遠遠大于生產要求的真空度,這樣就造成真空泵電機功耗的嚴重浪費,故對水環真空泵進行變頻節能自動化控制改造 具有一定的現實意義。 
      由粗抽泵的抽率公式(1)可以看出,當真空系統的Q1為恒量時,S與P1成反比例關系,P1越小,需要的機械泵的有效抽率越大;如P1的值大于實際需要的值,則就存在過剩真空而造成機械泵的有效抽率的浪費。同時,當生產工礦發生變化時,Q1的值也會是一個變量,S與Q1成正比關系,及機械泵的有效抽率受漏氣率與需要達到的預真空兩個條件影響而成比例關系變化;如果漏氣率過大而超過先期使用的機械泵的有效抽率,則必需投入新的機械泵來滿足真空度;漏氣是生產使用過程中造成的,是可控而少量的,所以又造成了更多得過剩真空的浪費。  
      根據公式(1),可以得出公式(2),從公式(2)該們可以看出,生產需要的真空P1可以作為調節量,作為調解量P1有一個SV值是一個恒定值,實際檢測到的真空度PV與SV之間的差值MV,作為調節機械泵有效抽率的調節值,通過變頻器進行調解機械泵的有效抽率來節能降耗。
      S=Q1/ P1(l/s)........(1)
      P1=Q1/S (托)....... (2)
      S-機械泵有效抽速 
      Q1-真空系統漏氣率(托·升/秒)
      P1-需要達到的預真空度(托)  
      該公司真空系統運行現狀:
      該公司使用的真空系統是由三臺水循環真空泵(額定功率75kw)組成的一個真空系統,主要用于紡絲車間的卷曲工藝使用,每條生產線有24個吸入絲束的吸嘴。在平時不使用吸嘴或使用吸嘴數少于3個的情況下,一臺真空泵可以達到生產需要的真空度。在大于3個吸嘴數的工況下,要維持需要的真空度,就必須啟動2臺真空泵。但是,長期工況下使用的吸嘴都少于3個(修板的時候只用一個吸嘴),但是為了防止突然發生的24臺紡絲泵停止事故,一直使用2臺真空泵,另一臺備用,這就造成了一臺真空泵的能源浪費。
      具體方案:
      根據運行現狀,在要滿足生產應急需求的條件下考慮降低真空系統的能源消耗。該公司使用的控制系統是Y-△的啟動控制方式,為此該們將一臺真空泵維持原來的Y-△控制系統,以滿足真空系統的真空度要求;另一臺改造為變頻器控制的真空泵,同時用真空壓度信號對其機械有效抽率進行控制。
      本改造項目選用的SIEMENS 6SE-7系列變頻器一臺,使用原有電機(75KW),在真空室上安裝一臺YOKOGAWA的EJA110A的壓力變送器,原控制系統作為應急檢修備用,增加一套自動調節控制系統。變頻裝置具有工頻旁路功能,用于變頻與工頻之間的切換;旁路刀閘容量滿足工頻要求,刀閘具有防誤操作的機械閉鎖功能,并帶有電磁栓,以作為電氣連鎖的保護,防止誤操作。變頻器、斷路器、刀閘和電纜的一次電路見圖1。

      水環式真空泵系統改裝圖
      圖1

      變頻器的旁路柜具備“五防”功能,旁路刀閘、進線刀閘和出線刀閘及斷路 器        之間具備以下閉鎖:旁路刀閘與進線刀閘和出線刀閘機械連鎖,旁路刀閘閉合時,  進線刀閘和出線刀閘不能合;進線刀閘和出線刀閘閉合時,旁路刀閘不能合;斷路器在閉合位置時,所有刀閘的電磁栓動作,并鎖定刀閘,所有刀閘都不能操作。
      該系統改造后原理如下:

      按照圖1進行改造一臺原有的系統,利用已存在的DCS控制系統,接入壓力變送器檢測到的真空度的信號,在DCS內部編程換算成實際的真空度P2,用實際的真空度與設定的生產需要的真空度P1之間的差值(MV=P2-P1)輸出信號調解變頻器的工作頻率,以達到生產需要的真空抽率。工作人員可以在DCS的監控畫面上監控系統真空度是否滿足生產要求,也可以在DCS人機操作臺上設置改變系統的真空度,注意不要超過系統設計的真空度。

      歸納總結:

      應用變頻調速技術改造后產生的節電效果,該公司做了一個在正常工況條件下的節電效果預測,在正常使用的情況下,用變頻器驅動的真空泵將近每小時節能46KW,真空泵每天平均節約電費 1104 度; 應急工況按照10%扣除,全年運行10個月(即300天計算,除去檢修停車),電價每kWh為0.50元,則全年節約電費為: 
      300天×(1104 ×90% )度/天×0.50(元/度)=  14.9萬元 此后該項目每年可為公司節約電費14.9萬元,經濟效益非常顯。 

      以上關于水環式真空泵系統改造方案僅供參考,用戶在實際應用過程中可根據自己已有的條件選擇適合自己的產品。


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