高压变频调速装置在循环泵上的应用详解.doc

高压变频调速装置在循环泵上的应用详解1引言石油化工企业中有许多热交换器，它需要循环冷却水装置，一个凉水塔冷却水用量达数千吨/时。为了节约水资源，通常采用冷却水循环使用——热交换器出来的热水经冷却风扇喷淋变成冷水流入储水池，循环水泵将储水池内的冷水输送到热交换器，这样周而复始地利用。一般不采用直放式，避免大量浪费水资源。上海石化炼油、化二、化纤和塑料事业部有20多套这样的冷却水循环装置，设备配备类似。过去冷却风扇和循环水泵均不调速，利用风门挡板和出口阀门来控制风量和水流量。化工事业部乙二醇联合装置早在1992年已对3台380v/160kw冷却风扇进行了变频调速改造，每台年节约电量约为43400kwh。1998～1999年又对6kv/550kw循环水泵实施了高压变频调速节能改造。本文只介绍高压变频节能应用实例。2冷却水循环装置（凉水塔）简介系统框图如图1所示。HYPERLINK"http://info.bpq.hc360.com/PicnewsList/"\t"_blank"点击此处查看全部新闻图片图1循环水冷却塔冷却风扇冷却水泵变频调速系统2.1凉水塔顶部冷却风扇;热交换器回来的43℃左右的热水，部分或全部经喷淋装置呈雨滴状下来，冷却风扇将室外冷空气自下而上地排出，进行逆向交换，冷却下来的30～32℃水流入储水池。冷却风扇变频调速是一个温度闭环控制系统。例如:储水池水温设定为30℃，如果实测水温高于30℃，则会自动增加输出频率→提高风扇转速→增强冷却效果→储水池内水温降下来，反之亦然。2.2凉水塔底部循环水泵冷却水循环水泵将储水池内冷水以泵出口压力4.2kg/cm2输送至热交换器，冷水→热水→回至凉水塔周而复始地循环使用，根据不同的工况，冷却水的流量是随机变化的，但是泵出口压力应基本保持不变。循环水泵变频调速应是一个压力闭环控制系统。设定泵出口压力为控制参数，实际压力如果发生偏差±△p时，则自动调节输出频率→改变泵的出口压力→使之泵出口压力基本维持设定压力值，不同于原先靠控制出口阀门的开启度的方法。变频调速可以实现高效节能，不存在节流损耗。3循环水泵高压变频调速系统循环水泵高压变频系统的设备配置，如图2所示。HYPERLINK"http://info.bpq.hc360.com/PicnewsList/"\t"_blank"点击此处查看全部新闻图片图2循环水泵设备配置图（1）水泵泵型号:jsq158—6;泵供量:2300m3/h;泵扬程:47m。（2）高压电机额定功率:550kw;额定电压:6kv;极数:6p;转速:985r/min;额定电流:64a;绝缘等级:f。（3）高压变频器（罗宾康公司）vfd800kva;输入:3￠，6kv，50hz;输出;3￠，0—6kv，0—50hz。4（美）罗宾康（robicon）公司及hv—vfd高压变频调速器4.1robicon公司hv—vfd简介美国罗宾康公司的vfd系列是一种完美无谐波交流高压变频器，它是为了满足电网品质要求特别高的场合而设计的优质变频调速器，它可提供纯净输入电源，高功率因数，保护完善和几乎正弦波输出。robicon变频驱动装置系列被指定用于标准高压三相ac感应电机。4.2罗宾康变频器的特点变频器为单相pwm脉宽调制型，igbt功率器件，最大特点采用多重叠加方式，达到完美无谐波输出。pwm电压型逆变器主要有以下特点:（1）由于输出等幅脉冲，只需恒定直流电源供电，因此变流器为不可控整流桥，从而简化了主电路，缩小体积，降低成本，使电网侧功率因数大大改善。（2）采用pwm控制，能够抑制或消除高次谐波，加上使用自关断器件，开关频率大幅度提高，输出波形可以非常逼近正弦波，使电机转矩脉动减小。（3）逆变器在调频同时实现调压，与中间直流环节的参数无关，从而加快了系统的动态响应。4.3robicon高压变频调速器的多个功率单元串联拓扑电路鉴于目前自关断电力电子器件igbt、igct、sgct的耐压水平不够以及不宜直接串联的缘故，为了得6kv高压输出采用每相5个690v功率单元串联电路。各个功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，额定电压为690v，每相5个，因此相电压为3450v，所对应的线电压为6000v。robiconvfd变频器得益于多绕组次级输出降压变压器。例如:6kv变压器有15个付绕组，每相有5个组成，彼此之间有移相角＝60/5＝12°。它是由超前或滞后12°的延边三角形接线来实现的。不难看出，单元多，副绕组多，接线（延边三角形移相）复杂，整个装置的可靠性会降低。每个功率单元的电路图如图3所示。HYPERLINK"http://info.bpq.hc360.com/PicnewsList/"\t"_blank"点击此处查看全部新闻图片图3功率单元的电路