基于PLC與變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用研究
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由上面的公式可知，調(diào)節(jié)水泵流量時，可通過轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，此時水泵軸輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。根據(jù)水泵系統(tǒng)特性曲線（如圖2）加以分析。
假定水泵最佳效率工作點(diǎn)是A點(diǎn)，當(dāng)需減少水泵的供水量時，采用傳統(tǒng)的閥門調(diào)節(jié)方式，增加系統(tǒng)阻力來滿足要求，使水泵工作點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到B點(diǎn)。這種方法不但不能節(jié)能，反而會加快水泵的效率損耗，同時低效運(yùn)行會引起較高的結(jié)構(gòu)振動，產(chǎn)生噪聲及有損設(shè)備。采用變頻調(diào)速技術(shù)后，通過變頻調(diào)速，降低異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，工作點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到C點(diǎn)。從C點(diǎn)可看出，電機(jī)轉(zhuǎn)速雖然降低了，但對水泵效率影響不大。根據(jù)上述原理，當(dāng)水泵流量在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化時，采用變頻調(diào)速對水泵轉(zhuǎn)速加以控制，將會取得非常顯著的節(jié)能效果。水泵流量、轉(zhuǎn)速、軸功率及電源頻率關(guān)系如表1所示。
表1 水泵頻率、轉(zhuǎn)速、流量、頻率關(guān)系
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6節(jié)能效果評估
以沈陽某水廠為例，從系統(tǒng)報表可以得出系統(tǒng)平均軸功率輸出在50%以下，保守計算，我們按35%的節(jié)電比率來計算，系統(tǒng)在一年節(jié)電量為：132kW×35%×24×30×12=399168kWh，按電價0.69元來計算，一年節(jié)約電費(fèi)為：399168×0.69=275425元。
水泵通過應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后，改變了原有的操作方式，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，能夠有效地調(diào)節(jié)送水生產(chǎn)過程，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，保持水泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)實現(xiàn)了軟啟動，無沖擊電流，設(shè)備故障率大大降低，維修費(fèi)用大為減少。
系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，在大大節(jié)約電能的基礎(chǔ)上，使長期輕載運(yùn)行的泵工作在低轉(zhuǎn)速、低電壓的狀態(tài)下，這樣就使電機(jī)發(fā)熱少、溫升低，延長了使用壽命。變頻調(diào)速技術(shù)也提高了功率因數(shù)，使電網(wǎng)損耗減少，效率提高，同時降低了水泵噪音，改善了生產(chǎn)環(huán)境。另外變頻器自我檢測、故障診斷、保護(hù)功能齊全，可有效地防止事故擴(kuò)大化。
7 結(jié)束語
在供水系統(tǒng)中目前廣泛地采用了變頻調(diào)速的恒壓供水方法，本套系統(tǒng)運(yùn)行速度快，控制精度高，結(jié)構(gòu)合理，功能齊全，軟硬件配置可靠性高，具有較高實用價值和推廣前景，能夠適應(yīng)工業(yè)鍋爐的控制要求。節(jié)約了資金和人員投入，又提高了水廠供水的自動控制水平，消除了事故隱患，此外，系統(tǒng)還極大的減少了控制系統(tǒng)的維護(hù)工作量及設(shè)備備品，備件的更換量和更換周期，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
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