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風機安裝與維護
降溫水簾中央空調水系統節能設計探討高壓變頻調速工程在大冶特鋼
編者按：水泵是空調工程的重要的組成部分，其耗電量非常大，占空調工程耗電量的15％-30％，這也意味著水泵節電的潛力巨大。變頻技術的應用是水泵節能運行的趨勢之一，但某些局限性使其實際應用甚少。本文探討在給定管網特性情況下，多臺水泵并聯設計，其運行中節能的可能性和實用性。在冷凍機房的設計中，通常是選用多臺相同型號的水泵并聯運行，其中一臺備用，為了達到水泵運行時節能的目的。提出大小泵匹配的方案。
空調工程的電能耗量（采用電制冷方案）約占該建筑總耗電量的40％-50％，而空調水泵的耗電量又占空調耗電量的18％左右。對于空調水泵的設計選配，雖然也有一些節電措施，但從現狀看其工程實施和重要程度還遠遠不夠，電能的浪費還十分嚴重，因此水泵的節電還存在著很大的潛力。
在目前空調水工程設計中，一般是選用多臺相同的水泵并聯，管網的性能按最大流量設計。
1 給定管路的流量與阻力分析
對于給定的管路工程，在流量變化時其阻力與流量的平方成正比，如下式：
H1/H2=Q21/Q22 (1)
在空調工程設計中，空調水泵揚程H一般按下式選�。�
H=Ha+Hb+Hc+Hd（2）
式中 Ha表示冷水機組的阻力；
Hb表示制冷站內分支管路的阻力；
Hc表示制冷站內干管和制冷站以外管網的阻力；
Hd表示空調末端設備的阻力；
在實際工程中我們所接觸的水工程多為并聯回路，水工程的水力平衡是保證其運行良好的前提，在設計中甚至有部分設計師采用加大流量的辦法來抵消水力不平衡的影響。其實，加大流量并不是一個好辦法，它只不過是掩蓋了水力不平衡的矛盾，在提高原來流量偏小的環路流量的同時也提高了原本偏大的環路流量，造成電能的浪費，是不可取的。真正解決水力不平衡的問題還得通過在設計中水力平衡和運行中的調節。
2 水泵節能的設計的探討
采用變頻技術對水泵進行無級調速是一種行之有效的節電方法，也是水泵運行節能的發展趨勢，但在實際工程工程中，由于價格較高、變速水泵工作點的變化及水泵的效率、水量變化與冷水機組匹配運行等問題，在實際中還運用不多。
本文主要探討在給定的管網特性情況下，多臺水泵并聯設計，其運行中節能的可能性和實用性。在冷凍機房的設計中，通常是選用多臺相同型號的水泵并聯運行，其中一臺備用，為了達到水泵運行時節能的目的。本文提出大小泵匹配的方案。
3 分析及看法
3.1 大小泵匹配的方案是節約能源切實可行的方法，簡單、效果顯著，對于中小型空調冷源工程十分適用。
3.2 設計時應計算分析管網特性和負荷特性，正確選用水泵的流量和揚程。
3.3 設計中應注意管網的水力平衡，避免在小流量運行地不利環路缺水。
3.4 空調水工程大小泵匹配節電是肯定的，但對于不同的方案節電幅度也不盡相同，它往往受到設備選型局限性的影響，并與空調負荷時間頻率有關。對于冷卻水工程因共用管路工程較少，節約電能幅度較少。
>大冶特鋼四煉鋼廠設置7#、8#兩個煉鋼電爐，每個電爐配置除塵風機一臺（配套電機功率1600kw），電爐除塵風機需要六種風量來適應電爐煉鋼工藝要求，為了提高風機的運行效率，該電爐除塵風機需要進行變頻調節，除塵風機高壓變頻器采用北京利德華福技術有限公司生產的Harsvert系列，并于2003年8月13日調試完畢投入運行。
除塵風機工藝要求
大冶特鋼四煉鋼廠設置7#和8#兩個煉鋼電爐，煉鋼電爐在正常的冶煉過程中，一個冶煉周期分為如下時間段：①加鐵水3分鐘，②裝料3分鐘，③供電21分鐘，④供電供氧30分鐘，⑤等樣5分鐘，⑥出鋼5分鐘，⑦堵眼3分鐘，總共大約70分鐘，其中①②⑤⑥⑦五個時間段煙塵較少，除塵風機可以低速運行，低速運行時間共19分鐘，占總冶煉周期的27%�？紤]風機本身的加減速過程，低速運行的時間比重按20%計算�？紤]設備檢修，年運行時間按300天計算。按冶煉工藝要求，煙塵較大時需要120萬立方米/小時的風量，由1600KW風機全速運行，提供風量85萬立方米/小時，另配560KW風機全速運行，提供風量35萬立方米/小時。煙塵較小時需要80萬立方米/小時的風量，560KW風機全速運行，提供風量35萬立方米/小時，1600KW風機調速運行，提供風量45萬立方米/小時（為額定風量的52.9%）。
A1-A2為加鐵水和裝料時間（低速）
A3-A4為供電和供電供氧冶煉時間（高速）
A5-A6為等樣、出鋼、堵眼時間（低速）
A2為爐前生產現場采集的電爐送電和送氧信號開始由低速升速至高速的升速點
A4為爐前生產現場采集的電爐停送電和停送氧信號開始由高速減速至低速的減速點
為適應生產變化電爐除塵風機在低速段暫定需要5種風量來適應電爐煉鋼工藝要求。
A到B為低速段的第一低速段（最低速），B到P為低速段第五低速段（最高速），Q到R低速段的第一低速段（最低速）；
B到D為第二個低速段，其中B到C為風機升速時間；
D到F為第三個低速段，其中D到E為風機升速時間；
F到H為第四個低速段，其中F到G為風機升速時間；
H到J為第五個低速段，其中H到I為風機升速時間；
風機升速時可以根據需要跨越任一升速點；
J點風機開始減速。
J到L為第五個低速段轉換為第四個低速段，其中J到K為風機減速時間；
L到N為第四個低速段轉換為第三個低速段，其中L到M為風機減速時間；
N到P為第三個低速段轉換為第二個低速段，其中N到O為風機減速時間；
P到R為第一低速段，其中P到Q為風機減速時間；
Q到R為低速段的第一低速段（最低速）。
大冶特鋼四煉鋼廠電爐除塵風機采用HARSVERT-A06/220變頻器進行調速控制，外加工頻旁路開關柜，變頻器為直接高-高方式的電壓源型，變頻器的主要性能指標如下：變頻器容量2250KVA，額定輸出電流220A，輸入頻率45Hz到55Hz，額定輸入電壓6000V，允許電壓波動±10%，輸入功率因數≥0.96（大于20%負載時），輸出頻率范圍按五級速度，0Hz到50Hz范圍內調整（即：調速范圍0～100%），變頻器效率≥98%（不含輸入變壓器），輸出頻率分辨率0.01Hz，無級調速，過載能力120%一分鐘，150%立即保護。加速時間可按工藝要求設定，減速時問可按工藝要求設定。
變頻器與四煉鋼廠PLC控制工程接口：四煉鋼廠PLC為西門子S7-300，變頻器內置PLC為西門子S7-200，通訊時以四煉鋼廠PLC作為主站，變頻器PLC作為從站，實現數據通訊；變頻器需上傳到四煉鋼廠PLC的信息包括：故障報警（綜合）、高壓合閘允許、高壓緊急分斷、模擬量信號：變頻器運行頻率、變頻器輸入電流（4-20mA電流源，帶載能力大于500Ω）。
變頻器與四煉鋼廠現場接口：變頻器與四煉鋼廠電動機就地操作箱以硬線連接方式實現，四煉鋼廠就地操作箱上應包括：按鈕類：啟動按鈕（帶指示）、停止按鈕（帶指示）；指示燈類：變頻正常運行指示、工頻運行指示；變頻器與四煉鋼廠爐前操作臺以硬線連接方式實現，四煉鋼廠爐前操作臺上應包括：按鈕類：高速按鈕（帶指示）、低速1（最低速）按鈕（帶指示）、低速2按鈕（帶指示）、低速3按鈕（帶指示）、低速4按鈕（帶指示）、低速5（最高速）按鈕（帶指示）；變頻器向就地操作箱提供的信號為：狀態信號：變頻器正常運行、工頻運行；就地操作箱向變頻器提供的信號為：遠控指令：啟動、停止；爐前操作臺向變頻器提供的信號為：工況轉速指令：高速指令、低速1指令、低速2指令、低速3指令、低速4指令、低速5指令；變頻器與高壓開關柜的連鎖信號：高壓緊急分斷。以上開關量均采用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效，接點容量均為AC220V/3A。
變頻器遠程/近程控制選擇，當變頻器遠程/近程控制選擇開關打到遠程位置時，控制權交給電動機就地操作箱，當變頻器遠程/近程控制選擇開關打到近程位置時，控制權交給變頻器。
電爐除塵風機未上變頻以前，在各種工況下的電機工作電流為180A，采用變頻調速后在除塵風機低速段平均節電率在47.5%以上。
鋒速達是水簾生產廠家|環保空調生產廠家|屋頂風機廠家|，鋒速達承接規劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風|車間通風|廠房通風|屋頂排風機|屋頂排熱|廠房通風降溫|車間通風降溫|通風換氣排熱降溫工程|屋頂風機安裝|負壓風機安裝|水簾安裝|環保空調安裝|通風設備安裝|通風降溫設備|通風系統安裝案例|通風降溫系統|屋頂通風機|屋頂排風系統
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在目前空調水工程設計中，一般是選用多臺相同的水泵并聯，管網的性能按最大流量設計。
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對于給定的管路工程，在流量變化時其阻力與流量的平方成正比，如下式：
H1/H2=Q21/Q22 (1)
在空調工程設計中，空調水泵揚程H一般按下式選�。�
H=Ha+Hb+Hc+Hd（2）
式中 Ha表示冷水機組的阻力；
Hb表示制冷站內分支管路的阻力；
Hc表示制冷站內干管和制冷站以外管網的阻力；
Hd表示空調末端設備的阻力；
在實際工程中我們所接觸的水工程多為并聯回路，水工程的水力平衡是保證其運行良好的前提，在設計中甚至有部分設計師采用加大流量的辦法來抵消水力不平衡的影響。其實，加大流量并不是一個好辦法，它只不過是掩蓋了水力不平衡的矛盾，在提高原來流量偏小的環路流量的同時也提高了原本偏大的環路流量，造成電能的浪費，是不可取的。真正解決水力不平衡的問題還得通過在設計中水力平衡和運行中的調節。
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3 分析及看法
3.1 大小泵匹配的方案是節約能源切實可行的方法，簡單、效果顯著，對于中小型空調冷源工程十分適用。
3.2 設計時應計算分析管網特性和負荷特性，正確選用水泵的流量和揚程。
3.3 設計中應注意管網的水力平衡，避免在小流量運行地不利環路缺水。
3.4 空調水工程大小泵匹配節電是肯定的，但對于不同的方案節電幅度也不盡相同，它往往受到設備選型局限性的影響，并與空調負荷時間頻率有關。對于冷卻水工程因共用管路工程較少，節約電能幅度較少。
>大冶特鋼四煉鋼廠設置7#、8#兩個煉鋼電爐，每個電爐配置除塵風機一臺（配套電機功率1600kw），電爐除塵風機需要六種風量來適應電爐煉鋼工藝要求，為了提高風機的運行效率，該電爐除塵風機需要進行變頻調節，除塵風機高壓變頻器采用北京利德華福技術有限公司生產的Harsvert系列，并于2003年8月13日調試完畢投入運行。
除塵風機工藝要求
大冶特鋼四煉鋼廠設置7#和8#兩個煉鋼電爐，煉鋼電爐在正常的冶煉過程中，一個冶煉周期分為如下時間段：①加鐵水3分鐘，②裝料3分鐘，③供電21分鐘，④供電供氧30分鐘，⑤等樣5分鐘，⑥出鋼5分鐘，⑦堵眼3分鐘，總共大約70分鐘，其中①②⑤⑥⑦五個時間段煙塵較少，除塵風機可以低速運行，低速運行時間共19分鐘，占總冶煉周期的27%�？紤]風機本身的加減速過程，低速運行的時間比重按20%計算�？紤]設備檢修，年運行時間按300天計算。按冶煉工藝要求，煙塵較大時需要120萬立方米/小時的風量，由1600KW風機全速運行，提供風量85萬立方米/小時，另配560KW風機全速運行，提供風量35萬立方米/小時。煙塵較小時需要80萬立方米/小時的風量，560KW風機全速運行，提供風量35萬立方米/小時，1600KW風機調速運行，提供風量45萬立方米/小時（為額定風量的52.9%）。
A1-A2為加鐵水和裝料時間（低速）
A3-A4為供電和供電供氧冶煉時間（高速）
A5-A6為等樣、出鋼、堵眼時間（低速）
A2為爐前生產現場采集的電爐送電和送氧信號開始由低速升速至高速的升速點
A4為爐前生產現場采集的電爐停送電和停送氧信號開始由高速減速至低速的減速點
為適應生產變化電爐除塵風機在低速段暫定需要5種風量來適應電爐煉鋼工藝要求。
A到B為低速段的第一低速段（最低速），B到P為低速段第五低速段（最高速），Q到R低速段的第一低速段（最低速）；
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D到F為第三個低速段，其中D到E為風機升速時間；
F到H為第四個低速段，其中F到G為風機升速時間；
H到J為第五個低速段，其中H到I為風機升速時間；
風機升速時可以根據需要跨越任一升速點；
J點風機開始減速。
J到L為第五個低速段轉換為第四個低速段，其中J到K為風機減速時間；
L到N為第四個低速段轉換為第三個低速段，其中L到M為風機減速時間；
N到P為第三個低速段轉換為第二個低速段，其中N到O為風機減速時間；
P到R為第一低速段，其中P到Q為風機減速時間；
Q到R為低速段的第一低速段（最低速）。
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變頻器遠程/近程控制選擇，當變頻器遠程/近程控制選擇開關打到遠程位置時，控制權交給電動機就地操作箱，當變頻器遠程/近程控制選擇開關打到近程位置時，控制權交給變頻器。
電爐除塵風機未上變頻以前，在各種工況下的電機工作電流為180A，采用變頻調速后在除塵風機低速段平均節電率在47.5%以上。
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