淺談變頻調(diào)速在供水水泵中的節(jié)能改造

1、<p>　　淺談變頻調(diào)速在供水水泵中的節(jié)能改造</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的各個(gè)行業(yè)都在進(jìn)行可持續(xù)化發(fā)展，節(jié)能減排引起了廣泛的關(guān)注。在供水水泵中引入變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效提高水泵的工作效率，減少能源的消耗。本文對(duì)當(dāng)前供水水泵進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)變頻調(diào)速在供水水泵中的節(jié)能改造進(jìn)行探討和分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；供水水泵；節(jié)能改造；探討

2、 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U264.91+3.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　1 變頻調(diào)速與供水水泵概述 </p><p>　　1.1 變頻調(diào)速概述 </p><p>　　在電機(jī)的工作中，通過改變電機(jī)的供電頻率和電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率就能夠達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率的目的。當(dāng)前生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備主要使用改變定子極對(duì)數(shù)、定子電

3、壓、頻率等技術(shù)達(dá)到變頻轉(zhuǎn)速的目的。變頻調(diào)速分為高效調(diào)速方法和低效調(diào)速兩種方式，高效調(diào)速的時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，造成的能耗較小，低效調(diào)速的轉(zhuǎn)差損耗較大，因此在供水水泵的節(jié)能改造中主要使用高效變頻調(diào)速的技術(shù)手段。 </p><p>　　1.2 供水水泵概述 </p><p>　　在人們生產(chǎn)和生活中，供水水泵的出現(xiàn)極大的提高了人們的效率和提高了生活舒適度。但是早期的供水水泵工作效率較低，能耗較大，不利于

4、社會(huì)的可持續(xù)化發(fā)展。造成供水水泵能耗較大的因素主要有以下幾個(gè)方面： </p><p>　?。?）供水水泵不能與輸送水管道準(zhǔn)確匹配。 </p><p>　?。?）供水水泵系統(tǒng)過于復(fù)雜。 </p><p>　?。?）輸送管道設(shè)計(jì)不合理。 </p><p>　?。?）輸送管道出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。 </p><p>　　（5）供水水

5、泵自身質(zhì)量較差。 </p><p>　　1.3 供水水泵節(jié)能原理 </p><p>　　在供水水泵的使用中，使用者需要根據(jù)最佳工況運(yùn)行原則，建立準(zhǔn)確的水力數(shù)學(xué)模型和參數(shù)采集標(biāo)準(zhǔn)，量身定做高效節(jié)能泵或高效葉輪，徹底解決循環(huán)水過流量引起能耗增加的現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能最大化 。 </p><p>　　2變頻調(diào)速在供水水泵中的節(jié)能改造 </p><p>　

6、　2.1供水水泵中利用變頻調(diào)速進(jìn)行節(jié)能的技術(shù)特點(diǎn) </p><p>　　供水水泵中利用變頻調(diào)速的技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造具有以下幾個(gè)方面的技術(shù)特點(diǎn) </p><p>　?。?）采用閉式（或開式）變頻控制技術(shù)，由能耗優(yōu)化模塊、智能控制系統(tǒng)、變頻控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控制系統(tǒng)等組成，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵系統(tǒng)工藝參數(shù)并與目標(biāo)值比較，自尋優(yōu)給出滿足工藝要求且實(shí)時(shí)電耗最低的運(yùn)行匹配和調(diào)速策略，實(shí)行最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度方案，達(dá)到最佳

7、節(jié)能效果。 </p><p>　?。?）利用變頻器和電氣元件，性能穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。 </p><p>　　（3）自動(dòng)尋優(yōu)功能。自尋優(yōu)給出滿足工藝要求且實(shí)時(shí)能耗最低的運(yùn)行搭配和調(diào)速策略，實(shí)行最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度方案，調(diào)節(jié)及時(shí)、平穩(wěn)、準(zhǔn)確。 </p><p>　?。?）實(shí)時(shí)計(jì)量運(yùn)行功率，累計(jì)電量和運(yùn)行時(shí)間，精確掌握能耗情況及節(jié)電量。（5）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器的工作狀態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)

8、行參數(shù)、電流、電壓的超標(biāo)報(bào)警以及欠壓、短路等保護(hù)功能。實(shí)時(shí)監(jiān)控泵系統(tǒng)設(shè)備振動(dòng)、軸承溫度等，進(jìn)行故障診斷，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。 </p><p>　　2.2供水水泵進(jìn)行變頻控制設(shè)計(jì)的分析 </p><p>　　在供水水泵的使用過程中，主要是為了滿足生產(chǎn)者和使用者對(duì)流量的需求。因此改造人員需要進(jìn)行流量的準(zhǔn)確計(jì)算和檢測(cè)。通過考慮在動(dòng)態(tài)供水的環(huán)境下，根據(jù)供水管道中水的壓力大小和用水需求之間的關(guān)系，進(jìn)

9、行供水水泵的變頻控制改造。在供水水泵的供水中管道所受的壓力直接顯示了供水需求之間的變化。設(shè)計(jì)人員通過對(duì)管道壓力變化的檢測(cè)能夠科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)出滿足人們需求的生產(chǎn)水泵供水系統(tǒng)。 </p><p>　　變頻調(diào)速控制方案主要包括： </p><p>　?。?）供水水泵需要根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行“一變多定”的配置，通過對(duì)變頻調(diào)速供水水泵的調(diào)速特性曲線進(jìn)行分析，找出定壓供水系統(tǒng)中變頻泵曲線與等壓線之間的交

10、點(diǎn)。由于供水水泵的特性曲線較為平坦，因此造成這種供水水泵的變頻調(diào)速范圍較小。因此在變、頂速水泵的配置方案在進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能較為困難，在實(shí)際生產(chǎn)中需要采用高性能離心水泵群進(jìn)行變、定匹配和變頻調(diào)速控制，這樣能夠達(dá)到很好的節(jié)能效果，并能夠滿足人們生產(chǎn)和生活的需要。 </p><p>　?。?）變、定水泵的并列運(yùn)行。在供水水泵的實(shí)際使用過程中，設(shè)計(jì)和改造人員需要根據(jù)投資和運(yùn)行的情況進(jìn)行供水水泵的并列運(yùn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)首先

11、需要考慮根據(jù)最大設(shè)計(jì)水量的基礎(chǔ)上盡量改進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)，使水泵的調(diào)速高效特性曲線與系統(tǒng)曲線匹配，通過這種調(diào)節(jié)和改進(jìn)能夠使調(diào)速泵組合進(jìn)入最高工作段和工作點(diǎn)的概率增大，提高變頻調(diào)速泵組的節(jié)能效率。備用泵系統(tǒng)需要采用工頻定速泵組，當(dāng)調(diào)速泵出現(xiàn)故障時(shí)，工頻泵能夠及時(shí)工作，避免因變頻泵出現(xiàn)故障而造成的供水中斷。 </p><p>　　2.3 供水水泵變頻調(diào)速的范圍的確定 </p><p>　　供水水泵的泵

12、徑與管徑具有多樣化的特點(diǎn)，水泵閥門開度與流量的關(guān)系較為復(fù)雜，這種情況造成了變頻調(diào)速的范圍較難確定。當(dāng)供水水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)它的靜態(tài)揚(yáng)程不會(huì)為零，它的阻力曲線不會(huì)通過坐標(biāo)原點(diǎn)。因此在進(jìn)行供水水泵的變頻調(diào)速范圍的確定時(shí)需要兼顧流量和揚(yáng)程的要求，將供水水泵的閥門打開到最大，通過轉(zhuǎn)速進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)?？茖W(xué)的流量調(diào)節(jié)能夠很好的進(jìn)行供水水泵的變頻調(diào)速范圍的確定，達(dá)到高效的節(jié)能效果，滿足社會(huì)可發(fā)展的需要。 </p><p>　　

13、2.4 供水水泵變頻調(diào)速后節(jié)能效果估算 </p><p>　　供水水泵的調(diào)速節(jié)能效果計(jì)算較為復(fù)雜，因?yàn)樗玫撵o揚(yáng)程在大多數(shù)情況下不為零，供水水泵的流量與揚(yáng)程以及軸功率轉(zhuǎn)速的關(guān)系進(jìn)行分析，通過對(duì)各工況點(diǎn)的相似拋物線核算得到個(gè)工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速情況。在進(jìn)行節(jié)能計(jì)算時(shí)要用流量（百分比額定流量）作為根據(jù)（而不是閥門開度）；全流量軸功率也不能簡(jiǎn)單的采用額定軸功率，而應(yīng)采用實(shí)際水泵系統(tǒng)的全流量軸功率進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)榫唧w選定的泵用在不

14、同的管路系統(tǒng)時(shí)其實(shí)際參數(shù)是不一樣的。并要注意在計(jì)算節(jié)電率時(shí)使用的比較電功率應(yīng)為采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)相同流量下水泵實(shí)際所消耗的電功率，而不應(yīng)當(dāng)是電動(dòng)機(jī)的額定電功率，因?yàn)椴捎瞄y門調(diào)節(jié)時(shí)，隨著流量的減小，電動(dòng)機(jī)的電流（電功率）也是有所減小的。在相同的流量百分比時(shí)，不同的靜揚(yáng)程的轉(zhuǎn)速、軸功率和節(jié)電率都是不同的，應(yīng)逐點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　2.5 供水水泵進(jìn)行變頻調(diào)速后的優(yōu)點(diǎn) </p><p>

15、;　　供水水泵通過變頻調(diào)速改造后具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　?。?）改造后的供水水泵能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的調(diào)速，并且調(diào)速精度和轉(zhuǎn)頻分辨率較高。 </p><p>　?。?）變頻調(diào)速改造后供水水泵能夠高效率的進(jìn)行調(diào)速。變頻調(diào)速具有在頻率變化后電動(dòng)機(jī)仍會(huì)在相同頻率范圍內(nèi)進(jìn)行正常運(yùn)行，保證額定的轉(zhuǎn)差率。 </p><p>　?。?）變頻調(diào)速供水水泵的調(diào)速范圍較寬

16、。并在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的調(diào)速裝置效率ηV。所以變頻調(diào)速方式適用于調(diào)速范圍寬且經(jīng)常處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行的負(fù)載。 </p><p>　?。?）變頻調(diào)速供水水泵的功率因數(shù)較高，高功率因數(shù)能夠有效的降低變壓器的數(shù)量和電線線路的容量，降低供水水泵使用時(shí)的資金投入。在同樣的電源容量下能夠配置較多的供水水泵負(fù)載進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。 </p><p>　?。?）變頻調(diào)速供水水泵能夠通過高效的生產(chǎn)能力，在

17、同樣的電源荷載情況下提供更大的揚(yáng)程和水量來滿足人們的生產(chǎn)和生活需要，有效的降低了能源的消耗，達(dá)到了高效節(jié)能的效果。 </p><p><b>　　結(jié)語： </b></p><p>　　供水水泵在當(dāng)前人們的生產(chǎn)和生活中占據(jù)重要的地位。供水水泵的變頻調(diào)速技術(shù)改造能夠有效的降低其對(duì)能源的損耗，滿足人們生活和生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展的要求。本文對(duì)變頻調(diào)速供水水泵進(jìn)行了闡述，并提出了合

18、理的供水水泵的變頻調(diào)速改造，達(dá)到了良好的節(jié)能效果。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 潘效軍. 鍋爐改造技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社,2010 </p><p>　　[2] 何超. 交流變頻調(diào)速技術(shù)[M].中國(guó)航空航天大學(xué)出版社, 2009 </p><p>　　[3] 方大千.