变频节能技术在高炉水泵房的应用

赵玉华

【摘 要】 本文主要介绍了水泵房系统运行中存在的问题与不足，通过实施变频节能改造后，节能效果显著。

【关键词】 水泵房 变频 节能

1 现状

水泵房系统主要包括：电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷等。

目前水泵房系统存在的普遍问题是：电动机及被拖动设备效率低，系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分泵类采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30%，节能潜力巨大，推行电机节能势在必行。

2 可行性分析

（1）提高电机系统效率：推广变频调速等先进电机调速技术，改善泵类电机系统调节方式，逐步淘汰阀门等机械节流调节方式，合理匹配电机系统，消除“大马拉小车”现象。

（2）优化电机系统的运行和控制：推广使用变频装置、无功补偿装置等，通过过程控制合理配置能量，实现系统经济运行。

随着科学技术的飞速发展，应用使变频器的节能效果更为显著。它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速等），变频调速性能稳定、调速范围广、效率高，而且使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本。

3 变频调速节电的工作原理

在企业所使用的耗电设备中水泵等电机类负载占绝大多数。由于受到技术条件限制，这类负载的流量、压力控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力恒定，当设备工作需求发生变化时，通过调节出口阀门开度大小来调节负载流量、压力，从而满足设备工况变化的需要。这种控制方式使泵管压差增大，而且出口阀门长期在水流冲击作用下故障增多，寿命缩短，同时还会浪费大量的电能。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速的立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在0-2900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力也随之可在0-100%范围内连续可调，使之与负载的工作需求精确匹配，从而达到节能降耗的目的。

4 实施过程

1#高炉和3#高炉、5#高炉和6#高炉9台立式高压供水泵，全部都是离心式水泵，9台高压泵原来都是通过出水阀控制泵的出水量，出水口调节的目的是限制电机的输出功率，防止电机长期超负荷运行而损坏，9台高压泵都不同程度的存在出口阀调节开度20%-50%，存在很大的电能浪费，需要进行节能改造。经过多次研究方案，决定采用一拖一型连接方式，其优点是，能够尽最大程度地保持设备原有的性能，如：启动、停机、仍可用原来的按钮进行操作、所有表计及保护回路，可保持不变。变频节电设备万一发生故障可及时地切换到工频方式运行，不会因变频设备故障影响正常生产，节能效果显著。

5 本改造的技术特点

参考文献

[1]李良仁著.《变频调速技术与应用》.电子工业出版社，第2版 （2009年7月1日）.

[2]朱云山.基于变频调速技术的节能改造研究[D].华北电力大学，2011年.

[3]任艳君著.《电机及拖动基础》.机械工业出版社，2011年.endprint

【摘 要】 本文主要介绍了水泵房系统运行中存在的问题与不足，通过实施变频节能改造后，节能效果显著。

【关键词】 水泵房 变频 节能

1 现状

水泵房系统主要包括：电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷等。

目前水泵房系统存在的普遍问题是：电动机及被拖动设备效率低，系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分泵类采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30%，节能潜力巨大，推行电机节能势在必行。

2 可行性分析

（1）提高电机系统效率：推广变频调速等先进电机调速技术，改善泵类电机系统调节方式，逐步淘汰阀门等机械节流调节方式，合理匹配电机系统，消除“大马拉小车”现象。

（2）优化电机系统的运行和控制：推广使用变频装置、无功补偿装置等，通过过程控制合理配置能量，实现系统经济运行。

随着科学技术的飞速发展，应用使变频器的节能效果更为显著。它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速等），变频调速性能稳定、调速范围广、效率高，而且使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本。

3 变频调速节电的工作原理

在企业所使用的耗电设备中水泵等电机类负载占绝大多数。由于受到技术条件限制，这类负载的流量、压力控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力恒定，当设备工作需求发生变化时，通过调节出口阀门开度大小来调节负载流量、压力，从而满足设备工况变化的需要。这种控制方式使泵管压差增大，而且出口阀门长期在水流冲击作用下故障增多，寿命缩短，同时还会浪费大量的电能。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速的立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在0-2900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力也随之可在0-100%范围内连续可调，使之与负载的工作需求精确匹配，从而达到节能降耗的目的。

4 实施过程

1#高炉和3#高炉、5#高炉和6#高炉9台立式高压供水泵，全部都是离心式水泵，9台高压泵原来都是通过出水阀控制泵的出水量，出水口调节的目的是限制电机的输出功率，防止电机长期超负荷运行而损坏，9台高压泵都不同程度的存在出口阀调节开度20%-50%，存在很大的电能浪费，需要进行节能改造。经过多次研究方案，决定采用一拖一型连接方式，其优点是，能够尽最大程度地保持设备原有的性能，如：启动、停机、仍可用原来的按钮进行操作、所有表计及保护回路，可保持不变。变频节电设备万一发生故障可及时地切换到工频方式运行，不会因变频设备故障影响正常生产，节能效果显著。

5 本改造的技术特点

参考文献

[1]李良仁著.《变频调速技术与应用》.电子工业出版社，第2版 （2009年7月1日）.

[2]朱云山.基于变频调速技术的节能改造研究[D].华北电力大学，2011年.

[3]任艳君著.《电机及拖动基础》.机械工业出版社，2011年.endprint

【摘 要】 本文主要介绍了水泵房系统运行中存在的问题与不足，通过实施变频节能改造后，节能效果显著。

【关键词】 水泵房 变频 节能

1 现状

水泵房系统主要包括：电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷等。

目前水泵房系统存在的普遍问题是：电动机及被拖动设备效率低，系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分泵类采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30%，节能潜力巨大，推行电机节能势在必行。

2 可行性分析

（1）提高电机系统效率：推广变频调速等先进电机调速技术，改善泵类电机系统调节方式，逐步淘汰阀门等机械节流调节方式，合理匹配电机系统，消除“大马拉小车”现象。

（2）优化电机系统的运行和控制：推广使用变频装置、无功补偿装置等，通过过程控制合理配置能量，实现系统经济运行。

随着科学技术的飞速发展，应用使变频器的节能效果更为显著。它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速等），变频调速性能稳定、调速范围广、效率高，而且使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本。

3 变频调速节电的工作原理

在企业所使用的耗电设备中水泵等电机类负载占绝大多数。由于受到技术条件限制，这类负载的流量、压力控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力恒定，当设备工作需求发生变化时，通过调节出口阀门开度大小来调节负载流量、压力，从而满足设备工况变化的需要。这种控制方式使泵管压差增大，而且出口阀门长期在水流冲击作用下故障增多，寿命缩短，同时还会浪费大量的电能。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速的立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在0-2900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力也随之可在0-100%范围内连续可调，使之与负载的工作需求精确匹配，从而达到节能降耗的目的。

4 实施过程

1#高炉和3#高炉、5#高炉和6#高炉9台立式高压供水泵，全部都是离心式水泵，9台高压泵原来都是通过出水阀控制泵的出水量，出水口调节的目的是限制电机的输出功率，防止电机长期超负荷运行而损坏，9台高压泵都不同程度的存在出口阀调节开度20%-50%，存在很大的电能浪费，需要进行节能改造。经过多次研究方案，决定采用一拖一型连接方式，其优点是，能够尽最大程度地保持设备原有的性能，如：启动、停机、仍可用原来的按钮进行操作、所有表计及保护回路，可保持不变。变频节电设备万一发生故障可及时地切换到工频方式运行，不会因变频设备故障影响正常生产，节能效果显著。

5 本改造的技术特点

参考文献

[1]李良仁著.《变频调速技术与应用》.电子工业出版社，第2版 （2009年7月1日）.

[2]朱云山.基于变频调速技术的节能改造研究[D].华北电力大学，2011年.

[3]任艳君著.《电机及拖动基础》.机械工业出版社，2011年.endprint