[发明专利]流体参数调节系统及方法

说明书

本发明提供了一种流体参数调节系统及方法，该方法包括：流体设备，用于输送流体；调速控制单元，用于软起动所述流体设备并使所述流体设备逐步达到满负荷运行；变送器，用于检测流体参数调节系统输出端的流体参数值，并将所述流体参数值转化为相应的电信号；所述调速控制单元，还用于根据所述电信号和流体参数设定值，通过PID调节控制输出电源频率，并利用所述电源频率控制所述流体设备运行，以更新所述流体参数调节系统输出端的流体参数值；电源，用于为所述流体参数调节系统供电。本发明通过调速控制单元变频调节流体设备，能够节省流体设备的能够损耗。

技术领域

本发明涉及变转矩负载应用技术领域，尤其涉及一种流体参数调节系统及方法。

背景技术

变转矩负载(如水泵类、风机类、搅拌机等螺旋浆类负载)应用十分广泛，总装机容量约占工业电力拖动总量的50％左右，尤其是在冶金、石油、化工、食品、发电、供水、大型楼宇空调等行业中，变转矩类负载数量多、功率大，已经成为这些企业的通用机械设备，也成了企业的用电大户。这类设备在初始设计中，通常考虑的裕量过大。根据设计规范规定，风机、水泵类的流量裕度分别为5％～10％，风压、扬程裕度分别为10％～15％。设计过程中很难计算出管网的精确阻力、并考虑到长期运行过程中发生的各种问题，通常总是把系统的最大风量、流量和风压、扬程裕度作为设备选型的依据，但风机、水泵的型号和系列是有限的，往往在选取不到合适的风机和水泵型号时就往上靠，裕度大于20～30％比较常见。

这类设备在实际运行中，由于裕度较大，其额定输出的流量、压力远大于实际工况的需求，与生产工艺需求不相匹配，对生产过程控制影响较大。目前传统技术的解决方法是，在流体输送设备的前、后管道上安装阀门或风门挡板，通过人为地改变阀门或风门挡板的开度，来实现流体参数的调节，以此来满足生产工艺的需求，达到与实际工况相匹配的目的。现有技术中，利用调节风门、风道档板或阀门的开度来调节风机风量，水泵流量的方法、称为节流调节。在节流调节过程中，风机或水泵的固有运行特性不变、仅仅关小风门、挡板或阀门的开度，人为地增加管路的阻力，来达到调节流体参数的目的，由此增大管路系统的能量损失，不利于风机，水泵的节能运行。这种流体系统的运行方式，导至流体设备效率降低，造成很多能量白白消耗在挡板、阀门的阻力上，极不经济。

图1是现有技术中一种流体控制流程的示意图。如图1所示，该种流体参数调节方法包括控制单元、流体设备及流体管道阀门等。其中，控制单元：一般采用通用电器元件，组成直接起动、降压起动控制、电气保护系统，只能控制流体设备的起动，停止，无调节设备负荷功能；流体设备：由三相交流异步电动机驱动风机、泵类运行，输出流体；流体管道阀门：用于调节输送流体的流量或压力。该输送流体的过程中，流体设备以额定转速运转，满负荷运行，采用调节输送管道上阀门的开度来实现工艺所需流体参数的调整。这种传统控制技术，虽然能满足其生产工艺对流体参数的要求，但是，其是以损失很多能耗为代价的，存在缺点：1)流体设备由于采用直接起动或降压起动，使大功率设备起动时，起动电流会很大，对电网有冲击，线损增大，电压有所降低，设备机械磨损增加，降低其设备的使用寿命，增加设备的维修工作量和维修费用；2)流体参数的调节，靠管道阀门的开度，增加管道阻力或回流的方法来实现，其风机或水泵的固有运行特性不变、这种调节控制方法，是以损失流体设备的能量，降低设备效率为代价的；3)不能实现随工艺参数的变化自动调节流量参数的控制功能，不能实现自动化控制流程，生产效率低。