水泵變速調(diào)節(jié)的節(jié)能問題

1、水泵變速調(diào)節(jié)的節(jié)能問題【摘要】隨著水泵變速調(diào)節(jié)應(yīng)用的不斷深化，研究其節(jié)能問題凸顯出重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了水泵在使用過程中的問題。在討論節(jié)能優(yōu)化方案的根底上，研究了水泵節(jié)能技術(shù)在我國開展的趨勢?！娟P(guān)鍵詞】水泵；變速調(diào)節(jié)；節(jié)能問題一、前言作為水泵變速調(diào)節(jié)方面的一項重要工作，其節(jié)能問題在近期得到了有關(guān)方面的高度關(guān)注。該項課題的研究，將會更好地提升其節(jié)能效果，從而保證水泵變速調(diào)節(jié)的整體程度。本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。二、概述在當(dāng)今能源匱乏的環(huán)境下，解決能源浪費是當(dāng)今一項艱巨的任務(wù)，從上面可以看出風(fēng)機水泵的能源損耗是宏大的。雖然有大量人員已經(jīng)注意到風(fēng)機水泵的能量耗損宏大并

2、對此作出了相應(yīng)的改進，比方：優(yōu)化風(fēng)機水泵的制造工藝、改變風(fēng)機水泵的變頻調(diào)節(jié)裝置等等，但是效果并不是很明顯。在工農(nóng)業(yè)使用的機械中，風(fēng)機水泵使用廣泛，而且種類千差萬別，這些差異主要表達在風(fēng)機水泵中的電動機上。這些電動機按負載上的不同，可以分為恒定功率、恒定轉(zhuǎn)矩和平方轉(zhuǎn)矩等等幾類；根據(jù)工作電源上的不同，可以分為直流電動機和交流電動機，其中交流電動機還可細分為單相電動機和三相電動機。這些不同負載類型的電動機在工農(nóng)業(yè)消費中有著不同的應(yīng)用，比方：恒定功率負載電動機主要應(yīng)用在模具機床、切割機床上；恒定轉(zhuǎn)矩負載電動機主要應(yīng)用在升降機、起重機、搬運機上；然而本文研究的風(fēng)機水泵那么屬于平方轉(zhuǎn)矩負載電動機。常見的風(fēng)

3、機水泵是葉片式，這種風(fēng)機水泵的負載特性屬于平方轉(zhuǎn)矩型，它轉(zhuǎn)軸上需要的的轉(zhuǎn)矩與葉片轉(zhuǎn)速的二次方成正比。在一般的消費過程中，設(shè)計師們往往通過對風(fēng)機常用閥門進展節(jié)能調(diào)節(jié)，增加管路的阻尼，但是電機仍舊以額定的速度運行，從外表上看風(fēng)機水泵照舊高速高效運行，實際上這時候能量的損耗會更大。三、水泵在使用過程中的問題1.水泵本身設(shè)計技術(shù)含量不高現(xiàn)階段我國水泵設(shè)計主要是沿襲傳統(tǒng)的模型換算法和速度系數(shù)法，這些設(shè)計方法從某種程度上來說已經(jīng)過時，因為這是建立在舊的水泵設(shè)計經(jīng)歷的根底上的，在設(shè)計過程中無法超越過去的設(shè)計程度，無法在效率提升上有所打破。再加上水泵設(shè)計單位對技術(shù)的資金投入和人員投入缺乏，水泵設(shè)計人員的創(chuàng)新動

4、力缺乏、缺乏創(chuàng)新意識，從而導(dǎo)致了水泵產(chǎn)品的技術(shù)含量得不到一個質(zhì)的提升，水泵本身的技術(shù)含量無法提升，節(jié)能工作自然也做不到。2.水泵節(jié)能存在誤區(qū)我們過去對水泵節(jié)能的理解主要是進步水泵的各項效率指標(biāo)，其實這是對水泵節(jié)能理解的一個誤區(qū)，是一種片面的理解。我們所說的節(jié)能范圍不只是一個效率指標(biāo)，而且也包含水泵的性能的穩(wěn)定性、水泵的壽命、對材料的節(jié)省等各個方面的因素。再就是詳細到水泵的使用環(huán)境中，我們也要有針對性的進展節(jié)能設(shè)計，比方水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高溫性能等，這些都要針對不同的環(huán)境，不用的用途進展設(shè)計。3.使用單位和個人的因素使用單位和人人在采購水泵時，往往關(guān)注的是水泵是不是符合自己

5、的需求，價格是不是比較廉價，而對水泵的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)，卻并不是很在意。消費者的這種需求也消除了水泵設(shè)計單位和制造單位進展節(jié)能技術(shù)革新的積極性。并且很大一部分消費者在選擇水泵時，要選用流量和揚程裕量過大的水泵，以確?？梢詽M足自己的使用需要，這樣的后果就直接造成水泵在使用過程中，實際運行效率遠低于水泵的最高效率，一直不能在高效區(qū)運轉(zhuǎn)。四、節(jié)能的優(yōu)化方案1.水泵頻率下限對于給定水泵，頻率與轉(zhuǎn)速成正比，而轉(zhuǎn)速和流量成正比，按管網(wǎng)特性不變可估算出沖開水流開關(guān)的頻率在20Hz左右。實際調(diào)試過程中，由于水系統(tǒng)啟動時的初始阻力要比穩(wěn)定運行后的阻力稍大，水泵啟動的頻率下限測試為26Hz。由于頻率的可調(diào)范圍直接決定

6、了水泵功率的可調(diào)范圍，頻率的變化下限應(yīng)根據(jù)計算和實測結(jié)合確認。通過適當(dāng)調(diào)整水系統(tǒng)中的靜態(tài)阻力元件例如水流開關(guān)、止回閥等的開啟壓力，可調(diào)整變頻下限；但同時也要向主機廠家確認平安運行的流量范圍，保證主機正常工作。2.定壓差和定溫差控制變頻水系統(tǒng)中定壓差和定溫差策略均能控制水泵按負荷變化調(diào)速，但要采取措施保證各環(huán)路的水量分配。定溫差控制系統(tǒng)的溫度傳感器一般設(shè)置在供回水主管處，各分支環(huán)路可設(shè)置定壓差控制閥來保證末端水量。在供回水溫差恒定、末端較多且負荷分散時，個別末端關(guān)閉產(chǎn)生的溫差變化較小，溫度傳感器需要較高的精度來測量并反響信號。溫度傳感器精度越高價格就越高，校準(zhǔn)和維護本錢也較高。限于精度和本錢，定

7、溫差控制不能對較小的負荷變化反響信號和變頻調(diào)速。但層數(shù)較少、末端冷量較大時，末端啟閉的負荷波動較大，可適用定溫差控制。所以定溫差控制方式的采用要綜合考慮實際工程形式和經(jīng)濟性。定壓差控制一般采用最不利環(huán)路末端定壓差控制方式。環(huán)路的二通調(diào)節(jié)閥根據(jù)回風(fēng)溫度的變化調(diào)節(jié)開度，引起環(huán)路壓差變化，壓差傳感器采集信號傳給變頻控制裝置，控制裝置改變水泵的運行頻率，從而改變系統(tǒng)流量，并維持末端環(huán)路一定的恒壓差。當(dāng)控制點壓差小于設(shè)定值時增頻調(diào)節(jié)，增加水泵揚程和流量；大于設(shè)定值時降頻調(diào)節(jié)，降低水泵揚程和流量。3.供水系統(tǒng)調(diào)頻設(shè)置在水泵供水系統(tǒng)中，設(shè)定總供水管路最高輸出壓力為最大工作壓力，通過合理設(shè)定變頻器壓力提升曲線

8、，輸出最大壓力，最高、最低運行頻率，可以使得系統(tǒng)內(nèi)兩臺水泵總有一個水泵處于變頻運行中，另外一個水泵處于工頻或者停機狀態(tài)初始啟動或極限情況下。系統(tǒng)在大部分時間內(nèi)只有主泵工作于設(shè)定低頻工作段內(nèi)，備用泵處于停機狀態(tài)，整體系統(tǒng)具有極高的節(jié)能效果。五、水泵節(jié)能技術(shù)在我國開展的趨勢目前，國內(nèi)外許多電力拖動場合已將矢量控制的變頻器廣泛應(yīng)用于通用機械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業(yè)中交流電動機的無級調(diào)速，已明顯獲得節(jié)能效果并滿足工藝和自動調(diào)速要求。但在風(fēng)機、水泵應(yīng)用領(lǐng)域仍沒有得到充分應(yīng)用。其主要原因是對風(fēng)機、水泵類負載可大量節(jié)能理解不夠。故此，我們將風(fēng)機、水泵的節(jié)能原理和應(yīng)用狀況向客戶介紹。全國風(fēng)機、水泵

9、用電量占工業(yè)用電的60%以上，假設(shè)能在這個領(lǐng)域充分使用變頻器進展變頻無級調(diào)速，對我們開展加工制造業(yè)又嚴(yán)重缺電的國家，是興國之策。風(fēng)機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其構(gòu)造和工作原理而言，兩者根本一樣。現(xiàn)先以風(fēng)機為例加以說明。自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵、循環(huán)水管道及管道附件是電廠循環(huán)水系統(tǒng)的重要組成部分，在電廠初步設(shè)計中研究系統(tǒng)方案確定最優(yōu)化系統(tǒng)配置，對于降低工程建立造價具有積極意義。循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計中最核心部分就是自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵的合理選擇配置，在循環(huán)水系統(tǒng)建立中它們的投資費用最多、施工最復(fù)雜，對電廠總投資影響最大。直接影響電力工程建立的單位造價與電廠投資回收年限。供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計是系統(tǒng)方案選擇的根底，其中對方案設(shè)計影響最大的是循環(huán)水泵電動機的年費用。在保證汽輪機運行平安滿負荷發(fā)電的前提下，如何降低電動機的年費用，值得每一位工程設(shè)計人員考慮