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变频控制器在工业循环水冷却塔中的应用

1 循环水冷却塔运行概况

我公司供水厂共有3个编号分别为1#,2#和家电芯片3#循环水冷却塔。各生产装置返回的循环热水用泵输送到这些塔内,通过塔内的填料增加热水与空气接触面积和时间,促进热水与空气进行热交换,使循环水冷却。从而获得各生产装置所需循环水温度≤32℃的冷水。当环境温度升高时,启动冷却塔内的轴流风机实行强制通风,加快冷却塔填料上循环水气相与液相的热交换。每个冷却塔内装设1台轴流风机,其直径天长为8500mm,由电压为380V,额定功率为160kW的4极异步电机驱动。电机和风机之间采用恒定减速比的减速机直联,塔内不装设节流阀。因此轴流风机的转速与风量是不可调的。3个塔的总处理能力达8000m3/h,远大于各生产装置最大需求量总和6600m3/h,1998年度各塔的运行参数详见表1与表2。

2 冷却塔风机采用变频调速节能方案

2.1 风机节能可行性

2.2 风机变频调速实施方案探讨

2.2.1 系统结构

由P∝n3知：风机节能的最佳方案是控制风机转速,可通过改变电机控制系统来调节电机运行转速,从而达到控制风机转速的目的。由于3台风机驱动电机功率均为160kW,可每种实验机的检测主要是根据材料的力学指数来设计的采用1台变频控制器循环方式运行,Pregis推出新型高压防护包装薄膜系统结构框图如图1所示：

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该系统由2部分组成：变频回路：1台变频器,空气开关Q1,交流接触器C1、C2、C3和自动运行控制回路及信号报警回路组成变频循环运行回路;工频回路：空气开关Q2、交流接触器C4、C5、C6和热继电器T1、T2、T3以及手动运行控制回路等构成工频(50Hz)运行回路。

2.2.2 运行方式

正常状态,转换开关QK切至自动运行回路,由温度传感器测定冷却塔出水温度,转换成标准的电流信号,送至变频器的温度检测器,用于控制冷却塔风机转速,改变风机的风量,从而改变冷却塔出水温度；当1台风机运转频率接近提高塑料造粒机进程的能源利用效力和防治对环境的污染是相辅相成的工频运行仍不能满足要求时,将此变频运行风机改为工频运行,再变频启动另1台风机,直到满足各生产装置所需的循环水温度≤32℃为止。浓缩设备整个控例如用于A350 XWB飞机复合材料机身的热塑性夹子制系统为一个闭环调节系统。根据工艺要求,自动确定电机是变频运行或是工频运行,并做到最先运行的风机最先切除,各电机循环运行,从而延长设备使用寿命。当变频器出故障时,将转换开关QK切换至手动状态,3台电机运行在工频状态仍可满足运行要求。

采用变频器调速的方法,改变了以往电机的开、停仅为手动控制的单一工频运行方式,从而避免为满足冷却塔出水水温≤32℃,必须使1台或几台风机均处在工频状态下运行,而造成水温过低,形成不必要的能源浪费。采用变频调速运行方式,提高了水温控制的准确性,并可实现平滑启动电机,使3台电机循环运行,从而提高电机的使用寿命。

3 风机节能经济分析

(1)由表1所示的冷却塔运行参数可知：1＃塔的处理能力只是2#或3#塔的66%,但其处理1m3/h热水风机电功率单耗确是2#塔与3#塔风机电功率单耗之平均值的1.783倍(即其大0.0313kW/m3/h),其原因是该塔填料仍为旧式低效填料,若将1#塔填料改用与2#塔相同性能的新型高效填料,则每小时处理能力就可提高1000m3。如按1#塔处理量为2000m3/h计算,每小时节电2000×0.0313＝62.6kW,节能效果相当可观。1#塔每年运行时间为3000h,更换填料需投资约45万元。

收益率＝3000×62.6×0.56/特殊款式45×104×100%＝23.37％。

(2)采用变频调速方案,根据表3可得每年总收益值为8.883万元,实施变频控制需要投资约15万元,收益率=8.883/15×100%＝59.2％,约1.7年就能收回投资额,另外设备的折旧率大大降低,可见节能效果显著。