变频循环泵调节酸浴流量的创新应用

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第 42卷第 3期2013年 9月化 纤 与 纺 织 技 术Chemical Fiber&Textile TechnologyVo1．42 No．3Sep．2013文章编号 ：1672—500X (2013)03—0033—05变频循环泵调节酸浴流量的创新应用安 民(唐山三友集团兴达化纤有限公司，河北 唐山 063305)摘 要：针对黏胶短纤维生产过程中酸浴系统闪蒸循环流量 自控阀运行时间短、易损坏的难题进行分析 ，并提 出改进方案 ，同时对改造后效 果和变频节 电进行 了分析总结。

关键词 ：酸浴 ；流量控制 ；变频 ；节能中图分类号 ：TH318；TM921．51 文献标志码 ：B doi：10．3969／j．issn．1672—500x．2013．03．010目前 国内企业 ，在 黏胶短纤维生产过程中 。

调节酸浴流量需使用较多的 自控调节阀?．由于酸浴腐蚀性强 ，尤其一步提硝工艺的应用 .

酸浴介质中存在颗粒物 ．在 自控调节阀动作过程中，其阀体和阀板易受磨损 ，进而因腐蚀损坏，故障率一直较高．备件消耗量较大，更换维修工作量大；其次在酸浴循环系统中，循环泵选型普遍存在大马拉小车的状况 ．其流量控制普遍采用调节泵出口阀门和利用管道上 自控阀调节流量 ，大量 的能源被 阀板 消耗掉 。为解决上述问题，我们针对故障率较高的闪蒸循环系统阀门和系统节能进行攻关，通过取消管道上的自控阀门，使用变频调节器控制循环泵转速，实现控制酸浴流量的创新方案 ，解决上述问题 ，并取得了一定的节电效果 。

1 工作过程原来酸浴闪蒸循环流量控制系统如图 1所A套闪蒸落酸手阀1P2201 P2202图 1 酸浴 闪蒸系统图示 。 FIC10001是 自控 ?调 节阀 ，其公 称直径 为 DN其工况和工作过程为： 200 mm，材质为聚四氟乙烯隔膜内衬的碳钢阀P2201、P2202为 55 kW 闪 蒸 循 环 泵 ， 门；FIC10002是电磁流量计，其公称直径也为收稿 日期 ：2013—06～05作者简介：安民 (1973一)，男，河北省迁安市人，高级工程师，从事电气运行维护，电气开发与设计。

化纤与纺织技术 第 42卷DN200 mm，内衬材质为聚四氟乙烯。工作中，酸浴温度约为60℃。P2201闪蒸循环泵给 A套闪蒸供酸．P2202闪蒸循环泵为备用。其流量调节通过 FIC10001调节 阀和流量计 FIC10002构成闭环控制 ：其控 制 原理 图如图 2所示 ，即流量计 FIC1002将采集的流量信号以4～20 mA模拟量的方式传输给DCS控制系统 ，在 DCS控制室操作人员可以设定为 自动方式或手动方式对流量进行调解 ，经过 DCS运算的信号以4～20mA模拟量的方式传输给现场的自控调节阀，从而控制调节 阀的开度 ，实现流量调节 ，调节后的流量信号又被流量计采集。从而形成闭环控制【¨。

可 自动或手动 经过运算的图 22 存在问题自控阀调节 流量原理调节阀。控制机理如图3所示。

2．1 节流调节的损耗从以上的分析中，我们可以了解 ，酸浴闪蒸循环泵 的流量调节属于节流调节 。即在水泵的出 口管路上装设 自控 阀门 ，通过改变 阀门的开度。使装置需要扬程曲线发生变化 ，从而导致水泵工作点位置的变化 。从而调节流量。节流调节优点是调节简单 、可靠 、方便 ，且调节装置的初投资很少 ，故以前各种离心泵多采用这种调节方式。缺点是能量损失很大，由于流量大小靠 阀门开度进行调整 ，因此 比较大的一部份能量损失在阀板上，目前正逐渐被其它调节方式所取代 。

2．2 腐蚀损坏问题在黏胶短纤维生产运行过程中，自控 ?调节阀需要长期动作．随着行业内酸站车间一步提硝工艺改造的推广，提硝过程中，酸浴中有少 量结 晶物 ，膜 片极 易损坏 ．在一般情 况下 ，阀体漏酸时才发现隔膜损坏。此时整个阀体已经受损报废，为减少阀体受腐蚀 ，只能加大力度定期更换阀门，备件消耗和人工工作量较大。

3 解决方案根据循环泵的流量与其转速成正比：泵的扬程与其转速的平方成正比：泵的轴功率与其转速的立方成正比的基本原理 ，利用变频调节闪蒸循环泵转速控制酸浴流量 。取消易损坏的HHRHA0 QB Q流量图 3 流 量 调 节 图图3中．曲线 1是阀门全部打开时，水泵阻力特性：曲线 2是额定转速时，泵的扬程特性。

供水系统的工作点为 A点，流量为 A、扬程为HA，电动机轴功率与面积 0一Q 一A—H 成正比。

如将流量减少到 B，主要的调节方法有两种 ：(1)循环泵转速不变 ，将水泵出口阀或调节阀门关小 ．这时水泵阻力特性曲线如曲线 3所示，泵工作点移至 B点：流量 B、扬程 HB、电动机轴功率与面积 0一Q 一B—H 成正比。

(2)如将循环泵阀门开度不变．仍处于全部打开状态。通过变频调速器降低泵转速，这时扬程特性如曲线 4所示，水泵工作点移至 C点：流量仍为 B，但是扬程为 He；电动机轴功率与面积 0一QB-C—H 成正 比。

通过原理分析．调节循环泵转速可满足酸浴流量和扬程要求，同时泵降速后，电动机轴功率第 3期 安 民 ：变频循环泵调节酸浴流量的创新应用 35由面积 O—Q 一B—He降至面积 O—Q 一c—Hc，电机 开状态，避免损失及阀门损坏。

轴功率减少幅度较大。

4 变频循环泵的创新应用4．1 控制原理从图4可以看出．工艺上取消了自控调节阀门FIC1001．只是保留了电磁流量计 ，使用其信号作为控制电动机 [ ]的转速控制信号。其电气控制【 】原理图如图 5所示，其流量调节通过 BP30001(BP30002)变频调速器 【 】和流量计FIC10002构成 闭环控 制 ?：即流 量计 FIC1002将采集的流量信号以4 20 mA模拟量的方式传输给 DCS控制系统，在 DCS控制室操作人员可以设定为自动方式或手动方式对流量进行调解。

经过 DCS运算的信号以 4～20 mA模拟量的方式传输给现场的 BP30001(BP30002)变频调速器 ．从而控制电动机的转速，实现流量调节 ，调节后 ?的流量信号又被流量计采集 ，从而形成闭环控制。酸浴调节过程手阀 l与 2处于全A套闪蒸落酸手阀1P22O1 P22O2图 4 改造后 的系统图图 5 变频改造后的电气原理 图4．2 改造后的工作过程以 A套 闪蒸循环泵为例 ．取消循环泵 出 口调节阀后 ．DCS接收电磁流量计 FIC10002的 4～2O mA流量信号，DCS根据实际流量值进行 PID运算 ，调整闪蒸循环泵 P2201变频器频率，如设定循环量 160 m ／h．当流量低时 ，DCS输 出4 20 mA信号，提高电机转速；流量高时，降低电机转速。同时变频器设定最低频率限制 30 Hz，确保循环泵的扬程满足工艺系统要求，而且防止电动机转速过低，风扇 自冷却功能下降幅度过大，烧毁电机绕组。

4．3 控制信号分配图 6为酸浴流量控制信号转换图，DCS接收电磁流量计 FIC10002的4～20 mA流量信号，通过控制装置分别送给模拟输出卡 1与 2，模拟输出卡 1与2与 BP30001变频调速器及 BP30002 图6 酸浴流量控制信号转换图36 化纤与纺织 技术 第 42卷变频调速器连接。当任 1台循环泵或 2台循环泵同时运行时，两台变频调速装置得到同一调节信号，从而保证了循环泵同工同频运行。

5 改造后的分析5．1 电动机频率和酸浴流量改造后 ，电动机运行频率和酸浴流量对应关系如表 l。

从表 1中，可看出调节阀取消后，在闪蒸循环泵出口阀全部打开的状态下，随着电动机运行频率提升 。酸浴流量也稳定逐渐提升，经运行监测完全满足工艺要求。

表 1 频率和酸浴流量对应关 系表备注 ：一套 闪蒸循环泵 P2201。

5．2 节电对比 行功率由47．5 kW降至 29 kW，可节约功率 18．5表 2为 A套闪蒸循环泵正常生产情况下， kW，单台闪蒸循环泵节电率在 38．9％，节能效改造前后对比表。 果明显。

由表 2可知；采用变频调速【 ]后，电机运表 2 变频改造节 电对比备 注 ：一套闪蒸循环泵 P2201。

6 结语闪蒸循环泵改造后具有以下优点：(1)创新解决了聚四氟乙烯调节阀易损坏的难题。

(2)节能效果显著，设备的节电率在 35％以上 。

(3)实现了软启动 ，电动机起动电流大幅度下降，避免了电动机起动时对电网的冲击。

(4)设备运行平稳 ，消除了起动和停机时的水锤效用，延长管路使用寿命。

参考文献[1】 王建辉．自动控制原理 【M】．4版．北京：冶金工业出版社 ．2005.

[2】 刘介才．工厂供电 [M]．第二版．北京．机械工业出版社 出版 ，1991.

『3 1 北京ABB电气传动系统有限公司．低压交流传动ACS510—01变频器 (1．1—160 kW) 用户手册[z]．2009.

第 3期 安 民：变频循环泵调节酸浴流量的创新应用 37INNoVATIVE APPLICATIoN oF FREQUENCY CoNVERSIoNCIRCULATIoN PUMP To ADJUST ACID BATH FLoW RATEAN M in(Tangshan Sanyou Group Xingda Chemical Fibre Co．，Ltd．，Tangshan 063305，China)Abstract：This article analyzes the problems of short operation time，easy to damage of flash cycle flowcontrol valve in acid bath system during the process of viscose staple fiber production，put forward theimprovement scheme，and discusses the transformation effect and frequency conversion power saving.

Key words：acid bath；flow control；variable frequency；energy saving· ——卜 一—+-一——卜 一—-卜 一—+_一—+-一—-卜 一—+-一—-卜 ”+ (上接第 32页)MEM BRANE FILTER MATERIAL CoNTRoL PM 2．5INDUSTRIAL DUST EM ISSIONSLIU Yu，W U Yao—yao，YANG Guo—hua，ZHU Gang(Sinoma International Engineering Co．，Ltd．，Nanjing 210000，China)Abstract：Through the research on filter material in bag filter，this article describes the structure，filtrationcharacteristics and effect of the membrane filter material，reveals its superiority of controlling industrial dustemissions，especially PM2．5 emissions.

Key words：bag dust collector；membrane filter material；polytetrafluoroethylene membrane·+ *—·卜 ”—-卜 ”—+-一—·卜 —卜 -——卜2014年 《纺织科技进展》征订启事《纺织科技进展》是由四川省纺织科技情报中心站 主办 的西南地 区唯一综合性纺织科技期 刊(国际标准刊号 ：ISSN 1673—0356，国内统一刊号 ：CN 51—1680／TS)。为 《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊和 (CAJ—CD规范》执行优秀期刊。本刊被美国化学文摘 (CA)、 《中国期刊全文数据库》等广泛收录，并全文入编 “中国期刊网”和 “万方数据一数字化期刊群”。

《纺织科技进展》为双月刊 ，大 16开 ，96页，全方位报道纺织 、服装服饰 、化学纤维、印染助剂、纺织设备等领域的重大学术研究最新成果和进展。主要栏 目有进展与述评、研究开发 、应用技术、测试分析、麻纺专题、服装服饰等。面向国内外公开发行 ．国内全年订价 60．O0元／份 f含邮寄费)，全国各地邮局均可订 阅，邮发代号 ：62—284：海外全年订价 60美元／份．中国出版对外贸易总公司 (北京 782信箱)为本刊海外总发行 ，海外发行代号 ：DK51021。欢迎订阅，欢迎来稿。

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