大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法
【专利摘要】大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，属于工程系统运行优化节能领域。本发明考虑灯泡壳外部流道内水流的冷却作用，通过通风冷却的热交换计算，研究电机运行温度与环境空气温度、通风量的关系，合理确定风机设计流量；以电机不过热为前提，以通风费用最少为目标，优化定速风机运行台数，优化变频调速风机运行台数和转速；计算分析定速风机优化运行台数模式和变频调速风机优化运行台数及转速模式的经济性，结果表明，本发明可节省通风运行费用30%左右。本发明提出的大型灯泡贯流泵机组通风系统变频优化运行方法，既能保证机组通风的要求，又能达到节省运行费用的目的。
【专利说明】大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泵机组通风系统优化运行方法，具体来说涉及一种大型灯泡贯流泵机组通风系统变频优化运行方法，属于工程系统运行优化节能领域。
【背景技术】
[0002]大型灯泡贯流泵机组进、出水流平顺贯通，水力损失小，泵站造价低，是低扬程泵站较为合理的泵机组形式。大型灯泡贯流泵机组电机位于几乎密闭的灯泡体内，灯泡体外部水流温度低于环境温度约3~5°C。对于开敞式通风冷却系统，电机发热量通过一定的温差传递给通风冷却空气和灯泡壳外的水流。当电机发热量、通风量和泵流量一定时，发热部件与环境的温差也一定。因此，当环境温度较高时，电机发热部件温度也高，如果超过允许值，则需加大通风量，降低电机温度。为了保证在任何情况下都不致电机过热，通风冷却系统按夏季最高(最不利)环境温度设计，并有一定的富裕量。
[0003]泵站通常一年四季常年运行，年运行时间长。传统的电机通风模式按设计工况运行。由于运行环境温度绝大部分时间低于设计温度，电机温度绝大部分时间远低于设计运行温度，过度通风现象严重，通风费用高。实现合理、经济通风是大型水泵机组急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，本发明考虑大型灯泡贯流泵机组电机灯泡壳外部流道内水流的冷却作用，通过通风冷却的热交换计算，研究电机运行最高温度与环境空气温度、通风量的关系，合理确定风机设计流量；以电机不过热为前提，以通风费用最少为目标，优化变频调速风机运行台数和转速；计算分析定速风机优化运行台数模式和变频调速风机优化运行台数及转速模式的经济性。本发明提出的大型灯泡贯流泵机组通风系统变频优化运行方法，节约通风费用效果显著。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的，大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，包括以下方面:
[0006]A.电机定子绕组温度计算
[0007]定子绕组温度tCul为绕组与铁芯温降Λ tK、铁芯内部温降Λ tF、铁芯对内部热空气温降Λ tFh、热空气与冷空气温降Ata和冷空气温度h之和，SP
[0008]
【权利要求】
1.大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，其特征是，所述优化运行方法包括以下步骤: A.电机定子绕组温度计算； B.最小通风量计算； C.运行年环境温度时间密度分布确定； D.风机变频调速优化运行方案及其年运行费用计算。
2.根据权利要求1所述的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，其特征是，步骤A所述电机定子绕组温度计算方法为: 电机定子绕组温度tCul为绕组与铁芯温降At,、铁芯内部温降Λ tF、铁芯对内部热空气温降Λ tFh、热空气与冷空气温降Ata和冷空气温度h之和，SP
3.根据权利要求1所述的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，其特征是，步骤B所述最小通风量计算方法为: 电机运行时，通风量Q关0，则Q (1+XiQ) [(1+X1Q)+X3]关O ;所述电机定子绕组温度计算式中
4.根据权利要求1所述的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，其特征是，步骤C所述运行年环境温度时间密度分布确定为: 大型灯泡贯流泵机组年运行时间长，电机冷却风机需要相应运行时间；经过统计，电机运行最低环境温度5°C和最高环境温度40°C的时间极少，而在22°C附近时间最长，环境温度绝大多数时间低于40°C ;环境温度在I年内运行时间密度分布为τ = τ (&)，环境温度在最大和最小值附近时间密度较小Atlm为在该环境温度附近时，机组运行时间最长。
5.根据权利要求1所述的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统变频优化运行方法，其特征是，步骤D所述风机变频调速优化运行方案及其年运行费用计算方法为: 在保证电机定子最高温度不超过允许值td的前提下，变频调速风机可以通过变频调速调节风机风量，达到节省运行费用的目的，其原理是:当环境温度低于^时，不需要开启通风机；当环境温度为^~U时，采用I台变频调速风机调节风量，保证电机定子最高温度等于或稍低于td ;当环境温度为U~^时，需开启2台风机；总风量和风机运行台数一定时，所有运行风机采用相同的运行工况时总效率最高，即如果需要开启i台风机，则i台风机同时变频调速； 设当i (i=l，2，…，η)台风机在任意转速运行时总风量为QziT，不变频运行时总风量为Qzi，设当总风量为QziB (QziB〈Qzi)时，受变频装置能耗或效率影响，风机变频调速运行费用恰好等于不调速运行费用(变频器脱开)，则当总风量Q+ZQdZQM时，需i台风机变频降速运行(此时电机定子最高温度恰好为td)，当总风量QziB ( Qz1t ( Qzi时，需i台风机不调速运行(变频器脱开)运行费用最少，此时电机定子最高温度低于设计温度td，若此时采用变频降速运行，则运行费用会更高，QziB用下式确定
【文档编号】H02P5/74GK103790849SQ201410052652
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】仇宝云, 申剑, 冯晓莉 申请人:扬州大学