大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法
【專利摘要】大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，屬于工程系統運行優化節能領域。本發明考慮燈泡殼外部流道內水流的冷卻作用，通過通風冷卻的熱交換計算，研究電機運行溫度與環境空氣溫度、通風量的關系，合理確定風機設計流量；以電機不過熱為前提，以通風費用最少為目標，優化定速風機運行臺數，優化變頻調速風機運行臺數和轉速；計算分析定速風機優化運行臺數模式和變頻調速風機優化運行臺數及轉速模式的經濟性，結果表明，本發明可節省通風運行費用30%左右。本發明提出的大型燈泡貫流泵機組通風系統變頻優化運行方法，既能保證機組通風的要求，又能達到節省運行費用的目的。
【專利說明】大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種泵機組通風系統優化運行方法，具體來說涉及一種大型燈泡貫流泵機組通風系統變頻優化運行方法，屬于工程系統運行優化節能領域。
【背景技術】
[0002]大型燈泡貫流泵機組進、出水流平順貫通，水力損失小，泵站造價低，是低揚程泵站較為合理的泵機組形式。大型燈泡貫流泵機組電機位于幾乎密閉的燈泡體內，燈泡體外部水流溫度低于環境溫度約3~5°C。對于開敞式通風冷卻系統，電機發熱量通過一定的溫差傳遞給通風冷卻空氣和燈泡殼外的水流。當電機發熱量、通風量和泵流量一定時，發熱部件與環境的溫差也一定。因此，當環境溫度較高時，電機發熱部件溫度也高，如果超過允許值，則需加大通風量，降低電機溫度。為了保證在任何情況下都不致電機過熱，通風冷卻系統按夏季最高(最不利)環境溫度設計，并有一定的富裕量。
[0003]泵站通常一年四季常年運行，年運行時間長。傳統的電機通風模式按設計工況運行。由于運行環境溫度絕大部分時間低于設計溫度，電機溫度絕大部分時間遠低于設計運行溫度，過度通風現象嚴重，通風費用高。實現合理、經濟通風是大型水泵機組急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，本發明考慮大型燈泡貫流泵機組電機燈泡殼外部流道內水流的冷卻作用，通過通風冷卻的熱交換計算，研究電機運行最高溫度與環境空氣溫度、通風量的關系，合理確定風機設計流量；以電機不過熱為前提，以通風費用最少為目標，優化變頻調速風機運行臺數和轉速；計算分析定速風機優化運行臺數模式和變頻調速風機優化運行臺數及轉速模式的經濟性。本發明提出的大型燈泡貫流泵機組通風系統變頻優化運行方法，節約通風費用效果顯著。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的，大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，包括以下方面:
[0006]A.電機定子繞組溫度計算
[0007]定子繞組溫度tCul為繞組與鐵芯溫降Λ tK、鐵芯內部溫降Λ tF、鐵芯對內部熱空氣溫降Λ tFh、熱空氣與冷空氣溫降Ata和冷空氣溫度h之和，SP
[0008]
【權利要求】
1.大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，其特征是，所述優化運行方法包括以下步驟: A.電機定子繞組溫度計算； B.最小通風量計算； C.運行年環境溫度時間密度分布確定； D.風機變頻調速優化運行方案及其年運行費用計算。
2.根據權利要求1所述的大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，其特征是，步驟A所述電機定子繞組溫度計算方法為: 電機定子繞組溫度tCul為繞組與鐵芯溫降At,、鐵芯內部溫降Λ tF、鐵芯對內部熱空氣溫降Λ tFh、熱空氣與冷空氣溫降Ata和冷空氣溫度h之和，SP
3.根據權利要求1所述的大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，其特征是，步驟B所述最小通風量計算方法為: 電機運行時，通風量Q關0，則Q (1+XiQ) [(1+X1Q)+X3]關O ;所述電機定子繞組溫度計算式中
4.根據權利要求1所述的大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，其特征是，步驟C所述運行年環境溫度時間密度分布確定為: 大型燈泡貫流泵機組年運行時間長，電機冷卻風機需要相應運行時間；經過統計，電機運行最低環境溫度5°C和最高環境溫度40°C的時間極少，而在22°C附近時間最長，環境溫度絕大多數時間低于40°C ;環境溫度在I年內運行時間密度分布為τ = τ (&)，環境溫度在最大和最小值附近時間密度較小Atlm為在該環境溫度附近時，機組運行時間最長。
5.根據權利要求1所述的大型燈泡貫流泵機組開敞式通風系統變頻優化運行方法，其特征是，步驟D所述風機變頻調速優化運行方案及其年運行費用計算方法為: 在保證電機定子最高溫度不超過允許值td的前提下，變頻調速風機可以通過變頻調速調節風機風量，達到節省運行費用的目的，其原理是:當環境溫度低于^時，不需要開啟通風機；當環境溫度為^~U時，采用I臺變頻調速風機調節風量，保證電機定子最高溫度等于或稍低于td ;當環境溫度為U~^時，需開啟2臺風機；總風量和風機運行臺數一定時，所有運行風機采用相同的運行工況時總效率最高，即如果需要開啟i臺風機，則i臺風機同時變頻調速； 設當i (i=l，2，…，η)臺風機在任意轉速運行時總風量為QziT，不變頻運行時總風量為Qzi，設當總風量為QziB (QziB〈Qzi)時，受變頻裝置能耗或效率影響，風機變頻調速運行費用恰好等于不調速運行費用(變頻器脫開)，則當總風量Q+ZQdZQM時，需i臺風機變頻降速運行(此時電機定子最高溫度恰好為td)，當總風量QziB ( Qz1t ( Qzi時，需i臺風機不調速運行(變頻器脫開)運行費用最少，此時電機定子最高溫度低于設計溫度td，若此時采用變頻降速運行，則運行費用會更高，QziB用下式確定
【文檔編號】H02P5/74GK103790849SQ201410052652
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月17日 優先權日:2014年2月17日
【發明者】仇寶云, 申劍, 馮曉莉 申請人:揚州大學