千喜鹤集团-制冷机组节能
分析
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一、制冷机组节能原理及优点:
变频机组系统主要由交流变频调速环节与PID闭环调节环节构成,实现功能:根据冷库系统需要,系统进行温度闭环调节,再通过变频器调节电机转速,保证系统温度的稳定。变频调速节能原理及特点如下:
1、变频节能:
由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳ H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果机组的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即机组电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
2、功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通电机的功率因数在0.8左右,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ提高,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
3、软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(5-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用
二、节能方式及节能估算:
现有系统设备功率:4台225KW 螺杆压缩机(1~4号)、2台125KW 压缩机(5~6号)
冷库工作温度: -32℃(参考值)
改造前
4台225KW 螺杆压缩机(1~4号)同时运行,24小时不间断,温度调节依靠管网调节阀的关断来调节温度,管网调节阀工作方式:平均每小时 开 40min 关 20min;管网调节阀开通时为系统有效运行状态,管网调节阀关闭时系统仍在运行,故此段时间空压机处于无效运行浪费电能的状态
改造后
根据设定温度-32℃,自动分配制冷机组工作方式
例如:
1、当前温度-30℃ 工作机组: 1、2号机组
设定温度-32℃后 工作机组: 1、 2、3号机组,即自动增加工作机组
如温度未达到设定值,则继续增加工作机组,直到达到设定温度(-32℃)
2、当前温度-34℃ 工作机组: 1、2、3、4、5号机组
设定温度-32℃后 工作机组: 1、 2、3、4号机组,即自动减少工作机组
如温度未达到设定值,则继续减少工作机组,直到达到设定温度(-32℃)
3、PLC控制系统自动实现冷库温度恒定于设定温度(-32℃)
三、设备改造投资及回收周期:
1、65万 (LG 进口变频器)
2、54万 (国产 变频器)
目前企业提供数据估算为:月总电费约42万,制冷系统占总电费的80%,约33.6万,浪费的电能主要在于阀门关断状态下,4台机组继续保持满载运行。
电能浪费率:15~25%
采用PLC自控机组运行方式后:
月节约:4.5~7.5万(估算值)
年节约:54~90万(估算值)
预计投资回收周期:一年左右
根据现场实际用电量考查,及电气理论计算,建议配套PLC电气控制系统,实现企业节能降耗的目标。