分析高压重载水泵变频调速时代与利用有酌量

2024-11-02 17:02

一、引子

某石油治理局给水公司每年耗电用度约占给水总资本费的30%傍边，而其中输配水形式的电费约占总电费的70%傍边，因此，怎样调理好外输泵的日常启动，使输配水吨水电耗保握在一个较经济合理的限度内，是节能职责的重心。咱们耐久积极探索，追究盘考，采用有用范例来措置这个问题。

二、问题的冷落

该石油公司吊水厂日吊水材干为50万立方米/日。当初联想时，接头到中耐久臆测打算和最不利水量、水位情况，采纳了两种机组泵型，一种为电机1400KW/10KV，吊水泵900HR（H62米，Q6360立方米/小时），另一种为电机900KW/10KW，吊水泵700HR（H62米，Q3900立方米/小时）。吊水厂的二级泵站——该水厂的一、二期工程联想给水量为50万立方米/日。

由于油田产量有限，外网用水量逐年减少。现时吊水厂内容输水材干仅为25-30万立方米/天，水泵总流量Q仅为1.04-1.25亿立方米/小时，输水管说念水头亏欠18-20米，水泵铭牌水头62米。要是泵压下落到即是管网的阻力，泵就会过载。是以，吊水厂只可通过扶直出口闸门来限度泵的压力，从而使泵在高着力区域内启动。这种操作不仅增多了闸门的水头铺张，同期对电能酿成了极大的糜掷。况且闸门的节流扶直不妥，泵很容易偏离高效段或过载启动，导致泵的故障率增多，攻讦机组的使用寿命。

两年以来，该泵已维修10屡次，维修用度跳跃100万元。况且水厂是保险油田用水的要道。是以对该水厂的水泵进行时代校正升级是属于大势所趋的。

三、变频调速校正有酌量的初步狡计和论证

一般情况下，泵都在额定职责条目下，按最好职责条目联想操作。

额定压力下的额定流量不错在B点赢得，此时泵的着力最高。关闭阀门不错限度流量。当流量减小时，泵分袂在点P、Q、R和S职责。此时，泵需要在相等高的压差下职责，因此泵的能量输出远远跳跃内容系统需要。过剩的能量暗示为阀门上的热亏欠，由液体代替。泵的总输入能量不错通过将泵的输出能量除以泵的着力来赢得。扶直泵出口阀的开度以攻讦流量，导致高出大的能量亏欠。

电机不错通过变频器驱动泵变速启动。在职何流速下，泵的特质弧线都稳健系统的需要。流量与电机转速成正比，产生的压差与转速的平淡成正比。无级变频后不错得到无数的AB-CD泵特质弧线。管说念特质弧线与AB—CD形成的暗影带之间的放荡交点都不错四肢职责点，以适合外网水量的变化，在较小扬程下达到P、Q、P点所对应的流量，同期所损耗的能量较少，节能后果显赫。

关于归并台叶片式水泵有如下章程：

Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3

吊水厂1#、3#、6#泵均为入口大泵，其电机转速分袂为748r/m，745r/m，750r/m。

要是3#泵调速到500r/m，则其流量、扬程及功率参数如下：

Q原/Q变=n原/n变=748/500=1.496

Q变=4251.3立方米/小时

H原/H变=(n原/n变)2=1.4962

H变=28.59米

N原/N变=(n原/n变)3=1.4963

N变=412.2千瓦

要是调速到550r/m，则Q=4663立方米/小时，H=34米，N=547千瓦，调速后泵参数基本稳健现时工况。固然，以上狡计是在假设系统的管路特质弧线不变的情况下进行的，安装变频调速竖立后，泵出口阀门不错一皆翻开，系统的管路特质弧线将向外偏移，那么调速后的泵启动参数更有可能平静内容工况的要求，因此，可敬佩此有酌量为可取。

四、变频调速有酌量的节能估算

水泵的耗能狡计公式为：P=(K×H×Q)/ηK:为裕度扫数η：着力

假设水泵的内容压力由现时的5.8公斤调速降至2.5公斤，且流量不变，则P25/P58=25/58＝43％，即功率破钞表面上比蓝本减少1－43％＝57％。按电费0.41元/度，电机着力为0.95，启动330天/年，则蓝本年耗电电费为（1400KW×24×330×0.41）/0.95＝478万元。

变频调速降至2.5公斤后，年耗电电费为：478×43％＝205.54万元，年精打细算电费为478－205.54＝272.5万元。初步看来节能后果高出可不雅。

五、有酌量敬佩

接头到水厂一泵的内容条目，过程追究狡计，论证，多方面检会，繁密厂家的比拟，咱们决定安装北京利徳华福公司出产的高压大功率变频器。该变频器各项性能见识平静水泵工艺要求，可靠性较高，且校正时期短、奏凯快。

具体有酌量为关闭一期和二期之间的聚首阀门，二期管网独处启动，变频器收受一带一神气拖动6＃泵，6＃泵故障时，可参预工频启动。工频/变频的切换通过旁路柜手动切换。况且，工频和变频切换有电气联锁和PLC的逻辑互锁，能保证机组安全启动。恒压限度，闭环启动，二期管网压力为0.1MPa；收受阀门联动自动限度，具有冷却水流量检测保护功能。

六、校正后，6#泵高压变频调速安装试启动情况

今年1月6日，变频器时代东说念主员和吊水厂的关系东说念主员对6#泵的变频调速安装进行了试运，试启动情况如下：

为了保证水厂试启动时代的褂讪启动，咱们通过调度提前奉告变电站和水厂作念好试启动准备。先停7#泵，关闭3#泵与6#泵之间管汇的贯穿阀，调理3#泵启动，保握一期出口阀开度不变在12%。将6#泵的变雷同率竖立为37 Hz，启动6#泵，启动褂讪后，将第二级出口阀翻开至70%，然后不雅察泵安装在频率分袂为35 Hz、33 Hz、30 Hz和28 Hz时的启动状态:

试启动收尾后，咱们将频率竖立为30 Hz进行开环启动，并安排水厂值班员单独记载6#泵的启动情况。过程几天的启动，变频器启动褂讪，功能皆全，操作通俗，悉数平静内容工况要求，达到了预期后果。

七、校正后的节能熟谙

节能后果最终要用仪容熟谙，最平直可靠的形式是用电度表测量变频校正前后的能耗加以比拟。

蓝本3#、6#泵工频启动的启动记载：

注：32天3#、6#泵工频启动时泵站总单耗为：(0.2064+0.2143）/2=0.21千瓦时/立方米。

现时3#泵工频启动，6#泵变频启动（30HZ），汇管阀门关闭，两台泵单独启动记载：

注：从今年1月9日19：00时—到14日7：00时为4.5天，则日平均水量为1064700/4.5=236600立方米。

原3#、6#泵工频启动时，单耗为0.24千瓦时/立方米；现变频启动时单耗为0.06千瓦时/立方米。年节电量：0.07*23.66*365=604万瓦时，合RMB：268.78万元。

八、变频校正后，水厂的工艺改善

1）高压变频器内置了PLC，在现场收场外部逻辑限度时，相等便捷。举例：阀门联动功能使值班东说念主员，在启、停泵时无需再对阀门进行任何操作；减少了职责量和误操作；冷却水流量保护功能保证了水泵电机安全褂讪的启动。

2）6＃泵变频校正后，电机的转速、电流、水泵的出口压都赫然下落，使电机水泵的启动现象赫然改善，不仅平直省俭耗电量，况且，由于变频器的软启动功能，减少了对电机和电网的冲击，延迟了竖立的使用寿命，攻讦了竖立的维修用度。

3）变频器收受压力闭环限度，保证管网水压0.1MPa。由于变频器的调速平滑，限度精度高，是以管网压力波动限度很小，能充分平静现场给水工艺要求。

4）高压变频用具有完善、贤慧的故障检测、会诊、报警、跳闸等功能，保证电机水泵耐久安全启动。

5）上位机的监控功能和云尔拨号监控功能为用户收场鸠合监控创造了必要条目。

九、论断

过程实行启动的说明，这次吊水厂的水泵变频校恰是奏凯的，取得的经济效益和社会效益是可想而知的。

1、省俭了大都电能，攻讦了给水资本；

2、增大了系统可调限度，升迁了系统启动的活泼性；

3、攻讦了水泵电机的转速，减少了机泵的启动冲击和机械摩擦、滚动，延迟了机组的使用寿命；

4、减小了机泵启动杂音，改善了职责环境；五是智能化的联动功能和完善的故障保护功能，即升迁了职责着力，又增强了系统安全可靠性。

本文转载自杭州三科变频时代有限公司官网