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　　空調用離心泵改造實例
　　
　　以下是某酒店中央空調改造中將變頻調速器應用到冷凍水泵的案例，可以供一般性工程改造時參考。
　　
　　在酒店中央空調系統(tǒng)中，冷凍污水提升泵和冷卻水泵的容量是按照建筑物zui大設計熱負荷選定的，且留有余量。在沒有使用變頻調速的水系統(tǒng)中，無論季節(jié)、晝夜和用戶負荷的變化，水泵都長期固定在工頻狀態(tài)下全速運行，能量浪費明顯，造成酒店運行費用急劇上升，以致它在整個酒店成本費用中占據(jù)越來越大的比例。而一般中央空調水泵的耗電量約占總空調系統(tǒng)耗電量的20%~30%,故節(jié)約低負荷時水系統(tǒng)的輸送能量具有很重要的意義。所以，隨著熱負荷而改變水量的變流量空調水系統(tǒng)顯示出其巨大的*性，而得到越來越多酒店的廣泛采用。某酒店是耗能大戶，出于節(jié)能考慮對其酒店5套中央空調水系統(tǒng)成功地進行了變頻節(jié)能改造，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。原始運行狀態(tài)存在一些問題，所以以東樓中央空調高區(qū)作為具體設計和分析對象。
　　
　　①高區(qū)冷凍泵原設計為運行一臺主機，開一臺泵；而現(xiàn)在運行情況是開一臺主機需開兩臺高區(qū)冷凍泵。實際運行中，3臺高區(qū)冷凍泵的電機由于嚴重超負荷，其原始線圈都已燒壞，現(xiàn)在的3臺電動機線圈全部為新更換的，且增大了漆包線的線徑，使電動機能承載72A的電流負荷。即使加大了線圈線徑，但在該電流下每臺電動機只能間斷運行，工作時間zui多不能超過8小時。所以3臺水泵必須按每4小時依次組合（兩臺泵）循環(huán)投人運ffo該中央空調水系統(tǒng)的運行不正常及大量耗電是毋庸置疑的。
　　
　?、诰频甓嗄晗募緕ui熱時記錄及現(xiàn)場測得高區(qū)中央空調冷水機主蒸發(fā)器進，出水溫差偏?。夭钤?<€以下），說明高區(qū)冷凍自動攪勻排污泵系統(tǒng)水流量有很大的富余，大量的電能在做無用功，使高區(qū)中央空調主機、蒸發(fā)器、水泵等都工作在低效狀態(tài)，有很大的節(jié)能空間?
　　
　?、鄹鶕?jù)高區(qū)中央空調主機參數(shù)可知，冷凍水在額定工況下蒸發(fā)器進、出口兩端壓差為36kPa（0.367kgf/Cm2）。而在現(xiàn)場測得，在運行兩臺高區(qū)冷凍泵時，蒸發(fā)器進、出口壓差為245kPa,水流量是額定流量的2.6倍，即使工作在單泵運行狀況下，冷凍水在蒸發(fā)器進、出口兩端的壓差為147kPa，流量也是額定流量的兩倍。說明該水系統(tǒng)工作狀況調試很差，系統(tǒng)管阻小，水泵揚程存在較大余量，水流量過大，水泵電動機嚴重過載，該水系統(tǒng)有較大的節(jié)能空間。
　　
　　（2）高區(qū)冷凍泵改造方案的確定根據(jù)高區(qū)冷凍水泵系統(tǒng)存在的一些問題和運行現(xiàn)狀，改造方提出了3種可能的解決方案：
　　
　　對高區(qū)冷凍水管路系統(tǒng)進行水力調節(jié)，增加各管路設備阻力，使水泵工作點左移，使水泵運行參數(shù)趨于合理，達到減少運行電流的效果。該方法工作量大，需更換部分流量調節(jié)閥，增設一些溫度檢測裝置，施工期間將影響酒店營業(yè)。
　　
　　以改變葉輪直徑方法調整水泵工作點，對高區(qū)冷凍泵的葉輪直徑進行調整，減少葉輪直徑，適當降低水泵的揚程、流量，在保證空調系統(tǒng)各末端流量和房間冷量的前提下，減輕水泵電動機負載，使運行電流趨于額定電流值。
　　
　　對高區(qū)3臺冷凍水泵均采取變頻控制運行，改變水泵運行特性曲線與目前的管路特性曲線交匯后，水泵處于合理的運行狀態(tài)，此方法節(jié)能效果佳，但初投資大，改造后單臺機也不能工頻運行。
　　
　　經(jīng)過綜合的分析比較和考慮初投資問題，對高區(qū)3臺冷凍泵采取2）方案與3）方案綜合并用。先把5#水泵葉輪進行調整，葉輪型號更換為XA80/40B型葉輪，其運行電流下降6A,使5#水泵電動機（單臺）能在工頻狀態(tài)下正常投人運行。另在6#、7#泵上，由于其運行電流超過額定電流，所以變頻器必須加大一級。設計安裝一臺某品牌風機水泵型變頻器的冷凍水泵控制系統(tǒng)，其容量為37kW,變頻控制系統(tǒng)可在2臺（6#、7#）30kW冷凍水泵電動機之間切換。在其中一臺（如6#）30kW冷凍水泵電動機由變頻器控制運行時，另外一臺（7#）冷凍潛水排污泵電動機可以根據(jù)系統(tǒng)需要，手動投入工頻運行（5#必須先起動或已在工頻運行）或手動退出（此2臺水泵變頻控制和工頻控制互鎖），剩余一臺（5#）水泵電動機可在工頻下運行或停止。這樣既能*解決原系統(tǒng)運行存在的問題，又能達到節(jié)能的目的，投資少，施工期間也不影響酒店的正常營業(yè)。該改造方案具有以下特點：
　　
　　采用SPWM變頻閉環(huán)控制，可按需要進行軟件組態(tài)；并設定溫度或溫差進行PID調節(jié)，使電動機轉速隨空調熱負載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下，達到zui大限度的節(jié)能。
　　
　　由于軟起動、軟停機和降速運行，減少了振動、噪聲和磨損，延長了設備維修周期和使用壽命，提高了設備的MTBF（平均故障維修時間）值，并減少對電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　變頻調速系統(tǒng)主回路與原水泵主回路并聯(lián)，變頻系統(tǒng)控制回路與原水泵工頻控制回路互鎖；變頻系統(tǒng)并人不影響其原系統(tǒng)的正常使用。變頻系統(tǒng)需檢修，可立即切換到原工頻狀態(tài)運行。
　　
　　本系統(tǒng)的保護功能較為完善，還設有自動重新起動功能，選擇自動重新起動以后，變頻系統(tǒng)在跳開后自動起動（變頻器不需手動復位）。提高了系統(tǒng)自動化操作能力，使系統(tǒng)的運轉率和安全可靠性大大提高。
　　
　?。?）變頻節(jié)能閉環(huán)調速系統(tǒng)測試由于水泵系統(tǒng)zui低轉速必須滿足冷凝器、蒸發(fā)器|及其系統(tǒng)正常工作zui小的水流量要求，變頻器必須設定一個能夠滿足冷凝器、蒸發(fā)器的zui低頻率下限；使之轉速下降到一定程度不再下降。頻率下限的設定必須根據(jù)中央空調冷水機組的參數(shù)，耐心細致的調整。在調速過程中出現(xiàn)諧振時，可設定跳躍頻率，使整|個速度范圍和可變負荷無諧振運行。經(jīng)現(xiàn)場調試，東、西樓5套變頻調速系統(tǒng)頻率下限均為35Hz。
　　
　　振動測試效果分析
　　
　　測振的目的是為了監(jiān)測水泵運行時的振動情況，避免某些運行頻率下的諧振及分析無堵塞排污泵在變頻運行中的振動改變情況。一般來講，變頻運行大多數(shù)情況下是在|降速下運行，振動會有明顯改善。同時由于酒店有的人堅持認為變頻運行會加大電動機的|振動，并造成了酒店水泵磨損，為證明系統(tǒng)的軟起動和降速運行對電動機減少了振動和磨|損，延長了設備維修周期和使用壽命，設備安裝完畢后采用了EMT220系列袖珍式測振儀|（其測量精度為±5%測量值±2個字），對改造后的10臺水泵進行了振動測試。
　　
　　從振動速度數(shù)據(jù)記錄發(fā)現(xiàn)，對同一電動機，速度越低時，其振動烈度也??；工頻振動|速度小的其變頻運行振動速度也小。與工頻運行的振動速度大小對比，變頻運行時，水泵|的振動沒有明顯的增大趨勢。普遍規(guī)律是隨轉速的降低振動值也減少。因此測試結果表|明，安裝變頻調速系統(tǒng)對電動機及系統(tǒng)無影響。