智能節電技術在氯堿生產中的應用

關曉威，李毅民，袁金站，陳鳳虎

（甘肅稀土集團金熊貓稀土有限責任公司燒堿廠，甘肅白銀730922）

智能節電技術在氯堿生產中的應用

關曉威，李毅民，袁金站，陳鳳虎

（甘肅稀土集團金熊貓稀土有限責任公司燒堿廠，甘肅白銀730922）

介紹了水泵節能的可行性、節電原理及LP智能節電設備在電機節能改造中的應用情況。關鍵詞：智能；節電；應用

甘肅稀土集團公司燒堿廠現有金屬陽極隔膜法電解食鹽水生產工藝1套。配套各類水泵、鹽水泵40余臺，所用電機除個別采用變頻調速運行外，大多數采用自耦降壓或星三角啟動，起動電流大，對設備沖擊大，功率不能隨負載調節，能源消耗高。

該公司于2007年組織實施了能量系統優化工程，包括對氯堿生產系統中的3臺循環水泵和2臺精鹽水泵安裝LP智能化節電設備。經過近一年的運行，該裝置運行平穩，節電效果十分明顯。

1 可行性分析

泵在工業生產中是不可缺少的一部分，用電量占整個生產用電的30%～40%，其在生產運行過程中的有效功率僅達到50%～60%，約40%的電能都消耗在調節閥門及管道阻力降上。又因在使用過程中的流量、液位根據生產需要不斷調整，設計者為確保設備正常運行，大部分超大化配備，出現“大馬拉小車”現象，所以，水泵的實際總效率很低。用變頻器調節提高水泵的運行效率是可行的。

2 泵的節電原理

泵的流量控制很少采用轉速控制方式，多是由三相異步電動機拖動，進行恒速運轉，當需要調節流量時，采用的辦法是調節出口管路上的節流閥。這種控制雖然簡單，但很不經濟。采用變頻器對泵類機械進行轉速控制來調節流量的方法，對節約能源具有重要意義。

當泵的轉速從n變到n'時，流量Q、壓頭H及軸功率P的變化關系如下：

Q'=Q（n'/n）H'=H（n'/n）2P'=P（n'/n）3

即流量與轉速、壓頭與轉速的平方、軸功率與轉速的立方均成正比。

通過對風機、水泵各種調速節電的比較，可得出如下結論：擋板及閥門控制節電效果不大；變頻器調速控制更接近理想控制曲線，變頻器的小風量（低轉速）運行時間越長，效益越大；變頻調速控制比擋板及閥門控制一般節省30%～40%電量。

3 節能改造方案

選用由北京樂普四方方圓科技股份有限公司研制開發的LP智能化變頻節電設備。該設備的工作原理是在變頻器的基礎上，依據計算機模糊控制理論，結合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，開發出具有獨立專利技術的優化控制軟件。運用該設備可根據系統的實際運行狀況，自動檢測變頻器、電機、負載的運行曲線和各種復合信號，及時進行分析、運算，并進行適時優化控制，使三者運行曲線均達到最佳，確保在滿足系統需求的前提下大幅度提高系統效率，降低電能消耗。

同時，該設備能有效抑制諧波（諧波率＜5%），提高電機的功率因數（高達0.96以上），更加環保。

該設備主要由信號采集系統、電源系統、數據處理系統、控制系統、操作及顯示系統、數據打印系統組成。主板控制器根據采集的數據和設定數據進行對比運算，得出系統最佳工作狀態，控制變頻器按照計算的數據運行。系統構成見圖1。

該設備具有以下特點：

（1）節電效率高。依據計算機模糊控制理論開發出的獨立專利技術軟件，多點監測運行系統數據，并實時進行運算和調節，確保系統始終在最經濟狀態下運行。節電率一般不低于40%，最高可達80%。

（2）操作簡單。采用國際上最先進的可編程技術和最簡單的操作方法，自動調整電動機的運行狀態，并可通過計算機進行遠程監控。

（3）安全穩定，可靠性高。采用國際上最先進的低壓電器，保證設備本身的穩定性。在設計時，采用自動轉換和雙備用模式，在系統或設備故障時，可自動啟動備用設備。

（4）抑制諧波。加裝輸入、輸出電抗器和濾波器，使諧波低于國家標準。

（5）提高功率因數。使用該設備可提高電動機的功率因數，達到0.96以上。

（6）提高設備安全性。延長電容器的使用壽命，提高電動機的效率和電網質量，設備內部采用多級保護裝置，包括電機過熱、過載，過壓、欠壓，過流，接地、短路、缺相、系統流量過低等系統保護。

此次改造的水泵電機現場均配有相關控制柜，只需拆除原有控制柜，將LP節電設備安裝于原有基礎上即可，現場無須做較大的調整。

4 效益分析

LP智能節電設備安裝前后實測數據見表1。

表1 燒堿廠LP智能節電設備檢測數據

由表1可知，安裝LP智能節電設備后，平均節電率為53.34%，年運行時間按7 920 h計，可節約電32.24萬kW·h，折合標準煤112.85 t，電費按0.42元/（kW·h）計算，年節約資金13.54萬元。

Application of intelligentelectricity-saving technology in chlor-alkaliproduction

GUANXiao-wei,LIYi-min,YUAN Jin-zhan,CHEN Feng-hu
(Caustic soda Plant,Gansu Rare Earth Group Co.,Ltd.,Baiyin 730922,China)

Electricity-saving feasibility and principle of the pump and application of the LP intelligent electricity-saving equipment in innovation ofmotorenergy savingwere introduced.

intelligent;electricity-saving;application

book=26,ebook=81

TM762

B

1009－1785(2010)07－0026-02

2009-03-30