水泵节能范文
时间：2023-03-17 21:41:58
导语：如何才能写好一篇水泵节能，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号： U464.138+.1 文献标识码： A 文章编号：
我国由于能源不足已经严重影响国民经济发展，能源形势非常严峻。因此，在加速开发新能源的同时，研究并推广各种节能措施，合理使用现有能源，已是当务之急。为了确保泵站工程的可靠、安全、经济运行，并尽可能减少能源消耗，降低水费成本，更好发挥泵站经济效益、社会效益和生态环境效益，搞好泵站节能是关键。
合理选用水泵
排水泵站在水质上的特殊性，决定大多选用专用的立式污水泵，轴流泵和潜水排污泵。水泵选型时除了要满足排水在扬程和流量上的要求外，必须考虑效率向题，应使所选水泵长期运行中平均工作效率最高。使所选水泵在平均扬程或设计扬程下运行时，其效率尽量接近最高效率。即使水泵在可能出现的最低、最高扬程时效率较低，但由于它们出现的机率很小，所以对能耗的影响也不大。在实际选泵的过程中，选出的泵所能提供的流量和扬程无需与管路所要求的流量，和扬程完全相符。选泵同时，一定要使泵的汽蚀性能满足使用要求，具体地说，就是正确确定泵的几何安装高度。如果几何安装高度不合适，由于汽蚀的原因，会限制流量的增加，从而导致性能达不到设计要求。有的安装人员对泵的理论性能不甚了解，不会也从不去计算泵的允许安装高度，只按照过去的经验去确定泵的安装高度；还有的安装人员认为泵的扬程越大，安装高度就越高；或者由于对吸入管路系统阻力损失估计不足，介质的温度波动估计不足，吸入池液面水位变化估计不足等原因，使得泵处于潜在汽蚀状态下运行，造成泵的损坏较快，或者发生汽蚀，不能工作。因此，积极开展泵的可靠性研究，进行可靠性设计、可靠性试验和可靠性管理，以提高泵的可靠度和平均寿命，是泵本身节能的重要组成部分。
提高水泵效率
保证安全质量。当安装精度不符合要求时，不仅振动加剧，磨损加速，也会使水泵效率降低。另外，应有正确的安装高程。如果水泵安装太高，水泵肢发生气蚀，不仅使机组振动和噪音加剧，而且，还会使效率大幅度下降，甚至抽不上水。
提高加工精度。粗糙的过流壁面会使水力损失增加，效率降低。有关试验表明：铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆的效率高2％ ～4％ 。叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2％ 一4％。对叶轮片打磨后，水泵效率可提高5％ ～6％ 。这种费工少、收效大的工作值得提倡。
减少水泵泵内损失
水力损失是水流通过水泵时相互的撞击及和过流壁面的摩擦所产生的。当工作点偏离泵设计点后，水力损失会大幅度增加。尤其是旧泵，加工制造表面粗糙，有的表面夹杂气孔，出厂时未进行铸造缺陷处理和修补。转轮流道铸造质量存在光滑度差，进口头部的流线形不合理，造成进口流态紊乱，增大叶片进口冲击，使水力损失加大。另外个别在处理动平衡配重中，对流道表面造成缺陷如在圆盘部分打孔或加重，增加水泵圆盘水力损失。液体介质，不可避免在表面形成腐蚀面，腐蚀面产生粗糙度很大的金属化合物或磨蚀坑面，在流道表面形成以上疏松又极为粗糙的覆盖层，使流道表面粗糙率加大。如果含有泥沙等固体颗粒介质，则表面粗糙率和缺陷更会逐渐严重。水泵大部分时间应在高效区内运行。对于因汽蚀或泥砂的磨损使叶片或泵壳出现的蜂窝、麻面应及时修补或更换。另外对长期停用的水泵在使用前应对泵壳内壁和叶片上的积垢进行清理。叶片和过流部件还可涂环氧树脂，以减少水力损失，并可提高叶轮及过流壁面的抗汽蚀能力。铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆时的效率可提高2％ ～4％。叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2％ 4％。对叶轮叶片打磨后水泵效率可提高5％ ～6％。这种费工少、收效大的工作是值得提倡的。对水泵流道、叶轮等过流面内涂超滑金属材料后，机组的综合效率比内涂前提高了，达到了节能效果。而且该材料还可以在一定程度上防腐蚀、抗气蚀，值得推广。
容积损失包括密封环处的间隙轴流泵为叶轮外缘与泵壳衬里之间的缝隙、填料函中水封环处的间隙及用于轴向力的平衡孔等。当间隙两侧的压力不同时，水就会从高压区流向低压区。这部分水虽经过叶轮，但并没有被利用。因此要严格控制密封环的间隙，对磨损严重的密封环要及时更换并控制填料函中填料的压紧程度。以减少容积损失，提高容积效率。
3、减少填料损失，填料压盖压得过紧，使得填料与轴承的摩擦力加大，从而增大填料损失，甚至烧毁填料，同时造成水泵阻力加大，起动困难。如填料压的太松，又使得漏水量加大，增加了容积损失。根据运行情况，随时调整填料压盖的松紧度，填料密封滴水宜每分钟30～60滴，及时更换已损坏的填料，保证填料密封的良好工作状态，减少填料函内的功率损失。
运用水泵工况点调节，挖掘现有水泵节能潜力
车削调节
用车床将叶轮的外径车小，达到改变水泵性能曲线和扩大使用范围的目的，水泵额定扬程与排水泵站中水泵的实际扬程往往不一致，水泵叶轮切削是解决水泵类型、品种规格的有限性与排水泵站对象要求的多样性之间的矛盾的一种选择方法。它使水泵应用范围扩大，通过切削叶轮来调整水泵的工作特性，使它工作在高效区。泵车削叶轮前后的流量、扬程、轴功率与车削前后的叶轮直径、直径平方，直径三次方成正比。车削叶轮是一种简便、经济的节能措施。叶轮车削后水泵的效率会降低，其降低值与比转数的大小有关。该方法适用于比转数小于且额定扬程过高，经常处于效区运行的水泵。
转数调节
改变水泵的转速，可以使水泵的性能曲线发生变化，达到调节水泵工作点的目的。这种调节方法节能效果显著，是一种理想的调节方式。改变水泵转速的方法有采用可调速的电机及传动机构。水泵的转速不仅可以降低，而且可以提高，以扩大泵的使用范围。转速不能降得太低，否则不但使泵的效率降低，甚至抽不上水来。一般转速只能降到额定转速的30％ ～50％。转速也不能任意提高。因为提高转速不仅可能引起电机超载，同时增加水泵零件的应力，甚至损坏零件。因此实际工程中提高转速以不超过额定转数的10％ ～20％为限。
变角调节
对于有活动式叶片及调节机构的轴流泵，通过改变水泵叶片的安装角来改变水泵的性能曲线，以进行工况调节。可调叶片的水泵，可根据外界条件和用户的要求，调节叶片的安装角，改变水泵的工作点，使水泵在最优工况下运行。通过变角调节，使水泵和电机都保持高效率运行。
总结
水泵节能是一个系统工程，它不仅要求制造厂生产更多的高效产品，更需要我们使用人员运用良好的专业知识、运行人员的正确操作，才能把水泵节能工作进行到底，加强排水泵站的科学管理，是不花钱、少花钱、见效快的重要措施。
参考文献
[1] 许高智，姚卫东。 给水厂的节能措施[J]. 可再生能源. 2008(04)
[2] 陈红春。 住宅能耗现状及节能措施[J]. 南方建筑. 2006(02)
[3] 王智为。 水厂水泵运行的节能问题探讨[J]. 科技资讯. 2007(01)
篇2
【关键词】变频节能；水泵变频；控制设备；发展研究
0 引言
水泵是输送液体或使液体增压的机械，被广泛应用于生产生活的各个领域，包括城市供水、污水系统、土木建筑、农田水利、石油化工、矿山冶金、轻工业等，在国民经济生产与人民生活中起着极为重要的作用。水泵的性能参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等，不同的应用场所对水泵的要求不同。同时，由于液体输送或液体增压需求呈现出一定的随机性，在传统应用中往往取最大液体输送量或最大液体增加量来选择水泵，造成水泵长期存在较大余量，不仅使得水泵效率低下且造成大量能源浪费。水泵变频节能控制设备即是均匀改变水泵工作频率，根据实际需求调节水泵能力以降低能源消耗的一类设备。
1 水泵变频节能控制设备发展现状
1.1 早期水泵变频节能控制设备
在早期，水泵变频节能控制设备主要采用交变频技术，应用交变频节能控制设备，水泵主电路开关器一直处于自然断开状态不存在换流问题，因此通常采用晶闸管来实现变频节能功能。目前，交变频节能控制设备的技术较为成熟，在国内还在很多领域广泛应用。采用这类技术，水泵变频节能控制设备需要大量晶闸管，系统结构复杂、维护较为困难，同时这类系统采用移相控制，功率因数较低，往往还需要进行无功补偿和加设滤波装置，性价比不高，正渐渐退出实践应用领域。
1.2 中压变频节能控制
中压变频节能控制设备也是较早出现的一种控制技术，这种技术采用交―直―交变频模式，虽然实质上还是一种低压变频技术，但在电网和水泵两端则是高压，仅只在中间环节采用低压的方式，不过这种方式依然存在结构复杂、电流大、可靠性差的问题，不过技术较为成熟，在一定程度上替代了早期的交变频节能控制设备，还在被广泛使用。近年来，随着直接中压变频技术的发展，消除了传统交直中压变频节能技术的低压环节，成为当前变频节能控制设备发展的主流，正逐步取代传统变频节能控制设备。
1.3 逆变器控制技术
在早期水泵变频节能控制设备中，多采用MOSET、GTR、GTO等自关断元件作为逆变器元件，其中以GTR应用较为普遍。不过，GTR在成本、输出谐波、变频节能策略等方面，越来越不能适应水泵变频节能的需要，一种新型晶体管――IGBT被研发出来并迅速推广，IGBT全称为绝缘栅双极晶体管，是电压型双极复合元器件，具有MOSET和GRT的优点，在变频损耗、变频速度、输入阻抗、电流容量、稳定性方面都具有极高的水平，是一种低想的变频节能控制元器件，能广泛应用于大、中、小功率范围的变频器之中，正迅速取代传统变频节能控制设备，成为变频节能控制设备应用的主流。
2 水泵变频节能控制设备发展方向
2.1 模块化
模块化是未来水泵变频节能控制设备发展的主要方向。目前水泵变频节能控制设备模块化水平还远远不足，仅有一些企业推出了模块化变频节能控制器，而且模块化程度还不高。变频节能控制设备模块化，有利于降低变频节能控制设备生产成本，提高产品适应能力，提高产品的功能拓展能力。当前，水泵变频节能控制设备已经有了模块化发展的趋势，并有了相应的研究成果，在未来还将不断提升水泵变频节能控制设备的模块化水平，构建起主控模块、扩展模块、功率模块等为一体的变频节能控制设备模块化体系，根据用户需求灵活的选择主控模块、功能模块、扩展模块进行组合，并且满足用户在生产过程中需求发生变化时的适应能力，这既能有效降低水泵变频节能设备的生产成本，也能有效降低期使用成本。
2.2 集成化
目前，水泵变频节能控制设备容量越来越大，体积越来越小，性能越来越高，尤其随着微电子技术与半导体技术的发展，变频节能控制设备正向多功能化、集成化方向发展，不断突破传统变频节能控制设备的领域。尤其是AISC的应用技术和应用水平的不断提升，变频节能控制设备的控制算法更为先进，能进行更多的性能扩充。此外，在实践应用中，用户的需求也在不断变化，这也将推动变频节能控制设备集成化发展，与信息技术、通讯技术、微电子技术等紧密结合，发展出功能更为丰富的变频节能控制设备。如西门子公司在近年就提出了全集成自动化平台概念，将通讯、设计、数据管理集成为一体，在变频节能控制设备中集成变频器、伺服装置、控制器、通讯装置，并嵌入全集成自动化系统模式构建起驱动系统、通讯系统、数据管理系统为一体，内置多种应用软件的集成化变频节能控制设备。
2.3 智能化
当前，变频节能控制设备已经有了智能化的倾向，出现了可利用PC机完成频率设定、参数设定、状态给定、在线监测、远程诊断的变频节能控制设备。不过整体来说，当前变频控制设备智能化水平还有所不足，需要大量人工干预。在工业自动化发展的需求下，客户对变频节能控制设备智能化程度的要求将不断提高，这必将推动计算机技术与变频节能控制设备的深度结合，促进变频节能控制的智能化控制和智能化保护。如根据调制策略智能输出电压、根据编码实现不同传动调速需求、根据自我诊断保护方案完成相关检测保护动作等等，这几个方面都将成为变频节能控制设备智能化发展的主要内容。
3 结束语
水泵变频节能控制设备对降低能源消耗，提高生产效能有着极为重要的意义，能带来巨大的经济效益与社会效益。当前，水泵变频节能控制设备已经有了较为成熟的发展，但还有很多不足的地方，不能满足用户全方位的需求。在未来，水泵变频节能控制设备将不断向模块化、集成化、智能化方向发展，以获得更高的应用价值。
【参考文献】
篇3
目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。
全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。
风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。
采用安邦信变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理：
图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果风量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。
同理，水泵的节能原理由下图说明：
许多用泵场合都需在维持恒压的情况下改变给水量（流量Q）从左图可知：当流量Q1降至Q2若不改变水泵转速,扬程将升至B工作点，其功率可用H2*Q2来计算，对应面积BH20Q2。原A工作点功率Q1*HT图上面积AHTOQ1，两者所耗功率变化不大，如果我们降低转速至（2）即可节能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），图DBH2HT的面积即是节能值。再如流量变至Q3若仍以额定转速运行，所需功率Q3*H1，浪费能量为FCH1HT.
与风机节能原理相同水泵电机输出功率正比于转速三次方关系，用变频器进行调速，流量下降，可保持恒压HT若转速下降至额定转速的80%，轴功率下降至额定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使扬程恒定,可使转速下降到额定转速的70%,此时轴功率是额定值的34.3%,节能达65.7%,经济效益十分明显。
下面举例说明安邦信变频器应用在锅炉采暖系统上的节能效果。
10T蒸汽锅炉所用电机容量如下：
引风机：55KW鼓风机：18.5KW
炉排：1.5KW给水泵：11KW(一用一备)
本变频控制柜可保证在供热锅炉正常工作的基础上,同时达到节电、节煤以及环保的目的。
电机总容量=55+18.5+1.5+11=86KW
本锅炉视为即供暖和供空调及24小时供热水的条件下每天工作24小时、每月30天，本变频控制柜在起炉高额区和恒温运行区的综合节电率约在35%左右，由此：一、每月节电总量=86KW×35%×24×30=21672度
按每度电以0.75元计算，则：
10T炉的节电资金：0.75×21672度=16,254元/每月
二、每月用煤量约为750吨，按5%节能率计算：
1、每月节煤量：750T×5%=37.5吨
现按每吨煤280元计算
2、每月节煤资金：280元×37.5吨=10,500元
每月节电节煤总额：16,254+10,500=26,754元
安装10T锅炉的鼓、引风、给水、炉排变频设备和安装监测仪表所需投入220,000元，
收回投资时间：220,000元÷26,754=8.22月。
交流变频调速是交流电动机调速方法中最理想的方案，采用变频器对风机、水泵类机械进行调速来调节风量、流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有重要意义。但是，过去由于各种原因，如变频器的价格、质量、容量等因素的约束，没有得到广泛应用。近年来随着IC产业的迅猛发展，变频器的价格大幅下降，可靠性增强，容量增大（已达到400KW），变频器的使用已成倍增长。
目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。
全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。
风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。
采用安邦信变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理：
图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果风量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。
同理，水泵的节能原理由下图说明：
许多用泵场合都需在维持恒压的情况下改变给水量（流量Q）从左图可知：当流量Q1降至Q2若不改变水泵转速,扬程将升至B工作点，其功率可用H2*Q2来计算，对应面积BH20Q2。原A工作点功率Q1*HT图上面积AHTOQ1，两者所耗功率变化不大，如果我们降低转速至（2）即可节能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），图DBH2HT的面积即是节能值。再如流量变至Q3若仍以额定转速运行，所需功率Q3*H1，浪费能量为FCH1HT.
与风机节能原理相同水泵电机输出功率正比于转速三次方关系，用变频器进行调速，流量下降，可保持恒压HT若转速下降至额定转速的80%，轴功率下降至额定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使扬程恒定,可使转速下降到额定转速的70%,此时轴功率是额定值的34.3%,节能达65.7%,经济效益十分明显。
下面举例说明安邦信变频器应用在锅炉采暖系统上的节能效果。
10T蒸汽锅炉所用电机容量如下：
引风机：55KW鼓风机：18.5KW
炉排：1.5KW给水泵：11KW(一用一备)
本变频控制柜可保证在供热锅炉正常工作的基础上,同时达到节电、节煤以及环保的目的。
电机总容量=55+18.5+1.5+11=86KW
本锅炉视为即供暖和供空调及24小时供热水的条件下每天工作24小时、每月30天，本变频控制柜在起炉高额区和恒温运行区的综合节电率约在35%左右，由此：一、每月节电总量=86KW×35%×24×30=21672度
按每度电以0.75元计算，则：
10T炉的节电资金：0.75×21672度=16,254元/每月
二、每月用煤量约为750吨，按5%节能率计算：
1、每月节煤量：750T×5%=37.5吨
现按每吨煤280元计算
2、每月节煤资金：280元×37.5吨=10,500元
每月节电节煤总额：16,254+10,500=26,754元
篇4
关键词：变频器；暖通循环水泵；节能控制
前言
当前我们正面临着能源问题和环境问题的困扰，所以当前如何减少能源浪费和保护环境已经成为了全社会非常重视的一个问题。在现代的建筑之中，暖通工程往往都是必不可少的，暖通循环系统的应用大大地改善了人们的生活质量，但是另一方面在暖通循环系统之中，水泵往往发挥着非常重要的作用，但是水泵也是较容易产生能耗的一个设备，因此在暖通循环水泵上应用相应的技术进行节能控制，既可以降低水泵的能耗，同时又能够提高水泵的效率，使得整个暖通循环系统能够更加的节能高效。而将变频器应用于暖通循环水泵之中，往往能够起到较好的节能控制效果，所以对于变频器在暖通循环水泵上的节能控制进行研究有着非常重要的意义。
1 变频器技术概述
1.1 变频器的概念
所谓变频器，实质上是一种电力控制设备，它通过对变频技术和微电子技术的应用来对电机工作电源频率方式加以改变，然后实现对交流电动机的控制。变频器可以对工频电源进行相应的转换，然后形成另外一种频率。变频器的主要电路也可以被划分为两大类，第一类是电流型，第二类是电压型。所谓电流型，指的是能够对于电流源进行交流和直流变化的变频器；而电压型则是对于电压源进行交流和直流转换的变频器。
1.2 变频器的基本构成
变频器实质上也是一种电力电子装置，但是通过对变频器节能技术的应用能够将固定频率、电压的交流电进行适当的调整，使其转换为频率和电压都可供调节的交流电，构成变频器的电路实际上是非常复杂的，在其内部，主要是由主电路单元、驱动控制单元、中央处理单元、保护与报警单元和监视与参数设定单元所构成的。其中主电路单元主要是把电网电压接入变频器，该单元主要是由逆变器和整流器所构成的；驱动控制单元的主要作用就是用于产生相应的驱动逆变器开关信号，而且驱动控制单元是受中央处理单元控制的；中央处理单元则是对变频器的各种外部信号进行处理，同时对内部信号进行检测，它是整个变频器的控制核心，对变频器的控制主要就是依赖于中央处理单元；而保护与报警单元的主要功能就是对变频器的故障进行检测和报警；监视与参数设定单元主要是对变频器的工作状态进行监视，同时对变频器的各项参数进行设定。
1.3 变频器的控制方式研究
变频器的种类有很多，所以相应的控制方式也是多种多样的，因此依据变频器的工作原理，大致可以将其分为以下几种控制方式：第一是V/f控制方式。它是一种简单的开环控制方式，而且使用该方法来对于变频器进行控制，造价往往也非常的高，一般m用于控制精度要求较低的调速系统，比如说水泵和风机等；第二种是转差频率控制方式。这一种方式是在V/f控制的基础之上发展而来的，但是转差频率控制方式是通过电路和速度传感器给定转速以及实际转速的速度偏差信号，然后再利用控制器对于基准速度偏差值加以计算，最后得出基准同步转速值，然后再计算出电压控制信号以及逆变器的频率；第三是矢量控制方式。这种变频器控制方式属于高精度的控制方式，矢量控制方式把一部电动机的定子电流进行了分解，将其分解为两个部分，一个分量为转矩电流分量，另一个分量为励磁电流分量，通过对于二者的控制来实现对于变频器的控制。
2 变频器在暖通循环水泵的节能控制原理
2.1 降低电机的转速
通过变频器可以对于暖通循环系统中的水泵电机的频率加以调节，而在调节其频率之后，电机的转速往往也就会发生相应的改变，而当电机的转速发生变化之后，电机轴的功率也就会发生相应的改变，电机的转速降低之后，电机轴的功率会有所提升，所以通过降低电机的转速，能够取得较好的节能效果。
2.2 动态调整节能
将变频器应用于暖通循环水泵上，能够使得水泵迅速地对于负载变动加以适应，在其适应了负载的变动之后，能够及时地给出最大效率的电压，从而使得电机始终保持在高效率的运行状态，而电机的输出效率一旦得到了提高，往往就能够节约更多的能源，所以变频器通过动态的调整，也能够起到较好的节能效果。
2.3 通过变频器自身控制方式节能
对于采用V/f控制方式的变频器而言，在保证了电机输出力矩的前提之下，变频器能够自动对于V/f曲线进行调节，适当地减少电机的输入力矩，在输入力矩得以减少之后，就能够使得输入电流也相应的减少，这样就能够起到较好的节能的效果。
2.4 变频器软启动节能
在暖通系统之中，如果电机是全压启动，那么为了满足电机启动力矩的需求，其往往就需要从电网吸收更多的电流，而这一电流值往往会达到电机额定电流的5～7倍，所以就使得电机的启动电流非常大，这样不仅仅造成了能源的浪费，而且由于在启动瞬间，电网的电压波动会很大，所以就增加了线损。但是变频器所采用的变频启动的方式，在启动的过程中，启动电流会从0A上升到电机的额定电流，这样就避免了启动电流过大，同时也减少了对于电网的冲击，进而减少了线损，所以变频器的软启动功能也能够起到较好的节能效果。
2.5 提高功率因数
因为在暖通系统中，循环水泵的电动机是由定子绕组和转子绕组在电磁作用下产生力矩的，但是无论是对于定子绕组和转子绕组而言，都是具有感抗作用的，所以就会使得电网面临感性阻抗，这样电机在运行的过程中，就会吸收大量的无功功率，使得电机的功率因数很低。但是在应用变频器之后，在变频器进行整流滤波之后，电机的负载特性就会发生相应的改变，变频器对于电网的阻抗特性是呈现出阻性的特征，所以就会大大提高功率因数，进而有效地减少了无功损耗，从而达到节能的效果。
3 变频器在暖通循环水泵上的节能控制应用
3.1 调节水泵转速
对于传统的暖通循环水泵而言，其往往都是通过阀门或者挡板来对于流量进行控制，当其在额定电压下工作时，其电动机的功率为额定功率，但是在很多时候，在暖通系统中，并不需要使用到很大的液体流量，这时即使通过阀门或者是挡板对于流量进行控制，仍然不能够使得水泵的转速得以降低，从而造成了能源的浪费。对于交流异步电机电动机而言，其转速可以通过式（1）斫行计算，而对于该电动机如果通过变频器来进行控制，就可以使得水泵的转速得以降低，变频器控制电动机转速的原理如式（2）所示。这样当电动机在较低的电压下工作时，实际功率就会比额定功率要小得多，从而起到节能的效果。所以利用变频器来对于水泵的转速加以调整，节能效果是较为显著的。而且就整个暖通系统而言，水泵是消耗能源最多的一个部分，如果能够将节能技术应用到水泵之中，那么起到的节能效果将是十分显著的。
3.2 在水泵并联系统中的应用
在许多暖通系统中，往往都会将多台循环水泵并联进行使用，使得水泵构成一个泵系统，所以此时可以对于多台水泵进行变频调节，从而对于流量进行有效的控制，达到节能的目的。但是由于变频器的成本较高，如果水泵系统中的每一台水泵都是用一个独立的变频器，往往并不是十分的经济，所以此时可以把并联系统中的一台水泵改为变频调节泵，而其它的水泵保持不变，这样也能够达到节能的目的。因为在并联系统之中，当其开始工作时，首先将变频调速泵进行启动，然后让水泵的流量从零开始逐渐地增加，直到达到额定流量，当额定流量超过了变频泵的最大流量之后，就启动非变频泵，这时变频调速泵在得到了系统的信号反馈之后就会减小自身的转速，从而使得泵系统的输出总流量降低到额定要求。如果启动一台非变频泵不能够满足流量的要求，那么就可以启动第二台非变频泵，同理，如果两台非变频泵也不能够满足要求，则可以启动第三台。而且依据系统对于流量的不同需求，也可以选择不同额定流量的水泵进行搭配，从而起到最好的节能效果。
4 结束语
将变频器应用在暖通循环水泵之中，能够起到较好的节能控制效果，而且无论水泵的型号如何，通过变频器处理，都能够取得较好的节能效果，对于水泵运行的成本进行有效的控制。当前变频器在更多的领域之中得到了广泛的应用，不仅仅局限于循环水泵，在其它领域之中对于变频器加以应用，也能够起到较好的节能效果。
参考文献
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[3]李红帅，高小涛.变频器在水泵供水系统中的应用[J].河南科技，2014（18）：106-107.
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[关 键 词]热电厂 汽动给水泵 节能
Abstract: The deaerator heating steam local cogeneration power plant in general is low pressure steam parameters of low, most need to turbine extraction (row) steam decompression can be used, the throttle loss here a lot, and steam feed pump is an effective measure to take advantage of this part of the loss of pressure difference. It is less investment, quick effect, energy saving and remarkable economic benefit.
Key words: thermal power plant; steam feed pump; energy saving
中图分类号：[TM622]文献标识码：A文章编号：
引言
在一般地方热电厂的设计过程中，除氧器的用汽参数均较低，多数是将在汽轮机中做过功的排汽通过减压的方式直接引入除氧器做为加热汽源。这部分蒸汽在减压过程中势必存在大量的节流损失，而如何有效地减少和利用这部分蒸汽差压，提高热电厂运行经济性，一直是设计人员和电厂工程师们深思的一个问题。
本文重点介绍合肥天源热电有限公司采用汽动给水泵工程实例，分析其可行性和经济性,以及汽动给水泵的应用情况。
工业汽轮机的适用条件分析
近年国内许多公司相继开发、推出热功联产汽轮机（小工业汽轮机），用它作为动力装置拖动锅炉给水泵运行。
工业汽轮机和电动机作为给水泵的两种拖动原动机，如果不考虑适用条件，仅仅直接从动力源——蒸汽和电能的成本直接比较，工业汽轮机的运行成本是电动机的3～5倍。但如果工厂满足下述三个前提条件，则工业汽轮机的经济性就会体现得非常强：
① 必须有消耗低品味蒸汽的加热器，如除氧器等；
② 热电厂中没有此低品味的工业抽汽或背压排汽；
③ 工业汽轮机的排汽必须能被除氧器全部消耗完。
因为加热除氧器内给水必须要使用蒸汽，而热电厂中没有此级别专供汽源，此时若没有工业汽轮机，除氧器需用的0.2MPa低品味汽源就要从0.98MPa（各厂供汽压力不一）的供热蒸汽母管减压至0.2MPa再供除氧器使用，0.78MPa的压差白白消耗在了减压阀上。而工业汽轮机恰恰梯级利用了此部分能量，0.98MPa的蒸汽进入工业汽轮机，背压0.2MPa排汽入除氧器，用于加热锅炉给水，工业汽轮机做功拖动锅炉给水泵转动，节省了原用于拖动给水泵所消耗的电能。
这样就可以有效利用除氧器加热汽源的压差，在几乎不增加（少量）汽耗的情况下将泵送同样给水量的电耗节省下来，使厂用电量大大降低，从而达到节能的目的。
汽动泵与电动泵运行经济性比较
前面我们提到汽动泵运行经济性，下面根据合肥天源有限公司的汽动泵运行情况（单台给水泵），与除氧器减压阀供汽方式下电动给水泵运行经济性做简要分析比较，以供参考。
经济性比较
电动给水泵运行
6#电动泵运行期间，在接带65t/h给水量时运行电流330 A，除氧器每小时需要减压用汽3吨。6#电动泵为功率220KW的低压电机，功率因素取0.85，电价取上网电价0.428元/千瓦时，蒸汽成本取140元/吨。
每小时耗电量 330×0.38×0.85×1.732＝184.6 kw.h
每小时耗电成本0.428×184.6＝79元
每小时耗用蒸汽成本140×3＝420元
加热、输送1吨给水耗成本（420＋79）/65＝7.677 元/t
按全年总给水600000吨计算，年运行成本 7.677×600000＝4606290元
汽动给水泵运行
1#汽动泵运行，期间接带82t/h给水量，汽动泵每小时耗用外供蒸汽3.9吨，蒸汽压力0.75Mpa,蒸汽温度244℃，供热蒸汽成本取140元/吨。
每小时运行成本140×3.9＝546元
加热、输送1吨给水耗成本 546/82＝6.659元/t
按全年总给水600000吨计算，年运行成本6.659×600000＝3995122元
经济性比较
根据前面分别测算的两种工况对比，可以明显看出，汽动给水泵代替电动给水泵运行经济效益非常可观，按照年输送600000吨总给水量的保守估算，根据下表可以看出汽动泵运行年节约成本可观。
汽动泵运行比电动泵运行年节约成本在611168元。
我公司单台B0.22—0.98/0.2热功联产工业汽轮机采购需要36万元，建设单台汽动给水泵配套管道及阀门费用约8万元左右，投资一台汽动给水泵（较之电动给水泵）的静态回收期约为:
（36 + 8）/ 61.1168 × 12 = 8.64 月
投产8个多月左右节约的运行成本即可收回全部投资，往后每年可为企业降低成本60多万元，经济效益十分显著。
典型工况下的汽动泵运行经济性分析
下面结合我公司一段时期的汽动泵运行经验总结，对一些典型的运行工况分析情况做简要说明，请各位领导指正。
大家知道我们选用汽动泵的根本目的在于：有效利用除氧用汽的减压节流损失，降低运行厂用电成本。
但我公司目前运行的2#抽凝机组本身设计有一路二级非调整抽汽直接供除氧器用汽，流通过程中基本不存在节流损失。因此在都是蒸汽作功后排汽直接进入除氧器的情况下，就需要测算同样蒸汽量的基础上，是经过二抽发电进除氧器经济还是经过汽动泵作功省电更合算了。
因为实际运行中两种运行方式的经济性相差微乎其微，所以我们就以两种方式额定工况下的理论参数计算来比较。
汽动泵额定工况下运行
耗用蒸汽量4.6 t/h，节省厂用电220 kw
二抽抽汽供除氧器
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【关键词】厂水泵；能源消耗；节能
1.积极实施泵站控制技术
对泵站的参数（例如流量、压力或液位）进行控制，一是为了满足生产的工艺要求，二是可以尽量减少能量的浪费。目前人们经常使用的方法有：一是使用调速装置调节水泵的转速；二是通过大小泵搭配；三是阀门控制；四是调节水泵叶片角度的调节方式；五是通过回流或泻放的调节方式。
从多年的实践中体会到，虽然各种方式都可以实现满足工艺条件下的调节和控制，但是不同的控制方式或是同一种控制方式下不同的控制策略都可能会带来不同的耗电效果，这里有一个耗电最低（优化）的运行方法和方式。为了得到这个最佳的结果，就必须对泵站的电耗因素进行定量研究，之所以提到定量而不是定性，是因为只有定量才可能对节能改造的经济性和实现性作出判别，这就是泵站量化节能技术的本质所在。
在传统的净水厂设计中，进行送水泵选型时，首先考虑水泵应满足最不利工况点的要求，即以供水管网的最高日最高时用水量和压力来计算水泵的设计流量和设计扬程。根据此法选型的水泵虽满足了最不利工况点的要求，却忽略了对能耗的考虑。改变水泵的工况点，通常可通过两条途径来实现：一是调速运行，即通过改变水泵的转速，来改变水泵的运行曲线，使水泵的出水压力与管网实际所需一致，从而达到节能的目的。
2.改造原有水泵的技术指标
我国的水厂长期以来，采用了各种类型的水泵。在不完全以新代旧的前提下，对现有设备进行技术改造势在必行。根据工作情况的变化合理地选用新型叶轮，是改善泵组运行提高效率的一个重要途径。为此，根据实际运行的需要，合理选用新型叶轮。叶轮切削改造技术是水泵节能改造技术中最简便可行、最有效的一种方法，在水厂的改造中得以广泛应用。在水厂的改造中，无论是水泵选型，还是实施叶轮切削改造，均应根据供水管网的实际所需，以管网用水的平均流量、平均压力作为水泵的设计流量和设计扬程进行选泵或叶轮切削计算，同时兼顾大流量和小流量两个工况点均处于水泵的高效区间内。通过改造，水泵实际运行效率将大大提高，可大大降低能耗，不失为供水企业节能增效的重要举措。
水泵控制阀是水厂一、二级泵房运行机组的重要组成部件，是安装在水泵出口处一种水锤防护装置，它的主要作用是在停泵时防止水倒流和机组高速倒转，避免可能由此造成水泵运行机组的损坏。目前许多水厂，特别是一些中、小型老水厂普遍采用手动控制阀，止回阀，电磁闸阀或电动液压蝶阀来控制和解决水泵机组停机时的水锤问题，但实践证明，这种种方法对于水泵的安全运行还存在着诸多的不足，如手动控制阀就不能有效地控制因突然停电，控制阀不能及时关闭造成外管路介质对水泵机组的水锤冲击；电磁、电动液压控制的装置，由于电控部分电器元件配置复杂，且容易受到温度、湿度、频频动作等影响，出现故障的机率不可避免就会增多，液压装置出现堵塞、泄漏现象亦在所难免，何况电动液压蝶阀中的主阀板更是在一定程度上影响着介质的输送。所以及时制造一种全过程自动操作的新型水力阀门，无需外接压力水便能够自动实现水泵控制阀的缓开和缓闭是一亟待解决的重要问题。
3.积极进行水泵的更新换代
在水厂设计中，进行水泵选型时，应对水泵的运行工况进行排列分析，从水厂的投产初期、中期至达到设计规模，以及不同季节的供水量要求，和每日的供水量曲线等，都应有较深入的了解，以此来指导选用水泵，才能达到既满足供水要求，又能节约能耗的目的。因此，推广高效节能水泵质量技术先进，不仅在节能措施上获得显著的节能效果，其低噪音和低振动技术使水泵运行时，不产生环境污染，节能水泵还装有优质机械密封，彻底根除了水泵轴向渗漏现象，有效地减少了水泵维修保养的工作时间，提高了设备使用寿命。
现在，我国已经开发了大量的水泵更新换代产品。目前一些水泵厂正在生产多种高效节能多用途水泵。由泵体、叶轮和泵轴组成，配合电机实施，泵体内设有自吸叶轮腔和离心叶轮腔两个叶轮腔，并通过泵盖隔开，腔内分别置有离心叶轮和自吸叶轮，自吸叶轮和离心叶轮装在同一泵轴上，进水管与离心叶轮腔相通。本发明具有自吸泵和离心泵的双重功能，只需在离心泵初次启动前，将泵内注满液体即可，省力、省时间、操作方便。在动力不变的情况下，其扬程、泵效、流量等技术性能相对已有单一泵都有很大提高，且耗能低、体积小。如博山水泵制造厂生产的DL 多级立式泵被国家经贸委评为国家级新产品，被机械部列为全国第十七批节能产品，深受国内外用户的好评。
4.改变厂水泵变频调速控制系统的基本设计
变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系：公式（1）：n=60 f（1-s）/p，公式（2）：P=T*n/9550，由上公式（1）和（2）可知，均匀改变电动机定子绕组的电源频率 f，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。
目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值，以达到调速目的。系统主要由四部分组成：（1）控制对象（2）变频调速器（3）压力测量变送器（PT）（4）调节器（PID）。系统的控制过程为：由压力测量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应的 4～20mA 标准电信号，送到调节器与工艺所需的控制指标进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号直接送到变频调速器，从而使变频器将输入为 380V/50Hz 的交流电变成输出为 0～380V/0～400Hz连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机。
5.自来水厂水泵变频调速应用的注意事项
水泵调速一般是减速问题。当采用变频调速时，原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生了较大的变化，另外如管路特性曲线、与调速泵并列运行的定速泵等因素，都会对调速的范围产生一定影响。超范围调速则难以实现节能的目的。因此，变频调速不可能无限制调速。一般认为，变频调速不宜低于额定转速 50%，最好处于 75%～100%，并应结合实际经计算确定。
5.1 水泵工艺特点对调速范围的影响
理论上，水泵调速高效区为通过工频高效区左右端点的两条相似工况抛物线的中间区域。实际上，当水泵转速过小时，泵的效率将急剧下降，受此影响，水泵调速高效区萎缩，若运行工况点已超出该区域，则不宜采用调速来节能了。
5.2 定速泵对调速范围的影响
实践中，供水系统往往是多台水泵并联供水。由于投资昂贵，不可能将所有水泵全部调速，所以一般采用调速泵、定速泵混合供水。在这样的系统中，应注意确保调速泵与定速泵都能在高效段运行，并实现系统最优。此时，定速泵就对与之并列运行的调速泵的调速范围产生了较大的影响。主要分以下两种情况：
5.2.1 同型号水泵一调一定并列运行时，虽然调度灵活，但由于无法兼顾调速泵与定速泵的高效工作段，因此，此种情况下调速运行的范围是很小的。
5.2.2不同型号水泵一调一定并列运行时，若能达到调速泵在额定转速时高效段右端点扬程与定速泵高效段左端点扬程相等。则可实现最大范围的调速运行。但此时调速泵与定速泵绝对不允许互换后并列运行。
6.结语
优化水泵的运行效果、提高效率、降低电耗，方法是多样的，不同的水厂可根据自身的特点选择合理的方法，或者创造有利的条件来达到优化目的。但节能工作的道路也是漫长的，需要我们不断地去摸索和总结。只要我们能够持之以恒，一定能把节能工作做好。
参考文献：
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篇7
关键词：2DH型注水泵 节能降耗 优化配置
一、注水泵简介
2DH型海上平台注水泵是海洋大型石油平台常用的一种单壳体节段式多级离心泵，设计在常温高压下运行，其结构包括定子部分、转子部分、轴承部分、平衡机构、轴端密封等，辅助设备有油、电伴热、联轴器、测量仪表等。埕岛中心三号平台注水系统配备5台大排量的2DH-9.02型注水泵，2台小排量的2DH-9.01型注水泵。
2DH-9型注水泵由沈阳沈鼓克莱德联合泵业有限公司生产，配用电机由佳木斯电机股份有限公司生产，其中型号为2DH-9.02型注水泵扬程1450m，额定排量350m3/h，电机功率2000kw，额定电压6000v；型号为2DH-9.01型注水泵扬程1450m，额定排量250m3/h，配用电机功率1600kw，额定电压6000v。
二、2DH-9型注水泵能耗分析
2DH-9型注水泵在埕岛中心三号平台注水系统投产运行两年以来，总体稳定，达到设计要求。由于注水泵机组装机功率较大，单台泵功率在1600kW以上，由此产生的运行电费支出也十分高昂。且在投产初期，注水变频器稳定性较差，无法达到使用要求，更造成电费支出攀升。根据数据记录，注水单耗平均为4.7kWh/m3，处于较高指数，在目前日注水量22800m3/天的情况下，注水泵电费开支达10.7万余元每天。
节流影响
造成节流损失的主要原因是由于注水泵的泵压超过注水干压很多，造成注水泵压头损失过多，能量浪费严重。在实际生产运行中，经常需要根据地层吸水情况合理调节注水量，注水泵在工频运行过程中，只能通过调节出口阀门来调节排量，但调节出口阀门势必会造成泵压的改变，进而影响注水干压，故注水泵需采用变频调速技术合理调节运行参数，在保证注水量的同时降低泵压。中心三号平台2DH-9型4#～7#注水泵共用一台变频器，1#～3#注水泵工频运行，故在运行过程中，工频运行的注水泵泵压相对较高，节流损耗也相对高。若注水变频器发生故障，注水泵全部采用工频运行方式，节流损耗会大幅增加，造成整个注水系统能耗上升。
三、2DH-9型注水泵优化配置
（一）设定目标
评价某套系统运行效果如何，是由其运行效率的高低决定的。在实际生产运行过程中，中心三号注水系统能耗主要由注水泵能耗构成，为明确注水系统优化配置的效果，引入注水单耗概念：即注水系统输出单位污水需消耗的能量，单位为kWh/m3。
（二）约束条件
中心三号平台注水系统与埕岛油田注水环网相通，在注水泵运行过程中需满足以下相应条件：
1、注水泵出口压力约束。
目前平台注水干压按要求不高于9.9MPa，同时不得低于7.5MPa，正常运行情况下注水干压在9.5MPa，调节注水泵出口压力时需保证注水干压在要求范围内。
2、泵排量约束。
根据注水泵性能特性，大排量注水泵工作排量范围在300m3―420m3，运行电流需小于200A；小排量注水泵工作排量范围在180m3―300m3，运行电流需小于160A。
3、注水量约束。根据注水管网系统的特点，注水系统的总注水量应等于注水井组的总注入量与管网流量p失之和。因此目前平台按要求日均注水量22800m3左右。
4、平台现有设备约束。
根据目前平台注水泵运转计划及排量要求，暂时运行3#注水泵（工频）+5#注水泵（工频）+6#注水泵（变频），通过记录运转数据完成后，倒运为3#注水泵（工频）+4#注水泵（变频）+6#注水泵（工频），再记录数据。对比分析2种不同运行模式下的注水单耗。
（三）调整方式及步骤
由于是3台泵同时运行，在调整参数以记录数据时，必须统一调整，当1台泵运行参数改变时，另2台泵必须配合调整以满足注水要求。
（四）数据分析
因注水泵用电量、注水单耗是设备各项运行参数互相影响的综合表现，所以，分析某一项参数与用电量的变化并不确切，需要对主要影响参数与用电量对比，各项参数与用电量的综合对比。
通过对2种不同运行模式的对比分析，我们可以得出以下结论：
（1）泵的运行电流由排量及干压决定，排量提高，电流升高；相同排量下，干压越高，电流越高。
（2）泵干压差影响单耗，单台注水泵的单耗随着泵干压差的降低而降低。
（3）注水系统整体单耗由3台泵整体运行参数决定，通过合理调整，提高工频运行注水泵排量，降低其泵干压差，减少压头损失，变频运行注水泵配合调整，能有效降低注水系统单耗。
（4）当大泵变频运行时，注水系统整体单耗能较小泵变频运行的模式降低0.02 kWh/m3，因为大泵变频运行时，在保证注水系统稳定的前提下，变频器频率能将至40.8Hz，变频运行的注水泵单耗也能降至3.43 kWh/m3。
四、结论
通过注水泵效率与电量探索实验，在平台日注水量22800m3情况下，运行3台2000kW注水泵（1台大泵工频+1台大泵变频+1台小泵工频），通过降低注水泵泵压与干压压差，减少注水泵泵头损失，提高2台工频运行注水泵的排量达到较大的有功功率，降低1台变频运行注水泵的负荷，最终使综合注水单耗下降0.12kWh/m3，注水泵日用电电量减少2736 kWh，预计全年电量将减少99.86×104kWh。通过对注水泵运行模式、调整参数的探索，优化了注水系统运行、达到了提高泵效、降低能耗的作用。
参考文献
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篇8
【关键词】节能；水泵效率；运行调节；切削量；电能损耗
水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。下面，笔者就从这几个方面进行入手，提出降低水泵能耗的一些建议。
1.合理选用水泵
由于技术的进步和节能意识的增强，水泵机组的节能措施也得到了不断发展。特别是变频技术的发展，使得选择水泵机组的观念也有所改变。在选择水泵时应注意：（1）选择高效率的水泵、电动机；（2）水泵应大小搭配，合理组合；（3）采用变频调速泵，节约能量。
2.提高水泵的效率
提高水泵的效率，可以从减少以下方面入手。
2.1保证安装质量 在供水系统中，主要水泵机组经常是24h连续运转的，所以水泵很快就达到大修周期（5000h），拆卸安装相对频繁。当安装精度不符合要求时，不仅加剧振动，加速磨损，也会使水泵效率降低。另外，还应该有正确的安装高程。
2.2加强使用和维修管理 ①及时补充轴承内的油或脂，保证油位正常，并定期检测油质变化情况，换用新油，以减少轴承内的功率损失。②根据运行情况，随时调整填料压盖的松紧度，填料密封滴水宜30～60滴/min；及时更换已损坏填料，保证填料密封的良好工作状态，减少填料函内的功率损失。③在检修时，检查密封环的间隙宽度，超过标准值时应考虑更换，减少容积损失。
2.3提高加工精度 粗糙的过流壁面会使水力损失和机械损失增加，效率降低。有关试验表明：①铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆时的效率可提高2%～4%。②叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2%～4%。③对叶轮片打磨后水泵效率可提高5%～6%。这种费工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水务（集团）有限公司对水泵流道、叶轮等过流面内涂NSF超滑金属材料后，机组的综合效率比内涂前提高了4.3%，达到了节能效果。
3.水泵运行调节
水泵房一般按枯水位设计，二级泵站则按最高日最高时的流量和扬程选泵，可实际上水源水位偏离枯水位的幅度很大，而最高日最高时的流量在一年内并不多见，所以设计时选用的水泵并不能经常在高效范围内运行，必须进行控制，以求经济。
车削叶轮是一种简单又省钱的水泵节能措施，特别适宜泵站扬程变化小，但偏离水泵额定扬程甚远的离心泵。叶轮直径切削量的计算方法：
式中：
Q0、H0、D2-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、叶轮直径；
Qa、Ha、D2a-分别为水泵叶轮切削后的流量、扬程、叶轮直径。
叶轮的切削量与其比转数ns有关，ns越高则允许的切削量越小，最大切削量与ns的关系见表1。
切削量太大将使水泵的效率明显下降。低比转数离心泵切削后，应把叶片末端锉尖，可以使水泵的流量和效率略有增高。
水厂高、低峰供水期泵站扬程变化较大，可以准备几个大小不同的叶轮，随时更换，对节能是有帮助的。例如某水厂对1999～2001年的泵站报表进行统计分析，该泵站高峰供水时期扬程在0.56MPa左右，而低峰供水时期则为0.53MPa，对其1#、2#机组分析见表2。
高效点的扬程为0.62MPa，比高、低峰时期的水泵扬程都高，说明叶轮直径偏大了，应该考虑切削。按上述公式计算，在高峰供水时应使用
当泵站扬程变化幅度较大，而且多年平均的扬程与水泵额定扬程相差甚远，不宜采用切削叶轮的方法时，可以采用调节转速的节能方法或采用切削叶轮和调节转速相结合的节能方法。
最佳转速的计算方法：
式中：
Q0、H0、n0-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、转速；
Qa、Ha、na-分别为水泵最佳转速时的流量、扬程、最佳转速。
例如，某水厂取水泵站5台离心泵机组是按最高日最高时的流量和扬程选取的，设计扬程26m，而常年实际运行扬程只有18m，机组运行效率只有50%左右，叶轮气蚀严重，单位电耗大。后来，更换了5台机组的电机，将机组转速从700rPmin变为585rPmin后，机组平均效率提高到70%，避免了气蚀，达到了节能降耗的目的。
4.电动机的节能途径
减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。
（1）采用无功功率补偿，提高电动机功率因数，降低电耗量。对于功率因数低的电动机，应该采取措施进行补偿。并联电容器是一种经济的补偿方法。
例如，某小型加压站有2台机组，未改造前，电机实际功率因数为0.79，当机组启动时，启动压降较大，加上供电线路产生的压降，导致380V母线电压不稳定，影响其它电气设备的正常运转。后来，2台水泵电机都安装了电容补偿装置，电机功率因数提高到0.93，解决了上述问题，同时，降低了线路损耗，由变压器至电机这段线路上线损降低了2.75；由变压器供给电机的无功电流减少了，相当于提高了变压器的供电容量约30.8kW。
（2）改变励磁电流，调整同步电动机的功率因数。
（3）防止异步电动机的空转。例如，施耐德电气公司的Sepam系列电动机保护装置具有的相欠电流保护功能，就能有效防止异步电动机的空转。
（4）定期检修电动机，提高检修质量，提高自然功率因数。
5.结语
总之，水厂水泵机组的节能降耗关键是保证水泵在高效运行，减少无谓的浪费。对于水厂而言，应结合自身的实际情况，选择节能潜力大，节能效果好，投资回收快的水泵节能对策。毫无疑问，节能技术的进步，不仅意味着能源消耗大幅度降低，还将大大地提高企业的核心竞争力，对企业的可持续发展具有重大深远的意义。
参考文献
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【关键词】 水厂泵站节能
随着水厂的逐渐繁荣和发展,目前水厂泵站技术也正在完善,节能方面的技术也得到了提升,但从目前水厂泵站技术节能的现状来看,主要存在以下问题:(1)节能不明显:从当前水厂泵站的使用现状来看,在满足用户基本需求及供水压力的情况下,开并联泵组的时候,一般来说水泵节电的可能性很小,甚至不会节电。当只使用一台调速泵时,节电的可能性也很少或是不节电,因此总体上来看,水厂泵站运行过程中节能效果不明显。(2)无法保持最低单位的电耗值:当工况点、管网参数等情况发生变化后,在泵站系统满足基本工况的条件下,调速系统时常会出现运行不稳定的现象,从而造成了节能效果不能保持最低的单位电耗值。
1 泵站节能技术现状
在泵站系统的工艺参数、设备参数等确定的情况下,通过利用最小二乘法理论找出H-Q之间的函数关系,运用并联泵特性曲线拟合法,从中设计出一个最能减少能耗的运行方式和调速方式。优化泵组合方案不能够使得每台水泵都实现最优,是水泵优化组合的整体效果。从目前水厂泵站的技术现状来看,对泵站的参数进行控制,其目的在于满足基本的生产工艺要求和尽可能减少能量的浪费。就目前的应用现状来看,主要采用的方法是:(1)调节水泵的转速,主要通过调速装置来实现,从而满足基本的工艺生产要求;(2)通过大小泵的搭配,实现不同工况下对水泵的不同程度需求;(3)通过控制阀门来调整泵站的节能;(4)采用调节水泵叶一片角度的调整方式对水泵进行调节;(5)采用回流或泻放的方式对水泵进行条件。
就上述方法来看,虽然这些方法都可以实现在满足基本工作条件下对水泵耗能进行调节,但是不同的控制方式,所带来的控制效果也存在较大的差异,有的耗电多,有的耗电少,因此在要实现水泵最优的水泵节能现状,就需要对水厂泵站的电耗因素进行定量研究。
2 节能技术设计
2.1 工艺流程
泵站的工艺流程主要首先将水经过混合、沉淀以及过滤等工序处理后送入4个清水池,再由送水泵站送往市区不同的管网中去。水泵开停的台数需要根据清水池的水位、服务压力以及流量等参数进行优化组合,并且使用PLC的I/O接口及时传送给力控组态软件的实时数据库,从而能够实时对各个机泵的运行情况进行监督;排水泵的开停应该根据集水坑的具体水位来确定,真空泵的开停则需要根据真空吊水的具体情况来确定。在电气回路过程中,高低压开关柜倒闸需要由人工来进行操作,电量和仪表数据来记录自动传输,从而便于值班人员对整个水泵的运作情况进行监督和管理,值班人员可以从显示屏上及时地看到每台虚拟水泵的单位流量电耗值和其他参数。
2.2 控制流程
控制流程的设计来看,要实现水厂泵站的节能,则可以采用现场手动控制、半自动控制方式以及全自动控制方式,当运行机泵出现故障时,能够通过备用机泵的自动开启。通过设置“虚拟水泵”的参数,同时在显示屏上显示“虚拟水泵”的理论Q-H特性曲线和管网特征曲线。基于“虚拟水泵”对应的理论单位流量电耗值,选择”虚拟水泵“方案,并且输出所选的方案。在机泵正式启动之前,对清水池的水位情况进行自动化监测,并且对泵的停止状态、运行状态以及故障和非故障状态、变频器状态以及阀门位置状态等进行统一的自动检验。一旦发现不正常和故障,停止开泵,当信号正常时,则依次启动调速泵、定速泵,并且自动打开对应的水阀门。当“虚拟水泵”运行正常后,从显示屏上监控“虚拟水泵”理论特性曲线与“虚拟水泵”实际叠加后动态特征曲线的拟合情况,从而能够帮助值班人员及时了解“虚拟水泵”的工况点是否能够运行正常,当“虚拟水泵”的实时单位流量电耗值超过理论单位流量电耗值,系统则会发出预警,及时通知值班人员,从而能够保证“虚拟水泵”的工况点能够在高效范围中运作。一旦出现信号不准确的情况,管网压力及流量即使能够满足要求也不能开泵,并且要发出预警信号。此外,每一台机泵运行的实际电流量也需要严格检测,当实时电流超过了本身正常情况,并且延时8秒时,发出故障报警信号并且紧急停泵。泵站如果未按照程序进行操作或是出现故障则发出报警。每台泵站电机发生故障,都可以自动关闭相应的阀门,并且发出故障报警信号,同时备用泵自行投入运行。PLC接到关泵指令时则优先关闭对应出水阀门,水泵再停止运转。排水泵的控制逻辑和高、低压配电的监控参数则由PLC单独进行控制。
3 实际应用
从节能技术的实际应用情况来看,在对原有水泵设备进行改造以前,应该首先使用“泵站目标电耗测算软件”对水厂泵站系统进行分析和测算,通过最优的泵站组合和技术应用,使得水厂泵站在节能发面获得提升。关于水厂泵站的量化节能研究,国内已经率先取得了许多实质性的紧张,其主要标志在于作为国家科技部的重点成果在实际应用中得到了较广的推广。泵站目标节能系统由上位机、目标电耗控制拒、在线节能控制软件、组态软件等组成。上位机和目标电耗控制柜主要是通过MPI总线来连接,目标电耗控制柜则由PLC以及继电器等共同构成。模拟量输人如流量、压力、液位、电流等为1-5V电压信号,模拟量输出如变频器转速控制信号为4-20mA电流信号。目标电耗控制系统采用手动和机动两种组合的控制方式,从而能够方便用户的选择和使用。系统通过软件信息系统能够对泵站系统起到综合的调节和稳定作用,从而为延长泵站的使用寿命,减少能耗具有重要意义。
综上所述,通过使用泵站目标电耗测算系统对泵站运行情况进行分析和监测,一旦发现故障和异常能够及时发出预警,并且能够对节能效果进行预测,从而使得水厂泵站能够实现最优的节能效果。总的来说,运用水厂泵站节能技术对于降低能耗,提高系统运行的稳定性具有重要意义。
参考文献:
[1]姚福来等.泵站节电潜力的量化计算[J].变频器世界,2002(6).
[2]姚福来等.水泵变频调速的节电量计算及系统设计[J].北京:科学出版社,1998.
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【关键词】变频 循环水泵 节能
中图分类号：U464.138+.1文献标识码： A 文章编号：
今天，中国已经步入一个新的历史发展阶段，高能耗、高污染的粗放型增长方式日益面临挑战，以提高能源等生产要素利用效率为核心的集约型增长方式和低能耗、低污染、低排放的低碳经济，已成为中国未来经济发展的方向。低碳节能的大趋势对中国传统高能耗产业影响最为直接，如何大幅降低能耗、节约能源，已成为传统行业和高能耗企业共同面临的迫切问题。
循环水泵在热力行业中使用较多，是集中供暖用电能耗中的主要设备，变频技术在循环水泵中的应用能大幅度降低电耗，这项技术已应用于各种节能设备中，其节电效果非常明显。本文将以不同参数的两台变频循环水泵作为实验设备，在同一工况下按实验设计的要求采集数据，分析并得出结果，作为更好、更节能的使用变频循环水泵的依据。
1 实验设计
本实验中使用两台不同参数的变频循环水泵，共同接入同一管网中，管网为密闭式，管网定压为0.4MPa，两循环泵分别在同一正常运行条件下调节频率，通过实验仪表记录不同频率下循环水泵的流量、功率，做出实验曲线，拟合频率与流量、功率之间的函数方程，总结实验结果。
2 实验设备参数
2.1 1#变频循环水泵参数：
流量：50m³/h扬程：32 m转速：2900r/min配套功率：7.5kW
2.2 2#变频循环水泵参数：
流量：80m³/h扬程：32 m转速：1450r/min配套功率：11kW
3 实验数据
3.1 1#变频循环水泵实验数据：
表一：
3.2 2#变频循环水泵实验数据：
表二：
4 绘制实验曲线
4.1 1#变频循环水泵实验曲线
图一 图二
2#变频循环水泵实验曲线
图三 图四
5 拟合曲线方程，检验数据的准确度
5.1 1#变频循环水泵频率与流量拟合曲线方程
将频率作为自变量x，流量作为因变量y，根据图一所示曲线，拟合该曲线方程为：
y=-2.629+1.374*x
通过回归分析软件检验方程的拟合度： t检验法呈高效显著，方程有很好的拟合度，说明1#变频循环水泵频率与流量为线性方程，线性拟合较好。
5.2 2#变频循环水泵频率与流量拟合曲线方程
将频率作为自变量x，流量作为因变量y，根据图二所示曲线，拟合该曲线方程为：
y=-5+1.6*x
通过回归分析软件检验方程的拟合度： t检验法呈高效显著，方程有很好的拟合度，说明2#变频循环水泵频率与流量为线性方程，线性拟合较好。
5.3 1#变频循环水泵频率与功率拟合曲线方程
将频率作为自变量x，功率作为因变量y，根据图三所示曲线，拟合该曲线方程为：
y=0.022*x-0.001*x2+0.00008093x3
通过回归分析软件检验方程的拟合度： t检验法呈高效显著，方程有很好的拟合度，说明1#变频循环水泵频率与功率为曲线方程，曲性拟合较好。
5.4 2#变频循环水泵频率与流量拟合曲线方程
1#变频循环水泵频率与功率拟合曲线方程
将频率作为自变量x，功率作为因变量y，根据图四所示曲线，拟合该曲线方程为：
y=0.944-0.126*x+0.006*x2
通过回归分析软件检验方程的拟合度： t检验法呈高效显著，方程有很好的拟合度，说明2#变频循环水泵频率与功率为曲线方程，曲性拟合较好。
6 实验结论
6.1 通过所得流量方程计算，当频率给定为40Hz时，1#变频循环水泵流量为52m³/h，已达到额定流量，2#变频循环水泵流量为59m³/h，达到额定流量的74%，故在使用条件容许的情况下，优先选用额定转速较高的水泵，可提高使用效率。
6.2通过所得功率方程计算，当频率给定为40Hz时，1#变频循环水泵功率为4.46kW，为额定功率的60%，2#变频循环水泵功率为5.5kW，达到额定流量的50%，故在选用水泵时，优先考虑不超过40Hz时满足使用要求。
6.3根据以上流量与功率方程，在使用流量为50m³/h时，1#变频循环水泵功率为4.46kW，2#变频循环水泵功率为3.94kW，可见2#循环泵比1#循环泵少消耗功率0.52kW，但2#循环泵及配置比1#循环泵配置高、价格高，须考虑成本优势，根据实际情况选用。
变频循环水泵的合理使用可节约40%—50%的电能，这项技术已大量被生产企业所使用，电量消耗成本大幅降低，并且大大延长了水泵的使用寿命，但变频器的维护保养和安全稳定性要作为主要检查项目，使生产安全、环保、节能。
参考文献：
[1]徐奇．变频技术在集中供热系统节能运行中的应用研究．北京建筑工程学院．硕士学位论文．2006年12月
The use of energy-saving variable frequency circulating pump
Urumqi Huayuan Heating Power Co.Ltd Li Xinming
[Abstract] in this paper, through the experimental analysis of the energy saving effect of the frequency of circulating water pump in use, can use some better methods in the operation of the energy saving.
[keyword] frequency conversionwater circulating pumpenergy-saving
