乳化液泵站变频节能运行分析

唐殿龙

摘要：因为环境恶劣以及比较复杂的工况，因此，尽管煤矿井下的乳化液泵站所需要的工作时间比较短，然而还是会长时间地处于连续运转的状态，导致电力资源造成严重的浪费。乳化液泵站开始运用变频器恒压的供液进行控制之后，全部打开控制阀门和挡板，改变电动机转速，继而对管网流量和压力进行改变，使得供给量和需求量之间获得平衡，降低资源浪费总量。本文将对乳化液泵站变频节能运行进行一定的分析。

关键词：乳化液泵站;变频节能;运行

就我国的国情分析，拥有的人口比较多，但是在能源资源上非常地匮乏，因此必须加强能源的节约。电力资源是非常重要的，这是国民经济发展的重要前提。所应用的通用的机械设备所产生的耗能非常大，水泵和风机设备能耗等都是非常多的，因此必须加强这一问题的重视。

一、系统改造期间的构成

应用乳化液泵的过程中，流量和压力等多种参数都随着应用改变而发生改变。以往因为技术水平有一定的限制，所以流量和压力调节过程中只能依靠控制阀门或者是挡板开度的手段进行，也就是利用人为增减阻力进行一定的调节，如果工作面的流量需求已经变小，那么很多能量都会在阀门中流失，一般而言，乳化泵选型都是根据最不利的条件和最大的流量以及压力进行设计的，但是在具体的运行当中，因为工作面中的条件发生一定的改变，乳化泵的工作大多都是低负荷的，传统的依靠泵出口的阀门开度大小对乳化液的实际流量和压力进行调节，所产生的能量损耗是非常大的，同时，还会增加对于机械的冲击，导致机械损耗严重增加。

变频器自动运行的时候，乳化泵的电机变频的接触器会在第一时间被控制导通，提升变频器的输出频率，与此同时，还会增加管网的压力信号，出液管网压力信号和压力设定的信号负反馈闭环。如果管网压力和设定压力之间是一致的话，变频器对于变频电机的控制就会维持一定的频率。这一过程中，变频器PID调节器在管网设定的压力信号和压力反馈的信号中进行对比，如果设定压力的信号值比压力反馈的信号值小的话，PID自动调节的变频器输出频率，导致变频器输出频率逐渐减小，使得电动机转速降低，继而使得乳化泵站输出液体逐渐降低。在管网压力逐渐降低的背景下，系统设定的压力和管网压力之间是平衡的，同时运行于新平衡点上。如果设定压力的信号值比压力的反馈信号值大的时候，PID就会对变频器的输出频率进行自动调节，提升变频器输出的频率和电动机转速，继而使得乳化泵站输出液体得以增加，提高管网的实际压力，使得系统本身的设定压力和管网压力之间处于平衡，还要在新的平衡点当中进行运行。变频器PID调节属于动态性的调节，能够很好地检测管网压力信号，利用压力设定的信号对比，在第一时间调整变频器输出的频率，使得管网设定压力和具体压力之间相互一致，使得系统恒压供液效果得以实现，在此基础上，与现场工艺的要求之间相互满足。

一是，系统的主控。系统整体性的控制信号，主要涉及到压力设定的信号和变频故障的信号处理，对于压力检测的处理来说，主要是从变频器所设定的，有效地控制整个系统运行的信号，特别是有故障状态出现时，一定要加强注意;二是，变频器中的控制。变频器的内部控制，主要指的是变频器中PID的功能模块，有助于现场工程师进行科学设置以及调试，和以往硬件PID板的控制进行相比时，减少了硬件维护所需，并降低了成本的投入。主控阶段的压力设定的信号和系统压力的信号反馈共同形成闭环，继而达到对管网的恒定压力进行维持的目的。PID特性是由参数所选择的。

二、浅析变频器技术

通过高效数字的信号处理器的应用，对实时控制的计算进行完成，有助于用户触摸液晶的编程屏幕和热插拔进行设计，创新的无速度的传感器的矢量控制，其内部设计PID调节器，能够和不同类型的变送器之间共同形成一个闭环控制的系统。通过低电感母线工艺的而应用，减少谐波干扰的载波范围和自动优化的转矩功能，能够达到静音运行的效果。变频器能够通过就地起动和控制停止的方式进行，或者是通过PLC和外部的设备之间实现远程控制;利用通讯协议，能够实现变频器得到有效地控制。

对制动方案进行有效完善。一般包括直流制动和动态制动。对于自动补偿的电机来说，其转速比较差，变频器分为在线和短时在线。如果是多台电机共同起动的话，那么，就需要对1台机器进行确定，剩余则为从机，能够使得多台及其实现联动。当变频器有故障问题出现的时候，就要直接启动变频器的旁路。在防爆壳体当面，按照现场的具体情况一般选择快开形式作为维护现场的方法，防爆变频器的散热选择的是热管的自然散热手段进行。

三、泵站变频的改造节能分析

以往的发展中因为技术水平存在局限性，所以在流量和压力调节方面只能选择控制阀门或者是挡板开度进行完成，也就是利用人为增减阻力的方法进行调节，如果工作面的流量需求比较小的话，那么大多数能量就会在阀门中损失。

在煤矿井下存在的乳化液泵站，长时间都是在连续运转的状态中，继而造成了严重的电力浪费问题。乳化液泵的配件和高压管路等发生比较严重的损耗，因为设备长时间处于运转的状态，导致发热问题产生，出现很多设备故障，不利于正常生产。在改造之前泵站的全年电费是165万。还为选择变频之前，长时间 电机的频率是50Hz，其功率则是250kW;选择变频进行自动控制之后，电机期频率降低为33Hz，经过有效计算，按照电机功率以及频率三次之间的对比，电机功率则降低为72kW。

四、浅析变频调速的作用和优势

一是，提高网侧功率的因数。当原电机从工频驱动的时候，满载的时候功率因数是0.8，具体运行的功率因数比0.7低。通过变频对系统进行调节之后，电源侧功率的因数会上升为0.9，甚至更大，并不需要无功补偿的装置 可以加你高低无功功率，与电网要求之间相互符合，能够对上游设备运行的整体费用进行降低;二是，降低设备运行的费用。通过变频调节之后，因为电机转速的有效调节达到节能的目的，当负荷率比较低的时候，电机转速就会不断降低，这一过程中主设备和相应的辅助设备，例如轴承等磨损降低，维护时间增加，设备运行的寿命得以延长，进而实现高效节能的目的;三是，延长电机使用时间。选择变频调速的装置之后，可以启动电机，在启动的时候，电流一般在电机的1.2倍额定电流以内，对于电网冲击所产生的影响非常小，延长电机使用的时间。整体运行中，电机能够确保运行的平稳性，降低损耗，维持正常的温升;四是，有助于电机的保护。变频器的过流和短路与过压等功能非常明显，和之前的旧系统之间进行对比，能够有效完善电机的保护，同时在操作的时候也比较简单，运行非常方便，可以利用计算机远程对频率等多种数据进行确定，继而能够实现智能化调节。此外，变频器和电网电压的波动能力是非常强的，电压的工作范围比较宽，如果电网的敏感度为-45%～+15%，那么系统就会正常地进行运行;五是，能够和电网电压的波动之间相互适应。通过高压变频的运用，能够软启动点击，启动力矩非常大，并且比较平稳，实际运行期间，电机能够确保运行的平稳性，并且减小损耗减小，维持温升。

结束语

综上所述，通过本文对于乳化液泵站的节能现状分析，同时，在以往控制的前提下制定了变频泵节能的控制方案，对于泵站耗能的水平有所改善，乳化液泵开始选择变频器恒压的供液进行控制，全部打开控制阀门和挡板开度，进行变频器的有效控制，使得管网流量与压力得到改善，并且使得供给量和需求量之间实现平衡，降低资源的浪费。只有这样，才能对相关工作的開展做好基础准备。

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