一.概述
在我國的制糖行業(yè)中，很多重要的生產(chǎn)設(shè)備均為高能耗設(shè)備，設(shè)備的電力拖動(dòng)離不開調(diào)速，受設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)條件的限制，很多設(shè)備的拖動(dòng)調(diào)速在設(shè)計(jì)時(shí)大都采用能耗調(diào)節(jié)，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速是在現(xiàn)代微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，它不但比傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速優(yōu)越，而且也比調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等調(diào)速方式優(yōu)越。它的特點(diǎn)是調(diào)速平滑、調(diào)速范圍寬、效率高特性好、結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械特性硬、保護(hù)功能齊全，運(yùn)行平穩(wěn)安全可靠，在生產(chǎn)過程中能獲得最佳速度參數(shù)，是理想的調(diào)速方式。
應(yīng)用實(shí)踐證明，交流電機(jī)變頻調(diào)速一般能節(jié)電 30%左右，目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家已廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)，在我國也是國家重點(diǎn)推廣的節(jié)電新技術(shù)。變頻器應(yīng)用在制糖工業(yè)的風(fēng)機(jī)、水泵、壓榨機(jī)、離心機(jī)等負(fù)載，能取得了顯著的節(jié)能效果。
二．生產(chǎn)供水節(jié)能改造方案
1 原供水系統(tǒng)工況
原供水系統(tǒng)由二路管網(wǎng)系統(tǒng)組成，第一路管網(wǎng)供水水泵六臺(tái)，水泵電機(jī)分別為：110KW五臺(tái)、75KW一臺(tái)；第二路管網(wǎng)水泵六臺(tái)，水泵電機(jī)分別為：155KW五臺(tái)、220KW一臺(tái)。水泵投切依靠值班人員根據(jù)壓力進(jìn)行投切，水壓隨用生產(chǎn)用水量的變化及泵組的投切變化較大，泵組投切對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響很大，根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)水壓及流量的要求，需要開回流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2 變頻節(jié)能改造方案
由以上系統(tǒng)工況可知，該系統(tǒng)適于作變頻節(jié)能改造，改造方案如下：
系統(tǒng)部分采用變頻控制，在每一管網(wǎng)上按裝壓力傳感器，即時(shí)檢測(cè)管網(wǎng)水壓，根據(jù)生產(chǎn)用水量的變化變頻控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而控制系統(tǒng)供水量，保證管網(wǎng)水壓的恒定。第一路管網(wǎng)由110KW變頻節(jié)能系統(tǒng)控制兩臺(tái)水泵電機(jī)，一用一備，其余四臺(tái)工頻控制；第二路管網(wǎng)由220KW節(jié)能變頻系統(tǒng)控制一臺(tái)220KW水泵電機(jī)及一臺(tái)155KW水泵電機(jī)，一用一備，其余四臺(tái)工頻控制。改造后節(jié)電效果顯劇，恒壓供水，極大地改善了生產(chǎn)工藝。改造系統(tǒng)控制圖如下：
3 變頻改造節(jié)能原理
a 泵類的特性和參數(shù):
純粹用于抽水的功率叫有效功率
有效功率=(1000QH)/(75×60/0.736)=QH/6.11(kW)
式中，Q為流量(m3/min);H為總揚(yáng)程(m)。
設(shè)在揚(yáng)程內(nèi)1m3的水的重量為1000kg，因此:
泵的軸功率=(有效功率)/ 泵的效率(kW)
電動(dòng)機(jī)輸出功率=(1.05～1.2)×軸功率(kW)
因泵的揚(yáng)程大小、泵的型號(hào)不同，泵的效率不能一概而定，一般標(biāo)準(zhǔn)泵的大致效率曲線如圖2所示。
鑒于泵的設(shè)計(jì)與制造方面會(huì)有誤差，故電機(jī)的輸出功率應(yīng)較軸功率計(jì)算值有5～20%的裕量，而后根據(jù)流量和揚(yáng)程求出電動(dòng)機(jī)的功率，圖3為流量和揚(yáng)程特性曲線。
圖2 一般標(biāo)準(zhǔn)泵的效率 圖3 流量和揚(yáng)程特性曲線
b 管網(wǎng)的水阻特性
當(dāng)管網(wǎng)的水阻R保持不變時(shí)，水量與過水阻力之間的關(guān)系是不確定的，
即水量Q與過水阻力h按阻力定律變化，其表達(dá)式為：
H=RQ2
式中，H—過水阻力
R—水阻系數(shù)。
H=f(Q)關(guān)系曲線為水阻特性曲線，呈拋物線形狀，如圖4所示。由圖4
可知，水阻系數(shù)R越大，曲線越陡，即過水阻力越大。
c 泵類調(diào)速控制節(jié)能原理
由流體力學(xué)可知，水量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速的平方
成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
Q/Q
