智能节电技术在氯碱生产中的应用

关晓威，李毅民，袁金站，陈凤虎

（甘肃稀土集团金熊猫稀土有限责任公司烧碱厂，甘肃白银730922）

智能节电技术在氯碱生产中的应用

关晓威，李毅民，袁金站，陈凤虎

（甘肃稀土集团金熊猫稀土有限责任公司烧碱厂，甘肃白银730922）

介绍了水泵节能的可行性、节电原理及LP智能节电设备在电机节能改造中的应用情况。关键词：智能；节电；应用

甘肃稀土集团公司烧碱厂现有金属阳极隔膜法电解食盐水生产工艺1套。配套各类水泵、盐水泵40余台，所用电机除个别采用变频调速运行外，大多数采用自耦降压或星三角启动，起动电流大，对设备冲击大，功率不能随负载调节，能源消耗高。

该公司于2007年组织实施了能量系统优化工程，包括对氯碱生产系统中的3台循环水泵和2台精盐水泵安装LP智能化节电设备。经过近一年的运行，该装置运行平稳，节电效果十分明显。

1 可行性分析

泵在工业生产中是不可缺少的一部分，用电量占整个生产用电的30%～40%，其在生产运行过程中的有效功率仅达到50%～60%，约40%的电能都消耗在调节阀门及管道阻力降上。又因在使用过程中的流量、液位根据生产需要不断调整，设计者为确保设备正常运行，大部分超大化配备，出现“大马拉小车”现象，所以，水泵的实际总效率很低。用变频器调节提高水泵的运行效率是可行的。

2 泵的节电原理

泵的流量控制很少采用转速控制方式，多是由三相异步电动机拖动，进行恒速运转，当需要调节流量时，采用的办法是调节出口管路上的节流阀。这种控制虽然简单，但很不经济。采用变频器对泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源具有重要意义。

当泵的转速从n变到n'时，流量Q、压头H及轴功率P的变化关系如下：

Q'=Q（n'/n）H'=H（n'/n）2P'=P（n'/n）3

即流量与转速、压头与转速的平方、轴功率与转速的立方均成正比。

通过对风机、水泵各种调速节电的比较，可得出如下结论：挡板及阀门控制节电效果不大；变频器调速控制更接近理想控制曲线，变频器的小风量（低转速）运行时间越长，效益越大；变频调速控制比挡板及阀门控制一般节省30%～40%电量。

3 节能改造方案

选用由北京乐普四方方圆科技股份有限公司研制开发的LP智能化变频节电设备。该设备的工作原理是在变频器的基础上，依据计算机模糊控制理论，结合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，开发出具有独立专利技术的优化控制软件。运用该设备可根据系统的实际运行状况，自动检测变频器、电机、负载的运行曲线和各种复合信号，及时进行分析、运算，并进行适时优化控制，使三者运行曲线均达到最佳，确保在满足系统需求的前提下大幅度提高系统效率，降低电能消耗。

同时，该设备能有效抑制谐波（谐波率＜5%），提高电机的功率因数（高达0.96以上），更加环保。

该设备主要由信号采集系统、电源系统、数据处理系统、控制系统、操作及显示系统、数据打印系统组成。主板控制器根据采集的数据和设定数据进行对比运算，得出系统最佳工作状态，控制变频器按照计算的数据运行。系统构成见图1。

该设备具有以下特点：

（1）节电效率高。依据计算机模糊控制理论开发出的独立专利技术软件，多点监测运行系统数据，并实时进行运算和调节，确保系统始终在最经济状态下运行。节电率一般不低于40%，最高可达80%。

（2）操作简单。采用国际上最先进的可编程技术和最简单的操作方法，自动调整电动机的运行状态，并可通过计算机进行远程监控。

（3）安全稳定，可靠性高。采用国际上最先进的低压电器，保证设备本身的稳定性。在设计时，采用自动转换和双备用模式，在系统或设备故障时，可自动启动备用设备。

（4）抑制谐波。加装输入、输出电抗器和滤波器，使谐波低于国家标准。

（5）提高功率因数。使用该设备可提高电动机的功率因数，达到0.96以上。

（6）提高设备安全性。延长电容器的使用寿命，提高电动机的效率和电网质量，设备内部采用多级保护装置，包括电机过热、过载，过压、欠压，过流，接地、短路、缺相、系统流量过低等系统保护。

此次改造的水泵电机现场均配有相关控制柜，只需拆除原有控制柜，将LP节电设备安装于原有基础上即可，现场无须做较大的调整。

4 效益分析

LP智能节电设备安装前后实测数据见表1。

表1 烧碱厂LP智能节电设备检测数据

由表1可知，安装LP智能节电设备后，平均节电率为53.34%，年运行时间按7 920 h计，可节约电32.24万kW·h，折合标准煤112.85 t，电费按0.42元/（kW·h）计算，年节约资金13.54万元。

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