离心泵调速节能及变频技术在生产中的应用

离心泵调速节能及变频技术在生产中的应用

张伟

山西晋丰煤化工有限责任公司山西高平048400

摘要：随着我国工业的快速发展,人们对电力的需求越来越大,电力已经成为不可或缺的能源方式，电力成本在工业生产企业占了很大一部分的预算,特别是在生产企业中供水车间和有流体输送的车间,泵类设备的耗电量很大,因此如何减少泵类设备的耗电量是当下节能发展的一个方向,以下是采用电机变频技术进行泵类设备的节能改造的应用,以供参考

关键词：水泵调速节能；变频技术；水泵应用

导言

高能耗是目前泵电机运行的瓶颈问题，伴随着国家节能减排的发展方向，电机高能耗也引发了企业的特别关注，泵电机的运行成本也不可避免地突显出来，同时泵电机的高能耗，也使泵电机的运行寿命无法保证。目前,有很多专家和学者在这个问题上进行讨论,他们选择各种水泵技术升级的方法,希望能够在不改变水的需求量下，对电动机有最大保护,同时减少能源消耗,提高效率。本文基于水泵电机的原理，分析了水泵电机采用变频调速技术需要的技术创新，并最终在生产节能方面的效益计算。通过在水泵电机系统中应用变频调速技术，实现节能降耗的功能，具有较高的实用性和推广价值。

1水泵调速运行的节能

1.1供水系统中水泵调节运行的必要性

1.1.1供水系统的供水量是受客观条件制约而在变化的，是不均衡的，而水泵的选择，是以满足出现概率很低的、最不利条件即最大工况的要求为原则的。其水泵供水能力一般按最高日最高时的用水量选择，水泵扬程则是按水泵净扬程与管网能量之和选择，但必须保证运行中的最高扬程。

1.1.2用水量预测的不准确性和出于安全的因素，水泵的流量和扬程存在不同程度的富余量。

1.1.3水泵的效率曲线不是一条平坦的曲线，其高效区段很窄。

1.1.4由于设计规模的合理性和多种因素的影响，供水系统的完成与设计能力之间存在着过渡时期。由于所有这些原因，泵的操作点在大多数情况下肯定会被抵消。因此，在运行管理中，必须对操作点进行必要的改变和控制，以适应管道网络的流量和压力的变化。水泵运行点的调节方法有两个方面:

一种是改变管道系统特性曲线（如闸阀调节）；另一种是改变水泵本身的特性曲线（如台数调节、调速运行等）。

2变频调速技术的应用

2.1变频调速技术在水泵控制系统应用中的影响因素

2.1.1水泵工艺特点对调速范围的影响

因为水的需求量不断变化的,所以它对水泵的调节是非常重要的,确定水泵的高效区域范围，选择两个泵在运行的过程中最好的高效区域范围，确定水泵可以在高效工作点之前和之后时，该区域流量范围对应的能够允许转速调节的最大范围。如果转速减至很低,则泵就不能在高效区域范围运行，但并不影响泵的生产运行。

2.1.2定速泵对调速范围的影响

在工业生产中,通常使用两台或两台以上的多台泵并联工作,而这些泵通常也不具备调速能力，故也没有渐变的流量调节能力，只能对水量进行阶梯性的调节，但因此也会消耗大量的人力物力,并且依然存在着能量的浪费。在这种情况下，增加可调速的泵，只需要结合2.1.1中方法确定调速泵和各恒速泵的高效运行区阶段，采用优化的组合方式运行即可，这样我们也可以达到节能降耗的目的。

2.1.3电机效率对调速范围的影响

在泵电机的使用过程中输出的实际功率,除了受2.1.1中工艺流量的影响外，电机的效率特性也对电机的输出功率有着至关重要的影响。电机效率是电机在额定的电压和额定电流下，将电能转化为机械能的能力。变频调速只是将交流电的频率进行调整改变，而不是改变电压、电流的值，故变频调速对电机的效率没有影响。

3变频调速设计

目前，水泵运用中用到比较多的还是人工干预进行调速。但随着科学技术的发展，自动化运用的范围越来越广泛，在水泵调速中，自动调控技术也逐渐开始频繁地运用，自动调控技术为工业生产带来了很大方便，提高了工作效率，节约了资源。自动调控可以按控制对象、变频调速器、压力测量变速器和调节器四个功能单元的常规模式设计即可。

4变频技术在水泵中的应用

4.1变频技术的优点

变频技术作集现代电子、电气信息和智能技术于一体。变频控制是一种成熟、应用面广的高效机电节能新技术。通过变频节能装置是将变频与控制整合在一起的高效节能的静止设备，而采用变频技术可以立即实现，不对泵和电机进行繁杂设备改造，仅在电机的电路控制上增加变频节能装置即可完成改造。

4.2变频水泵技术

常用的电机水泵调速方式：一种是滑差调速型，如液力耦合、电磁转差、液力离合和转子串阻调速等；另一种是高效调速型，如变极调速、串级调速和变频调速等。不同的调速方法，在不同流量变化的条件下，调速效率也不同。不同的调速装置应用领域也不一样，流量调节范围在90%以上时则无需采用电机调速，可直接采用节流的方式调节；当流量调节范围在75%左右时，才有必要采用高效调速装置，如变极调速和变频调速技术。变频调速是一种新型高效调速技术，它是由半导体电子元器件构成的电力变换器和三相交流电动机等组成。由于变频控制技术的发展和应用，使得传动的机电设备始终工作在最佳状态，使设备处于高效节能的工作状态，延长设备的使用寿命，真正体现科技是第一生产力的宗旨。目前，变频器正朝着数控化、高频化、数显化、高集成化、强适应性的方向迅速发展。大大地提高了生产力，在工矿企业广泛应用，会大幅度提高了生产效率和企业经济效益。

结语

在实际工程应用中,变频调速节能技术可以用于各种的电动机上,本文研究了相对较高的应用价值和推广价值,特别是在离心泵方面，它可以应用于多种类型的水泵电机，既能满足输送流体的生产需求，还能保证泵的高效运行，还可以延长泵电机的使用寿命,在某种程度上,降低能耗,关爱环境,保护设备,即为节能减排发挥作用,又达到节约能源的目的。

虽然这计划有很多优势,如基于PLC和变频器技术对水泵电机有效控制,可以达到节能的目的,并有效保持电动机的性能,延长其使用寿命,但不可否认的是,其操作过程中仍然存在一系列的问题,它应该成为一个泵电机发展的研究方向。我相信，进一步挖掘有效的泵电机系统节能措施将创造良好的社会效益和经济效益，以实现能源经济的发展目标。

参考文献

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