自来水厂水泵变频器节能改造探究

来源：新能源网

时间：2016-06-15 20:29:35

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自来水厂水泵变频器节能改造探究　　节能根据相关数据显示：我国70%以上的发电总量都损耗在电动机上，水泵、风机占整个消耗总量的40%。通过电机变频能代替原有流量调节，平均每个小时可

　　节能根据相关数据显示：我国70%以上的发电总量都损耗在电动机上，水泵、风机占整个消耗总量的40%。通过电机变频能代替原有流量调节，平均每个小时可以节约300到400亿千瓦。在自来水厂中，变频器主要用来泵房取水、送水，除了节电，它还可以调整平滑取水的流量以及送水压力，进而满足供水工艺与制水要求。

　　一、自来水厂水泵变频节能原理

　　在大多数改建、新建的自动化水厂泵房中，都配备了变频器，在改善工艺的同时，进一步降低能耗。在这过程中，变频器控制方式与PLC、手动运行模式基本上一致，通过控制箱就能现场切换。在水厂泵房送水中，通过PLC自控系统以及PID调节，不仅能让变频器进行自动调速，还能保障恒压供水，即使在无人值守的泵房，也能进一步提高水厂生产效率与安全性。在变频器取水中，通过PID以及PLC调节，不仅能让变频器实现自动调速，还能让清水始终处于稳定的状态，在无人值守的泵房中，进行优质、高效的供水。在自动化水泵房控制设计中，通常由清水位控制送水泵房压力控制和变频器频率，通过改变送水泵房变频器工作状态，影响水压力，它清水池时间滞后影响尤为突出，同时还会絮凝池、平流池、滤池水流量对水位的影响也很大。因此，用清水池水位对水泵房机组节能的方法对节能改造没有太理想的效果。负载转矩和转速的平方以正比例关系呈现是水泵的主要特点，同时，轴功率和转速的立方额成正比例关系。Q：Qo=n：no，H：Ho=（n：no）2，P：Po=（n：no）3，其中no为额定基准转速，n是运行转速，Ho是no的扬程，Qo是no的流量，H是n的扬程，Po是no的功率，同时P也是n的功率。对于现实中的泵负载，有一个和高低差具有实际联系的扬程，在变频运行或者调速中必须特别注意。

　　在实际工作中，运行点一般由管路对曲线进行阻挡，H到Q之间的交点对其也有重要作用。如：80%以上的运转点不会在C区域，而在D区域。同时，轴功率必须考虑相似的问题，也就是说工作点不能和立方曲线直接交叉。也就是说，在相同的转速下，扬程越大，流量降低的比例就会越大，当转速范围缩小到一定范围时，节能效果也会随之降低。

　　在转速节能效果控制与阀门控制中，如果自来水厂流量从1.0转换成0.5，在阀门控制中，利用关小阀门让相关曲线的阻抗由R1变成R2，此时的工作点也会从原来的A点移动到B点；如果使用的是转速控制，在同一阻抗曲线中，R1就会从A点直接移动到B点。在P到Q轴功率特性曲线不变的情况下，100%的阀门转速就会直接从A点移动到B点；在转速控制中，它会在实际扬程的控制功率上，从A点运动到D点，和阀门控制结果相比，它能得到相当于BD一样的节电。如果使用的是变频调速，由于实际扬程相对较小，所以轴功率会越来越接近曲线立方关系，此时调速产生的节能效果就会更大。

　　对于自来水厂的水泵，由于需要随时向供水系统补水，所以在不同的时段区域以及不同的季节，用水量存在很大不同，需要补充的系统和流量压力也存在很大差异。传统的节能方法是，调节扬程压力与节水流量，不仅浪费资源，流程也相当麻烦，需要较高的成本，同时还会造成大量的机械损耗。