電廠閉式水泵永磁調(diào)速器改造的經(jīng)濟效益分析
點擊量：1975 日期：2019-03-21
摘要
閉式水泵通常采用閥門來調(diào)節(jié)流量和壓力,導致大量的能源浪費。永磁調(diào)速和變頻調(diào)速是目前常用的水泵調(diào)速節(jié)能技術(shù),兩者節(jié)能效果相當。從長期運行的角度來考慮,永磁調(diào)速器改造獲得的經(jīng)濟效益比變頻器更高,且能夠提高系統(tǒng)的可靠性。華電國際電力股份有限公司萊州發(fā)電廠選擇永磁調(diào)速器對閉式水泵進行調(diào)速節(jié)能改造,以控制水泵的流量和壓力,減少能源浪費。改造后,閉式水泵運行更加穩(wěn)定,耗電量顯著減少,達到了預期的效果。
問題的提出
目前，離心式負載的節(jié)流調(diào)節(jié)方式已逐漸被調(diào)速調(diào)節(jié)方式所取代，常用的調(diào)速方式主要有液力耦合調(diào)速、變頻調(diào)速和永磁調(diào)速等。液力耦合調(diào)速屬于低效的調(diào)速方式，轉(zhuǎn)差損耗大，調(diào)速范圍有限，調(diào)速精度低，容易漏液，雖然初始投資相對較低，但維護復雜且費用較高，需要經(jīng)常更換液壓油，該調(diào)節(jié)方式已逐漸被淘汰。變頻調(diào)速是當前電動機調(diào)速節(jié)能比較流行的一種電氣調(diào)速技術(shù)，節(jié)能效果顯著，調(diào)速精度高。永磁調(diào)速技術(shù)是近幾年新開發(fā)的一種高效、無污染電動機調(diào)速技術(shù)，該調(diào)速技術(shù)專門針對風機、泵類等離心負載進行調(diào)速，具有高效節(jié)能、高可靠性、可減小系統(tǒng)振動和環(huán)境適應能力強等優(yōu)點，它已成為許多高耗能企業(yè)節(jié)能改造的首選。為此，華電國際電力股份有限公司萊州發(fā)電廠(以下簡稱萊州電廠)在閉式水泵電動機節(jié)能改造時仔細考察了變頻調(diào)速和永磁調(diào)速兩種電動機調(diào)速節(jié)能技術(shù)。
萊州發(fā)電廠每臺機組配1套閉式水循環(huán)系統(tǒng)，為發(fā)電機氫冷卻器、小汽機冷油器、爐側(cè)風機油站等重要機組輔助設備提供冷卻水。其基本流程為:除鹽水→閉式水箱→水泵→閉式水熱交換器→閉式水用戶→水泵進口。在實際工程設計中，通常按照最大需求配備水泵并留有一定裕量。在實際運行中，水泵流量隨季節(jié)溫度和系統(tǒng)負荷的變化而變化。
因此，在春秋季節(jié)，尤其是在冬季，水溫較低，閉式循環(huán)水裕量很大，常采用調(diào)節(jié)閥門開度的方式來控制閉式水壓力和流量。這種控制方式會導致節(jié)流損失，使得大量能源浪費，同時還容易產(chǎn)生汽蝕、振動和沖刷，造成設備損壞。永磁調(diào)速技術(shù)能根據(jù)用戶的需要和現(xiàn)場的工況自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和電動機輸出功率，從而達到流量調(diào)節(jié)和節(jié)約能源之目的。
本文詳細介紹了永磁調(diào)速器的選型過程和改造內(nèi)容，并從節(jié)電的角度分析了永磁調(diào)速器改造產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。
永磁調(diào)速器的選型過程
2．1變頻器與永磁調(diào)速器的投資費用對比變頻器采用復雜的電路拓撲將數(shù)以萬計的電力電子元器件串聯(lián)和并聯(lián)，實現(xiàn)對高壓電動機的輸入頻率和輸入電壓的改變，從而實現(xiàn)電動機的轉(zhuǎn)速變化，屬于電氣調(diào)速。在對風機水泵系統(tǒng)進行變頻調(diào)速改造時，初始投資主要包括3方面的費用:
(1)變頻器主體設備;(2)輔助性設施，其中包括變壓器、濾波器、控制裝置、電纜和照明設施等;(3)基礎設施建設，建造專門的空調(diào)房間，以滿足變頻器對環(huán)境和溫度的要求。
永磁調(diào)速器采用導體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子相互作用傳遞運動和扭矩，通過調(diào)節(jié)嚙合面積的大小實現(xiàn)負載調(diào)速，電動機轉(zhuǎn)速保持不變，屬于機械調(diào)速。永磁調(diào)速器改造的初始投資除了永磁調(diào)速器主體設備之外，還需購買輔助設備，包括冷卻系統(tǒng)、電纜和控制裝置。永磁調(diào)速器安裝在電動機和負載之間，改造時需重新建造基礎，同樣要投入資金。
變頻器的使用年限為10年，用于變頻器散熱的空調(diào)使用壽命為10～12年，永磁調(diào)速器使用壽命為20年，安裝基礎在20年內(nèi)基本不需改造，總投資金額=主體設備×臺數(shù)+輔助設備×套數(shù)+基礎建設費用。
為直觀比較兩者的投資，以20年為1個周期，500kW變頻器和永磁調(diào)速器具體費用見表1。
從表1數(shù)據(jù)可以看出，單臺變頻器的投資低于永磁調(diào)速器，但變頻器中的電子元器件老化快，使用壽命短，而永磁調(diào)速器的機械零部件使用壽命則相對較長。因此，在相同使用年限下，永磁調(diào)速器的總投資低于變頻器。
結(jié)論
永磁調(diào)速器投資和維護費用低，節(jié)電率高，是電廠風機、水泵等離心式負載的理想改造方式。萊州電廠閉式水泵永磁調(diào)速器改造項目的實施， 達到了 調(diào)速節(jié)能的目的，減小了系統(tǒng)振動，且具備空載啟動和過載保護等優(yōu)點，延長了設備的使用壽命，提高了整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。從長期運行的角度考慮，永磁調(diào)速器能為電廠帶來明顯的經(jīng)濟效益，在風機、水泵改造方面將會擁有更廣闊的應用前景。
本文由 永磁調(diào)速器廠家 整理編輯。
400-920-3811 沃弗科技
沃弗永磁科技