在佛山某饮料厂制冷系统的节能改造
在佛山某饮料厂制冷系统的节能改造
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一、 公司介绍

广州市风华机电设备有限公司是丹佛斯(Danfoss)中国一级代理商,公司有着多年应用和销售自动化与驱动产品的经验,专注于食品饮料、包装、染整、化工、塑料、橡胶、机床、水处理等行业,并提供整套的传动解决方案与产品。以优质服务为各大企业提供优质工控产品及各种备品备件,是以优质的技术支持为主导,优良的售后服务为保障,集开发、销售、维修、工程为一体的工业自动化的专业公司。

二、 风机、水泵类负载特性概述

风机、泵类属于二次方递减转矩的负载性质,对于二次方递减转矩的这种性质负载,其流量与负载的转速成正比变化,压力(扬程)的变化与流量的变化成平方关系,而其功率的变化则与流量的变化成立方关系;调节负载大小的各种方式(手段)的能量需求效果比较图中,变频器调节方式的能量需求最小,其曲线最接近负载能量需求的理想曲线。

通常在设计中,用户风机设计扬程和流量比实际需要的扬程和流量高出很多,这样造成“大马拉小车”现象,导致电能的严重浪费,而且用户也无计可施,但利用变频器可以适当降低风机运行频率从而降低转速,使送风流量恰到好处地与系统需要实时匹配,从而轻而易举地将部分电能节约下来。特别是对长年运行且负荷变化的系统,节能效果更为明显,节电率可达20%-40%。

三、该工厂制冷系统概述

该制冷系统为佛山某某饮料生产加工工厂集中供冷冻水车间设备使用。

冷冻水箱设置在制冷机房内,设置在冰水机房的循环泵将冷冻水箱水经板式换热器过冷回流至水箱,板式换热器冷测设置两台260RT 低温冷水机组制冷,板式换热器热侧设置循环泵换热,系统再设置一组冷冻水给水总泵向总系统供冷冻水。

该系统设计之初,均没有考虑冷却泵、冷冻泵、循环泵采用变频控制(如下表1),而是采用传统的星三角启动方式(旧电柜见下图1),根据对系统运行工艺的观察,泵总功率110.5KW,电能浪费严重,存在较大的节能空间。


四、运行及耗能情况分析

1、整个控制系统自动化程度不高,未能进行精确控制,效益、能耗比低下。

2、所测试的运行电流可看出,所有电机负载都存在“大马拉小车”的这一现象,电能浪费严重。

3、控制信号(如:温度、水压等)变化快,其电机起/停现象频繁。电网冲击电流大,其电机启动电流一般是其额定电流的5~7倍,影响电网品质,电能浪费严重;而且机械设备承受的冲击大,使其机械磨损大,寿命降低,增加维护费用,影响生产,能源浪费严重。

五、改造方案

1、设计原理

根据实际情况及以上的分析:整个系统控制方式采用闭环自动调节,用压力传感器、温度变送器测量管网温度、压力,经 PLC 采集,实现 PID 自动控制,同时可在 HMI 上设置管网的恒定压力、温度,及监视各水泵的运行情况、官网压力与温度。

2、电柜清单


六、 改造效果

制冷系统经变频改造后,电能、水节约效果明显,为客户带来实实在在的收益,自动化程度大大提高,也降低了维护人员的操作及维护要求。


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