水泵節能范文

導語：如何才能寫好一篇水泵節能，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】排水泵站 水泵 節能措施

中圖分類號： U464.138+.1 文獻標識碼： A 文章編號：

我國由于能源不足已經嚴重影響國民經濟發展，能源形勢非常嚴峻。因此，在加速開發新能源的同時，研究并推廣各種節能措施，合理使用現有能源，已是當務之急。為了確保泵站工程的可靠、安全、經濟運行，并盡可能減少能源消耗，降低水費成本，更好發揮泵站經濟效益、社會效益和生態環境效益，搞好泵站節能是關鍵。

合理選用水泵

排水泵站在水質上的特殊性，決定大多選用專用的立式污水泵，軸流泵和潛水排污泵。水泵選型時除了要滿足排水在揚程和流量上的要求外，必須考慮效率向題，應使所選水泵長期運行中平均工作效率最高。使所選水泵在平均揚程或設計揚程下運行時，其效率盡量接近最高效率。即使水泵在可能出現的最低、最高揚程時效率較低，但由于它們出現的機率很小，所以對能耗的影響也不大。在實際選泵的過程中，選出的泵所能提供的流量和揚程無需與管路所要求的流量，和揚程完全相符。選泵同時，一定要使泵的汽蝕性能滿足使用要求，具體地說，就是正確確定泵的幾何安裝高度。如果幾何安裝高度不合適，由于汽蝕的原因，會限制流量的增加，從而導致性能達不到設計要求。有的安裝人員對泵的理論性能不甚了解，不會也從不去計算泵的允許安裝高度，只按照過去的經驗去確定泵的安裝高度；還有的安裝人員認為泵的揚程越大，安裝高度就越高；或者由于對吸入管路系統阻力損失估計不足，介質的溫度波動估計不足，吸入池液面水位變化估計不足等原因，使得泵處于潛在汽蝕狀態下運行，造成泵的損壞較快，或者發生汽蝕，不能工作。因此，積極開展泵的可靠性研究，進行可靠性設計、可靠性試驗和可靠性管理，以提高泵的可靠度和平均壽命，是泵本身節能的重要組成部分。

提高水泵效率

保證安全質量。當安裝精度不符合要求時，不僅振動加劇，磨損加速，也會使水泵效率降低。另外，應有正確的安裝高程。如果水泵安裝太高，水泵肢發生氣蝕，不僅使機組振動和噪音加劇，而且，還會使效率大幅度下降，甚至抽不上水。

提高加工精度。粗糙的過流壁面會使水力損失增加，效率降低。有關試驗表明：鑄鐵泵體內壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆的效率高2％ ～4％ 。葉輪蓋板和泵體內壁過流部分的粗糙面用砂輪磨光后，水泵效率可提高2％ 一4％。對葉輪片打磨后，水泵效率可提高5％ ～6％ 。這種費工少、收效大的工作值得提倡。

減少水泵泵內損失

水力損失是水流通過水泵時相互的撞擊及和過流壁面的摩擦所產生的。當工作點偏離泵設計點后，水力損失會大幅度增加。尤其是舊泵，加工制造表面粗糙，有的表面夾雜氣孔，出廠時未進行鑄造缺陷處理和修補。轉輪流道鑄造質量存在光滑度差，進口頭部的流線形不合理，造成進口流態紊亂，增大葉片進口沖擊，使水力損失加大。另外個別在處理動平衡配重中，對流道表面造成缺陷如在圓盤部分打孔或加重，增加水泵圓盤水力損失。液體介質，不可避免在表面形成腐蝕面，腐蝕面產生粗糙度很大的金屬化合物或磨蝕坑面，在流道表面形成以上疏松又極為粗糙的覆蓋層，使流道表面粗糙率加大。如果含有泥沙等固體顆粒介質，則表面粗糙率和缺陷更會逐漸嚴重。水泵大部分時間應在高效區內運行。對于因汽蝕或泥砂的磨損使葉片或泵殼出現的蜂窩、麻面應及時修補或更換。另外對長期停用的水泵在使用前應對泵殼內壁和葉片上的積垢進行清理。葉片和過流部件還可涂環氧樹脂，以減少水力損失，并可提高葉輪及過流壁面的抗汽蝕能力。鑄鐵泵體內壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆時的效率可提高2％ ～4％。葉輪蓋板和泵體內壁過流部分的粗糙面用砂輪磨光后，水泵效率可提高2％ 4％。對葉輪葉片打磨后水泵效率可提高5％ ～6％。這種費工少、收效大的工作是值得提倡的。對水泵流道、葉輪等過流面內涂超滑金屬材料后，機組的綜合效率比內涂前提高了，達到了節能效果。而且該材料還可以在一定程度上防腐蝕、抗氣蝕，值得推廣。

容積損失包括密封環處的間隙軸流泵為葉輪外緣與泵殼襯里之間的縫隙、填料函中水封環處的間隙及用于軸向力的平衡孔等。當間隙兩側的壓力不同時，水就會從高壓區流向低壓區。這部分水雖經過葉輪，但并沒有被利用。因此要嚴格控制密封環的間隙，對磨損嚴重的密封環要及時更換并控制填料函中填料的壓緊程度。以減少容積損失，提高容積效率。

3、減少填料損失，填料壓蓋壓得過緊，使得填料與軸承的摩擦力加大，從而增大填料損失，甚至燒毀填料，同時造成水泵阻力加大，起動困難。如填料壓的太松，又使得漏水量加大，增加了容積損失。根據運行情況，隨時調整填料壓蓋的松緊度，填料密封滴水宜每分鐘30～60滴，及時更換已損壞的填料，保證填料密封的良好工作狀態，減少填料函內的功率損失。

運用水泵工況點調節，挖掘現有水泵節能潛力

車削調節

用車床將葉輪的外徑車小，達到改變水泵性能曲線和擴大使用范圍的目的，水泵額定揚程與排水泵站中水泵的實際揚程往往不一致，水泵葉輪切削是解決水泵類型、品種規格的有限性與排水泵站對象要求的多樣性之間的矛盾的一種選擇方法。它使水泵應用范圍擴大，通過切削葉輪來調整水泵的工作特性，使它工作在高效區。泵車削葉輪前后的流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方，直徑三次方成正比。車削葉輪是一種簡便、經濟的節能措施。葉輪車削后水泵的效率會降低，其降低值與比轉數的大小有關。該方法適用于比轉數小于且額定揚程過高，經常處于效區運行的水泵。

轉數調節

改變水泵的轉速，可以使水泵的性能曲線發生變化，達到調節水泵工作點的目的。這種調節方法節能效果顯著，是一種理想的調節方式。改變水泵轉速的方法有采用可調速的電機及傳動機構。水泵的轉速不僅可以降低，而且可以提高，以擴大泵的使用范圍。轉速不能降得太低，否則不但使泵的效率降低，甚至抽不上水來。一般轉速只能降到額定轉速的30％ ～50％。轉速也不能任意提高。因為提高轉速不僅可能引起電機超載，同時增加水泵零件的應力，甚至損壞零件。因此實際工程中提高轉速以不超過額定轉數的10％ ～20％為限。

變角調節

對于有活動式葉片及調節機構的軸流泵，通過改變水泵葉片的安裝角來改變水泵的性能曲線，以進行工況調節?？烧{葉片的水泵，可根據外界條件和用戶的要求，調節葉片的安裝角，改變水泵的工作點，使水泵在最優工況下運行。通過變角調節，使水泵和電機都保持高效率運行。

總結

水泵節能是一個系統工程，它不僅要求制造廠生產更多的高效產品，更需要我們使用人員運用良好的專業知識、運行人員的正確操作，才能把水泵節能工作進行到底，加強排水泵站的科學管理，是不花錢、少花錢、見效快的重要措施。

參考文獻

[1] 許高智，姚衛東。 給水廠的節能措施[J]. 可再生能源. 2008(04)

[2] 陳紅春。 住宅能耗現狀及節能措施[J]. 南方建筑. 2006(02)

[3] 王智為。 水廠水泵運行的節能問題探討[J]. 科技資訊. 2007(01)

篇2

【關鍵詞】變頻節能；水泵變頻；控制設備；發展研究

0 引言

水泵是輸送液體或使液體增壓的機械，被廣泛應用于生產生活的各個領域，包括城市供水、污水系統、土木建筑、農田水利、石油化工、礦山冶金、輕工業等，在國民經濟生產與人民生活中起著極為重要的作用。水泵的性能參數有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等，不同的應用場所對水泵的要求不同。同時，由于液體輸送或液體增壓需求呈現出一定的隨機性，在傳統應用中往往取最大液體輸送量或最大液體增加量來選擇水泵，造成水泵長期存在較大余量，不僅使得水泵效率低下且造成大量能源浪費。水泵變頻節能控制設備即是均勻改變水泵工作頻率，根據實際需求調節水泵能力以降低能源消耗的一類設備。

1 水泵變頻節能控制設備發展現狀

1.1 早期水泵變頻節能控制設備

在早期，水泵變頻節能控制設備主要采用交變頻技術，應用交變頻節能控制設備，水泵主電路開關器一直處于自然斷開狀態不存在換流問題，因此通常采用晶閘管來實現變頻節能功能。目前，交變頻節能控制設備的技術較為成熟，在國內還在很多領域廣泛應用。采用這類技術，水泵變頻節能控制設備需要大量晶閘管，系統結構復雜、維護較為困難，同時這類系統采用移相控制，功率因數較低，往往還需要進行無功補償和加設濾波裝置，性價比不高，正漸漸退出實踐應用領域。

1.2 中壓變頻節能控制

中壓變頻節能控制設備也是較早出現的一種控制技術，這種技術采用交―直―交變頻模式，雖然實質上還是一種低壓變頻技術，但在電網和水泵兩端則是高壓，僅只在中間環節采用低壓的方式，不過這種方式依然存在結構復雜、電流大、可靠性差的問題，不過技術較為成熟，在一定程度上替代了早期的交變頻節能控制設備，還在被廣泛使用。近年來，隨著直接中壓變頻技術的發展，消除了傳統交直中壓變頻節能技術的低壓環節，成為當前變頻節能控制設備發展的主流，正逐步取代傳統變頻節能控制設備。

1.3 逆變器控制技術

在早期水泵變頻節能控制設備中，多采用MOSET、GTR、GTO等自關斷元件作為逆變器元件，其中以GTR應用較為普遍。不過，GTR在成本、輸出諧波、變頻節能策略等方面，越來越不能適應水泵變頻節能的需要，一種新型晶體管――IGBT被研發出來并迅速推廣，IGBT全稱為絕緣柵雙極晶體管，是電壓型雙極復合元器件，具有MOSET和GRT的優點，在變頻損耗、變頻速度、輸入阻抗、電流容量、穩定性方面都具有極高的水平，是一種低想的變頻節能控制元器件，能廣泛應用于大、中、小功率范圍的變頻器之中，正迅速取代傳統變頻節能控制設備，成為變頻節能控制設備應用的主流。

2 水泵變頻節能控制設備發展方向

2.1 模塊化

模塊化是未來水泵變頻節能控制設備發展的主要方向。目前水泵變頻節能控制設備模塊化水平還遠遠不足，僅有一些企業推出了模塊化變頻節能控制器，而且模塊化程度還不高。變頻節能控制設備模塊化，有利于降低變頻節能控制設備生產成本，提高產品適應能力，提高產品的功能拓展能力。當前，水泵變頻節能控制設備已經有了模塊化發展的趨勢，并有了相應的研究成果，在未來還將不斷提升水泵變頻節能控制設備的模塊化水平，構建起主控模塊、擴展模塊、功率模塊等為一體的變頻節能控制設備模塊化體系，根據用戶需求靈活的選擇主控模塊、功能模塊、擴展模塊進行組合，并且滿足用戶在生產過程中需求發生變化時的適應能力，這既能有效降低水泵變頻節能設備的生產成本，也能有效降低期使用成本。

2.2 集成化

目前，水泵變頻節能控制設備容量越來越大，體積越來越小，性能越來越高，尤其隨著微電子技術與半導體技術的發展，變頻節能控制設備正向多功能化、集成化方向發展，不斷突破傳統變頻節能控制設備的領域。尤其是AISC的應用技術和應用水平的不斷提升，變頻節能控制設備的控制算法更為先進，能進行更多的性能擴充。此外，在實踐應用中，用戶的需求也在不斷變化，這也將推動變頻節能控制設備集成化發展，與信息技術、通訊技術、微電子技術等緊密結合，發展出功能更為豐富的變頻節能控制設備。如西門子公司在近年就提出了全集成自動化平臺概念，將通訊、設計、數據管理集成為一體，在變頻節能控制設備中集成變頻器、伺服裝置、控制器、通訊裝置，并嵌入全集成自動化系統模式構建起驅動系統、通訊系統、數據管理系統為一體，內置多種應用軟件的集成化變頻節能控制設備。

2.3 智能化

當前，變頻節能控制設備已經有了智能化的傾向，出現了可利用PC機完成頻率設定、參數設定、狀態給定、在線監測、遠程診斷的變頻節能控制設備。不過整體來說，當前變頻控制設備智能化水平還有所不足，需要大量人工干預。在工業自動化發展的需求下，客戶對變頻節能控制設備智能化程度的要求將不斷提高，這必將推動計算機技術與變頻節能控制設備的深度結合，促進變頻節能控制的智能化控制和智能化保護。如根據調制策略智能輸出電壓、根據編碼實現不同傳動調速需求、根據自我診斷保護方案完成相關檢測保護動作等等，這幾個方面都將成為變頻節能控制設備智能化發展的主要內容。

3 結束語

水泵變頻節能控制設備對降低能源消耗，提高生產效能有著極為重要的意義，能帶來巨大的經濟效益與社會效益。當前，水泵變頻節能控制設備已經有了較為成熟的發展，但還有很多不足的地方，不能滿足用戶全方位的需求。在未來，水泵變頻節能控制設備將不斷向模塊化、集成化、智能化方向發展，以獲得更高的應用價值。

【參考文獻】

篇3

目前，國內外許多電力拖動場合已將矢量控制的變頻器廣泛應用于通用機械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業中交流電動機的無級調速，已明顯取得節能效果并滿足工藝和自動調速要求。但在風機、水泵應用領域仍沒有得到充分應用。其主要原因是對風機、水泵類負載可大量節能了解不夠。故此，我們將風機、水泵的節能原理和應用狀況向客戶介紹。

全國風機、水泵用電量占工業用電的60%以上，如果能在這個領域充分使用變頻器進行變頻無級調速，對我們發展加工制造業又嚴重缺電的國家，是興國之策。

風機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其結構和工作原理而言，兩者基本相同?，F先以風機為例加以說明。

采用安邦信變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

由圖可以說明其節電原理：

圖中，曲線（1）為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2）為管網風阻特性（風門全開）。

假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調節風門的方法相當于增加管網阻力，使管網阻力特性變到曲線（3），系統由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調速控制方式，風機轉速由n1降到n2，根據風機參數的比例定律，畫出在轉速n2風量（Q―H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節能的經濟效果是十分明顯的。

由流體力學可知，風量與轉速的一次方成正比，風壓H與轉速的平方成正比，軸功率N與轉速的三次方成正比。采用變頻器進行調速，當風量下降到80%時，轉速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節能數字也是很可觀的,因此在裝有風機水泵的機械中,采用轉速控制方式來調節風量或流量,在節能上是個有效的方法。

同理，水泵的節能原理由下圖說明：

許多用泵場合都需在維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從左圖可知：當流量Q1降至Q2若不改變水泵轉速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2*Q2來計算，對應面積BH20Q2。原A工作點功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉速至（2）即可節能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉速運行，所需功率Q3*H1，浪費能量為FCH1HT.

與風機節能原理相同水泵電機輸出功率正比于轉速三次方關系，用變頻器進行調速，流量下降，可保持恒壓HT若轉速下降至額定轉速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉速下降到額定轉速的70%,此時軸功率是額定值的34.3%,節能達65.7%,經濟效益十分明顯。

下面舉例說明安邦信變頻器應用在鍋爐采暖系統上的節能效果。

10T蒸汽鍋爐所用電機容量如下：

引風機：55KW鼓風機：18.5KW

爐排：1.5KW給水泵：11KW(一用一備)

本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎上,同時達到節電、節煤以及環保的目的。

電機總容量=55+18.5+1.5+11=86KW

本鍋爐視為即供暖和供空調及24小時供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區和恒溫運行區的綜合節電率約在35%左右，由此：一、每月節電總量=86KW×35%×24×30=21672度

按每度電以0.75元計算，則：

10T爐的節電資金：0.75×21672度=16,254元/每月

二、每月用煤量約為750噸，按5%節能率計算：

1、每月節煤量：750T×5%=37.5噸

現按每噸煤280元計算

2、每月節煤資金：280元×37.5噸=10,500元

每月節電節煤總額：16,254+10,500=26,754元

安裝10T鍋爐的鼓、引風、給水、爐排變頻設備和安裝監測儀表所需投入220,000元，

收回投資時間：220,000元÷26,754=8.22月。

交流變頻調速是交流電動機調速方法中最理想的方案，采用變頻器對風機、水泵類機械進行調速來調節風量、流量的方法，對節約能源，提高經濟效益具有重要意義。但是，過去由于各種原因，如變頻器的價格、質量、容量等因素的約束，沒有得到廣泛應用。近年來隨著IC產業的迅猛發展，變頻器的價格大幅下降，可靠性增強，容量增大（已達到400KW），變頻器的使用已成倍增長。

目前，國內外許多電力拖動場合已將矢量控制的變頻器廣泛應用于通用機械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業中交流電動機的無級調速，已明顯取得節能效果并滿足工藝和自動調速要求。但在風機、水泵應用領域仍沒有得到充分應用。其主要原因是對風機、水泵類負載可大量節能了解不夠。故此，我們將風機、水泵的節能原理和應用狀況向客戶介紹。

全國風機、水泵用電量占工業用電的60%以上，如果能在這個領域充分使用變頻器進行變頻無級調速，對我們發展加工制造業又嚴重缺電的國家，是興國之策。

風機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其結構和工作原理而言，兩者基本相同?，F先以風機為例加以說明。

采用安邦信變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

由圖可以說明其節電原理：

圖中，曲線（1）為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2）為管網風阻特性（風門全開）。

假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調節風門的方法相當于增加管網阻力，使管網阻力特性變到曲線（3），系統由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調速控制方式，風機轉速由n1降到n2，根據風機參數的比例定律，畫出在轉速n2風量（Q―H）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節能的經濟效果是十分明顯的。

由流體力學可知，風量與轉速的一次方成正比，風壓H與轉速的平方成正比，軸功率N與轉速的三次方成正比。采用變頻器進行調速，當風量下降到80%時，轉速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節能數字也是很可觀的,因此在裝有風機水泵的機械中,采用轉速控制方式來調節風量或流量,在節能上是個有效的方法。

同理，水泵的節能原理由下圖說明：

許多用泵場合都需在維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從左圖可知：當流量Q1降至Q2若不改變水泵轉速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2*Q2來計算，對應面積BH20Q2。原A工作點功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉速至（2）即可節能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉速運行，所需功率Q3*H1，浪費能量為FCH1HT.

與風機節能原理相同水泵電機輸出功率正比于轉速三次方關系，用變頻器進行調速，流量下降，可保持恒壓HT若轉速下降至額定轉速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉速下降到額定轉速的70%,此時軸功率是額定值的34.3%,節能達65.7%,經濟效益十分明顯。

下面舉例說明安邦信變頻器應用在鍋爐采暖系統上的節能效果。

10T蒸汽鍋爐所用電機容量如下：

引風機：55KW鼓風機：18.5KW

爐排：1.5KW給水泵：11KW(一用一備)

本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎上,同時達到節電、節煤以及環保的目的。

電機總容量=55+18.5+1.5+11=86KW

本鍋爐視為即供暖和供空調及24小時供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區和恒溫運行區的綜合節電率約在35%左右，由此：一、每月節電總量=86KW×35%×24×30=21672度

按每度電以0.75元計算，則：

10T爐的節電資金：0.75×21672度=16,254元/每月

二、每月用煤量約為750噸，按5%節能率計算：

1、每月節煤量：750T×5%=37.5噸

現按每噸煤280元計算

2、每月節煤資金：280元×37.5噸=10,500元

每月節電節煤總額：16,254+10,500=26,754元

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關鍵詞：變頻器；暖通循環水泵；節能控制

前言

當前我們正面臨著能源問題和環境問題的困擾，所以當前如何減少能源浪費和保護環境已經成為了全社會非常重視的一個問題。在現代的建筑之中，暖通工程往往都是必不可少的，暖通循環系統的應用大大地改善了人們的生活質量，但是另一方面在暖通循環系統之中，水泵往往發揮著非常重要的作用，但是水泵也是較容易產生能耗的一個設備，因此在暖通循環水泵上應用相應的技術進行節能控制，既可以降低水泵的能耗，同時又能夠提高水泵的效率，使得整個暖通循環系統能夠更加的節能高效。而將變頻器應用于暖通循環水泵之中，往往能夠起到較好的節能控制效果，所以對于變頻器在暖通循環水泵上的節能控制進行研究有著非常重要的意義。

1 變頻器技術概述

1.1 變頻器的概念

所謂變頻器，實質上是一種電力控制設備，它通過對變頻技術和微電子技術的應用來對電機工作電源頻率方式加以改變，然后實現對交流電動機的控制。變頻器可以對工頻電源進行相應的轉換，然后形成另外一種頻率。變頻器的主要電路也可以被劃分為兩大類，第一類是電流型，第二類是電壓型。所謂電流型，指的是能夠對于電流源進行交流和直流變化的變頻器；而電壓型則是對于電壓源進行交流和直流轉換的變頻器。

1.2 變頻器的基本構成

變頻器實質上也是一種電力電子裝置，但是通過對變頻器節能技術的應用能夠將固定頻率、電壓的交流電進行適當的調整，使其轉換為頻率和電壓都可供調節的交流電，構成變頻器的電路實際上是非常復雜的，在其內部，主要是由主電路單元、驅動控制單元、中央處理單元、保護與報警單元和監視與參數設定單元所構成的。其中主電路單元主要是把電網電壓接入變頻器，該單元主要是由逆變器和整流器所構成的；驅動控制單元的主要作用就是用于產生相應的驅動逆變器開關信號，而且驅動控制單元是受中央處理單元控制的；中央處理單元則是對變頻器的各種外部信號進行處理，同時對內部信號進行檢測，它是整個變頻器的控制核心，對變頻器的控制主要就是依賴于中央處理單元；而保護與報警單元的主要功能就是對變頻器的故障進行檢測和報警；監視與參數設定單元主要是對變頻器的工作狀態進行監視，同時對變頻器的各項參數進行設定。

1.3 變頻器的控制方式研究

變頻器的種類有很多，所以相應的控制方式也是多種多樣的，因此依據變頻器的工作原理，大致可以將其分為以下幾種控制方式：第一是V/f控制方式。它是一種簡單的開環控制方式，而且使用該方法來對于變頻器進行控制，造價往往也非常的高，一般m用于控制精度要求較低的調速系統，比如說水泵和風機等；第二種是轉差頻率控制方式。這一種方式是在V/f控制的基礎之上發展而來的，但是轉差頻率控制方式是通過電路和速度傳感器給定轉速以及實際轉速的速度偏差信號，然后再利用控制器對于基準速度偏差值加以計算，最后得出基準同步轉速值，然后再計算出電壓控制信號以及逆變器的頻率；第三是矢量控制方式。這種變頻器控制方式屬于高精度的控制方式，矢量控制方式把一部電動機的定子電流進行了分解，將其分解為兩個部分，一個分量為轉矩電流分量，另一個分量為勵磁電流分量，通過對于二者的控制來實現對于變頻器的控制。

2 變頻器在暖通循環水泵的節能控制原理

2.1 降低電機的轉速

通過變頻器可以對于暖通循環系統中的水泵電機的頻率加以調節，而在調節其頻率之后，電機的轉速往往也就會發生相應的改變，而當電機的轉速發生變化之后，電機軸的功率也就會發生相應的改變，電機的轉速降低之后，電機軸的功率會有所提升，所以通過降低電機的轉速，能夠取得較好的節能效果。

2.2 動態調整節能

將變頻器應用于暖通循環水泵上，能夠使得水泵迅速地對于負載變動加以適應，在其適應了負載的變動之后，能夠及時地給出最大效率的電壓，從而使得電機始終保持在高效率的運行狀態，而電機的輸出效率一旦得到了提高，往往就能夠節約更多的能源，所以變頻器通過動態的調整，也能夠起到較好的節能效果。

2.3 通過變頻器自身控制方式節能

對于采用V/f控制方式的變頻器而言，在保證了電機輸出力矩的前提之下，變頻器能夠自動對于V/f曲線進行調節，適當地減少電機的輸入力矩，在輸入力矩得以減少之后，就能夠使得輸入電流也相應的減少，這樣就能夠起到較好的節能的效果。

2.4 變頻器軟啟動節能

在暖通系統之中，如果電機是全壓啟動，那么為了滿足電機啟動力矩的需求，其往往就需要從電網吸收更多的電流，而這一電流值往往會達到電機額定電流的5～7倍，所以就使得電機的啟動電流非常大，這樣不僅僅造成了能源的浪費，而且由于在啟動瞬間，電網的電壓波動會很大，所以就增加了線損。但是變頻器所采用的變頻啟動的方式，在啟動的過程中，啟動電流會從0A上升到電機的額定電流，這樣就避免了啟動電流過大，同時也減少了對于電網的沖擊，進而減少了線損，所以變頻器的軟啟動功能也能夠起到較好的節能效果。

2.5 提高功率因數

因為在暖通系統中，循環水泵的電動機是由定子繞組和轉子繞組在電磁作用下產生力矩的，但是無論是對于定子繞組和轉子繞組而言，都是具有感抗作用的，所以就會使得電網面臨感性阻抗，這樣電機在運行的過程中，就會吸收大量的無功功率，使得電機的功率因數很低。但是在應用變頻器之后，在變頻器進行整流濾波之后，電機的負載特性就會發生相應的改變，變頻器對于電網的阻抗特性是呈現出阻性的特征，所以就會大大提高功率因數，進而有效地減少了無功損耗，從而達到節能的效果。

3 變頻器在暖通循環水泵上的節能控制應用

3.1 調節水泵轉速

對于傳統的暖通循環水泵而言，其往往都是通過閥門或者擋板來對于流量進行控制，當其在額定電壓下工作時，其電動機的功率為額定功率，但是在很多時候，在暖通系統中，并不需要使用到很大的液體流量，這時即使通過閥門或者是擋板對于流量進行控制，仍然不能夠使得水泵的轉速得以降低，從而造成了能源的浪費。對于交流異步電機電動機而言，其轉速可以通過式（1）斫行計算，而對于該電動機如果通過變頻器來進行控制，就可以使得水泵的轉速得以降低，變頻器控制電動機轉速的原理如式（2）所示。這樣當電動機在較低的電壓下工作時，實際功率就會比額定功率要小得多，從而起到節能的效果。所以利用變頻器來對于水泵的轉速加以調整，節能效果是較為顯著的。而且就整個暖通系統而言，水泵是消耗能源最多的一個部分，如果能夠將節能技術應用到水泵之中，那么起到的節能效果將是十分顯著的。

3.2 在水泵并聯系統中的應用

在許多暖通系統中，往往都會將多臺循環水泵并聯進行使用，使得水泵構成一個泵系統，所以此時可以對于多臺水泵進行變頻調節，從而對于流量進行有效的控制，達到節能的目的。但是由于變頻器的成本較高，如果水泵系統中的每一臺水泵都是用一個獨立的變頻器，往往并不是十分的經濟，所以此時可以把并聯系統中的一臺水泵改為變頻調節泵，而其它的水泵保持不變，這樣也能夠達到節能的目的。因為在并聯系統之中，當其開始工作時，首先將變頻調速泵進行啟動，然后讓水泵的流量從零開始逐漸地增加，直到達到額定流量，當額定流量超過了變頻泵的最大流量之后，就啟動非變頻泵，這時變頻調速泵在得到了系統的信號反饋之后就會減小自身的轉速，從而使得泵系統的輸出總流量降低到額定要求。如果啟動一臺非變頻泵不能夠滿足流量的要求，那么就可以啟動第二臺非變頻泵，同理，如果兩臺非變頻泵也不能夠滿足要求，則可以啟動第三臺。而且依據系統對于流量的不同需求，也可以選擇不同額定流量的水泵進行搭配，從而起到最好的節能效果。

4 結束語

將變頻器應用在暖通循環水泵之中，能夠起到較好的節能控制效果，而且無論水泵的型號如何，通過變頻器處理，都能夠取得較好的節能效果，對于水泵運行的成本進行有效的控制。當前變頻器在更多的領域之中得到了廣泛的應用，不僅僅局限于循環水泵，在其它領域之中對于變頻器加以應用，也能夠起到較好的節能效果。

參考文獻

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[關 鍵 詞]熱電廠 汽動給水泵 節能

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

中圖分類號：[TM622]文獻標識碼：A文章編號：

引言

在一般地方熱電廠的設計過程中，除氧器的用汽參數均較低，多數是將在汽輪機中做過功的排汽通過減壓的方式直接引入除氧器做為加熱汽源。這部分蒸汽在減壓過程中勢必存在大量的節流損失，而如何有效地減少和利用這部分蒸汽差壓，提高熱電廠運行經濟性，一直是設計人員和電廠工程師們深思的一個問題。

本文重點介紹合肥天源熱電有限公司采用汽動給水泵工程實例，分析其可行性和經濟性,以及汽動給水泵的應用情況。

工業汽輪機的適用條件分析

近年國內許多公司相繼開發、推出熱功聯產汽輪機（小工業汽輪機），用它作為動力裝置拖動鍋爐給水泵運行。

工業汽輪機和電動機作為給水泵的兩種拖動原動機，如果不考慮適用條件，僅僅直接從動力源——蒸汽和電能的成本直接比較，工業汽輪機的運行成本是電動機的3～5倍。但如果工廠滿足下述三個前提條件，則工業汽輪機的經濟性就會體現得非常強：

① 必須有消耗低品味蒸汽的加熱器，如除氧器等；

② 熱電廠中沒有此低品味的工業抽汽或背壓排汽；

③ 工業汽輪機的排汽必須能被除氧器全部消耗完。

因為加熱除氧器內給水必須要使用蒸汽，而熱電廠中沒有此級別專供汽源，此時若沒有工業汽輪機，除氧器需用的0.2MPa低品味汽源就要從0.98MPa（各廠供汽壓力不一）的供熱蒸汽母管減壓至0.2MPa再供除氧器使用，0.78MPa的壓差白白消耗在了減壓閥上。而工業汽輪機恰恰梯級利用了此部分能量，0.98MPa的蒸汽進入工業汽輪機，背壓0.2MPa排汽入除氧器，用于加熱鍋爐給水，工業汽輪機做功拖動鍋爐給水泵轉動，節省了原用于拖動給水泵所消耗的電能。

這樣就可以有效利用除氧器加熱汽源的壓差，在幾乎不增加（少量）汽耗的情況下將泵送同樣給水量的電耗節省下來，使廠用電量大大降低，從而達到節能的目的。

汽動泵與電動泵運行經濟性比較

前面我們提到汽動泵運行經濟性，下面根據合肥天源有限公司的汽動泵運行情況（單臺給水泵），與除氧器減壓閥供汽方式下電動給水泵運行經濟性做簡要分析比較，以供參考。

經濟性比較

電動給水泵運行

6#電動泵運行期間，在接帶65t/h給水量時運行電流330 A，除氧器每小時需要減壓用汽3噸。6#電動泵為功率220KW的低壓電機，功率因素取0.85，電價取上網電價0.428元/千瓦時，蒸汽成本取140元/噸。

每小時耗電量 330×0.38×0.85×1.732＝184.6 kw.h

每小時耗電成本0.428×184.6＝79元

每小時耗用蒸汽成本140×3＝420元

加熱、輸送1噸給水耗成本（420＋79）/65＝7.677 元/t

按全年總給水600000噸計算，年運行成本 7.677×600000＝4606290元

汽動給水泵運行

1#汽動泵運行，期間接帶82t/h給水量，汽動泵每小時耗用外供蒸汽3.9噸，蒸汽壓力0.75Mpa,蒸汽溫度244℃，供熱蒸汽成本取140元/噸。

每小時運行成本140×3.9＝546元

加熱、輸送1噸給水耗成本 546/82＝6.659元/t

按全年總給水600000噸計算，年運行成本6.659×600000＝3995122元

經濟性比較

根據前面分別測算的兩種工況對比，可以明顯看出，汽動給水泵代替電動給水泵運行經濟效益非?？捎^，按照年輸送600000噸總給水量的保守估算，根據下表可以看出汽動泵運行年節約成本可觀。

汽動泵運行比電動泵運行年節約成本在611168元。

我公司單臺B0.22—0.98/0.2熱功聯產工業汽輪機采購需要36萬元，建設單臺汽動給水泵配套管道及閥門費用約8萬元左右，投資一臺汽動給水泵（較之電動給水泵）的靜態回收期約為:

（36 + 8）/ 61.1168 × 12 = 8.64 月

投產8個多月左右節約的運行成本即可收回全部投資，往后每年可為企業降低成本60多萬元，經濟效益十分顯著。

典型工況下的汽動泵運行經濟性分析

下面結合我公司一段時期的汽動泵運行經驗總結，對一些典型的運行工況分析情況做簡要說明，請各位領導指正。

大家知道我們選用汽動泵的根本目的在于：有效利用除氧用汽的減壓節流損失，降低運行廠用電成本。

但我公司目前運行的2#抽凝機組本身設計有一路二級非調整抽汽直接供除氧器用汽，流通過程中基本不存在節流損失。因此在都是蒸汽作功后排汽直接進入除氧器的情況下，就需要測算同樣蒸汽量的基礎上，是經過二抽發電進除氧器經濟還是經過汽動泵作功省電更合算了。

因為實際運行中兩種運行方式的經濟性相差微乎其微，所以我們就以兩種方式額定工況下的理論參數計算來比較。

汽動泵額定工況下運行

耗用蒸汽量4.6 t/h，節省廠用電220 kw

二抽抽汽供除氧器

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【關鍵詞】廠水泵；能源消耗；節能

1.積極實施泵站控制技術

對泵站的參數（例如流量、壓力或液位）進行控制，一是為了滿足生產的工藝要求，二是可以盡量減少能量的浪費。目前人們經常使用的方法有：一是使用調速裝置調節水泵的轉速；二是通過大小泵搭配；三是閥門控制；四是調節水泵葉片角度的調節方式；五是通過回流或瀉放的調節方式。

從多年的實踐中體會到，雖然各種方式都可以實現滿足工藝條件下的調節和控制，但是不同的控制方式或是同一種控制方式下不同的控制策略都可能會帶來不同的耗電效果，這里有一個耗電最低（優化）的運行方法和方式。為了得到這個最佳的結果，就必須對泵站的電耗因素進行定量研究，之所以提到定量而不是定性，是因為只有定量才可能對節能改造的經濟性和實現性作出判別，這就是泵站量化節能技術的本質所在。

在傳統的凈水廠設計中，進行送水泵選型時，首先考慮水泵應滿足最不利工況點的要求，即以供水管網的最高日最高時用水量和壓力來計算水泵的設計流量和設計揚程。根據此法選型的水泵雖滿足了最不利工況點的要求，卻忽略了對能耗的考慮。改變水泵的工況點，通?？赏ㄟ^兩條途徑來實現：一是調速運行，即通過改變水泵的轉速，來改變水泵的運行曲線，使水泵的出水壓力與管網實際所需一致，從而達到節能的目的。

2.改造原有水泵的技術指標

我國的水廠長期以來，采用了各種類型的水泵。在不完全以新代舊的前提下，對現有設備進行技術改造勢在必行。根據工作情況的變化合理地選用新型葉輪，是改善泵組運行提高效率的一個重要途徑。為此，根據實際運行的需要，合理選用新型葉輪。葉輪切削改造技術是水泵節能改造技術中最簡便可行、最有效的一種方法，在水廠的改造中得以廣泛應用。在水廠的改造中，無論是水泵選型，還是實施葉輪切削改造，均應根據供水管網的實際所需，以管網用水的平均流量、平均壓力作為水泵的設計流量和設計揚程進行選泵或葉輪切削計算，同時兼顧大流量和小流量兩個工況點均處于水泵的高效區間內。通過改造，水泵實際運行效率將大大提高，可大大降低能耗，不失為供水企業節能增效的重要舉措。

水泵控制閥是水廠一、二級泵房運行機組的重要組成部件，是安裝在水泵出口處一種水錘防護裝置，它的主要作用是在停泵時防止水倒流和機組高速倒轉，避免可能由此造成水泵運行機組的損壞。目前許多水廠，特別是一些中、小型老水廠普遍采用手動控制閥，止回閥，電磁閘閥或電動液壓蝶閥來控制和解決水泵機組停機時的水錘問題，但實踐證明，這種種方法對于水泵的安全運行還存在著諸多的不足，如手動控制閥就不能有效地控制因突然停電，控制閥不能及時關閉造成外管路介質對水泵機組的水錘沖擊；電磁、電動液壓控制的裝置，由于電控部分電器元件配置復雜，且容易受到溫度、濕度、頻頻動作等影響，出現故障的機率不可避免就會增多，液壓裝置出現堵塞、泄漏現象亦在所難免，何況電動液壓蝶閥中的主閥板更是在一定程度上影響著介質的輸送。所以及時制造一種全過程自動操作的新型水力閥門，無需外接壓力水便能夠自動實現水泵控制閥的緩開和緩閉是一亟待解決的重要問題。

3.積極進行水泵的更新換代

在水廠設計中，進行水泵選型時，應對水泵的運行工況進行排列分析，從水廠的投產初期、中期至達到設計規模，以及不同季節的供水量要求，和每日的供水量曲線等，都應有較深入的了解，以此來指導選用水泵，才能達到既滿足供水要求，又能節約能耗的目的。因此，推廣高效節能水泵質量技術先進，不僅在節能措施上獲得顯著的節能效果，其低噪音和低振動技術使水泵運行時，不產生環境污染，節能水泵還裝有優質機械密封，徹底根除了水泵軸向滲漏現象，有效地減少了水泵維修保養的工作時間，提高了設備使用壽命。

現在，我國已經開發了大量的水泵更新換代產品。目前一些水泵廠正在生產多種高效節能多用途水泵。由泵體、葉輪和泵軸組成，配合電機實施，泵體內設有自吸葉輪腔和離心葉輪腔兩個葉輪腔，并通過泵蓋隔開，腔內分別置有離心葉輪和自吸葉輪，自吸葉輪和離心葉輪裝在同一泵軸上，進水管與離心葉輪腔相通。本發明具有自吸泵和離心泵的雙重功能，只需在離心泵初次啟動前，將泵內注滿液體即可，省力、省時間、操作方便。在動力不變的情況下，其揚程、泵效、流量等技術性能相對已有單一泵都有很大提高，且耗能低、體積小。如博山水泵制造廠生產的DL 多級立式泵被國家經貿委評為國家級新產品，被機械部列為全國第十七批節能產品，深受國內外用戶的好評。

4.改變廠水泵變頻調速控制系統的基本設計

變頻調速的基本原理是根據交流電動機工作原理中的轉速關系：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，均勻改變電動機定子繞組的電源頻率 f，就可以平滑地改變電動機的同步轉速。電動機轉速變慢，軸功率就相應減少，電動機輸入功率也隨之減少。這就是水泵變頻調速的節能作用。

目前，國內在水泵控制系統中使用變頻調速技術，大部分是在開環狀態下，即人為地根據工藝或外界條件的變化來改變變頻器的頻率值，以達到調速目的。系統主要由四部分組成：（1）控制對象（2）變頻調速器（3）壓力測量變送器（PT）（4）調節器（PID）。系統的控制過程為：由壓力測量變送器將水管出口壓力測出，并轉換成與之相對應的 4～20mA 標準電信號，送到調節器與工藝所需的控制指標進行比較，得出偏差。其偏差值由調節器按預先規定的調節規律進行運算得出調節信號，該信號直接送到變頻調速器，從而使變頻器將輸入為 380V/50Hz 的交流電變成輸出為 0～380V/0～400Hz連續可調電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機。

5.自來水廠水泵變頻調速應用的注意事項

水泵調速一般是減速問題。當采用變頻調速時，原來按工頻狀態設計的泵與電機的運行參數均發生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調速泵并列運行的定速泵等因素，都會對調速的范圍產生一定影響。超范圍調速則難以實現節能的目的。因此，變頻調速不可能無限制調速。一般認為，變頻調速不宜低于額定轉速 50%，最好處于 75%～100%，并應結合實際經計算確定。

5.1 水泵工藝特點對調速范圍的影響

理論上，水泵調速高效區為通過工頻高效區左右端點的兩條相似工況拋物線的中間區域。實際上，當水泵轉速過小時，泵的效率將急劇下降，受此影響，水泵調速高效區萎縮，若運行工況點已超出該區域，則不宜采用調速來節能了。

5.2 定速泵對調速范圍的影響

實踐中，供水系統往往是多臺水泵并聯供水。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調速，所以一般采用調速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統中，應注意確保調速泵與定速泵都能在高效段運行，并實現系統最優。此時，定速泵就對與之并列運行的調速泵的調速范圍產生了較大的影響。主要分以下兩種情況：

5.2.1 同型號水泵一調一定并列運行時，雖然調度靈活，但由于無法兼顧調速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調速運行的范圍是很小的。

5.2.2不同型號水泵一調一定并列運行時，若能達到調速泵在額定轉速時高效段右端點揚程與定速泵高效段左端點揚程相等。則可實現最大范圍的調速運行。但此時調速泵與定速泵絕對不允許互換后并列運行。

6.結語

優化水泵的運行效果、提高效率、降低電耗，方法是多樣的，不同的水廠可根據自身的特點選擇合理的方法，或者創造有利的條件來達到優化目的。但節能工作的道路也是漫長的，需要我們不斷地去摸索和總結。只要我們能夠持之以恒，一定能把節能工作做好。

參考文獻：

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[2]姚福來.泵站節能改造的回收期計算，節能，2013年，第2期.

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關鍵詞：2DH型注水泵 節能降耗 優化配置

一、注水泵簡介

2DH型海上平臺注水泵是海洋大型石油平臺常用的一種單殼體節段式多級離心泵，設計在常溫高壓下運行，其結構包括定子部分、轉子部分、軸承部分、平衡機構、軸端密封等，輔助設備有油、電伴熱、聯軸器、測量儀表等。埕島中心三號平臺注水系統配備5臺大排量的2DH-9.02型注水泵，2臺小排量的2DH-9.01型注水泵。

2DH-9型注水泵由沈陽沈鼓克萊德聯合泵業有限公司生產，配用電機由佳木斯電機股份有限公司生產，其中型號為2DH-9.02型注水泵揚程1450m，額定排量350m3/h，電機功率2000kw，額定電壓6000v；型號為2DH-9.01型注水泵揚程1450m，額定排量250m3/h，配用電機功率1600kw，額定電壓6000v。

二、2DH-9型注水泵能耗分析

2DH-9型注水泵在埕島中心三號平臺注水系統投產運行兩年以來，總體穩定，達到設計要求。由于注水泵機組裝機功率較大，單臺泵功率在1600kW以上，由此產生的運行電費支出也十分高昂。且在投產初期，注水變頻器穩定性較差，無法達到使用要求，更造成電費支出攀升。根據數據記錄，注水單耗平均為4.7kWh/m3，處于較高指數，在目前日注水量22800m3/天的情況下，注水泵電費開支達10.7萬余元每天。

節流影響

造成節流損失的主要原因是由于注水泵的泵壓超過注水干壓很多，造成注水泵壓頭損失過多，能量浪費嚴重。在實際生產運行中，經常需要根據地層吸水情況合理調節注水量，注水泵在工頻運行過程中，只能通過調節出口閥門來調節排量，但調節出口閥門勢必會造成泵壓的改變，進而影響注水干壓，故注水泵需采用變頻調速技術合理調節運行參數，在保證注水量的同時降低泵壓。中心三號平臺2DH-9型4#～7#注水泵共用一臺變頻器，1#～3#注水泵工頻運行，故在運行過程中，工頻運行的注水泵泵壓相對較高，節流損耗也相對高。若注水變頻器發生故障，注水泵全部采用工頻運行方式，節流損耗會大幅增加，造成整個注水系統能耗上升。

三、2DH-9型注水泵優化配置

（一）設定目標

評價某套系統運行效果如何，是由其運行效率的高低決定的。在實際生產運行過程中，中心三號注水系統能耗主要由注水泵能耗構成，為明確注水系統優化配置的效果，引入注水單耗概念：即注水系統輸出單位污水需消耗的能量，單位為kWh/m3。

（二）約束條件

中心三號平臺注水系統與埕島油田注水環網相通，在注水泵運行過程中需滿足以下相應條件：

1、注水泵出口壓力約束。

目前平臺注水干壓按要求不高于9.9MPa，同時不得低于7.5MPa，正常運行情況下注水干壓在9.5MPa，調節注水泵出口壓力時需保證注水干壓在要求范圍內。

2、泵排量約束。

根據注水泵性能特性，大排量注水泵工作排量范圍在300m3―420m3，運行電流需小于200A；小排量注水泵工作排量范圍在180m3―300m3，運行電流需小于160A。

3、注水量約束。根據注水管網系統的特點，注水系統的總注水量應等于注水井組的總注入量與管網流量p失之和。因此目前平臺按要求日均注水量22800m3左右。

4、平臺現有設備約束。

根據目前平臺注水泵運轉計劃及排量要求，暫時運行3#注水泵（工頻）+5#注水泵（工頻）+6#注水泵（變頻），通過記錄運轉數據完成后，倒運為3#注水泵（工頻）+4#注水泵（變頻）+6#注水泵（工頻），再記錄數據。對比分析2種不同運行模式下的注水單耗。

（三）調整方式及步驟

由于是3臺泵同時運行，在調整參數以記錄數據時，必須統一調整，當1臺泵運行參數改變時，另2臺泵必須配合調整以滿足注水要求。

（四）數據分析

因注水泵用電量、注水單耗是設備各項運行參數互相影響的綜合表現，所以，分析某一項參數與用電量的變化并不確切，需要對主要影響參數與用電量對比，各項參數與用電量的綜合對比。

通過對2種不同運行模式的對比分析，我們可以得出以下結論：

（1）泵的運行電流由排量及干壓決定，排量提高，電流升高；相同排量下，干壓越高，電流越高。

（2）泵干壓差影響單耗，單臺注水泵的單耗隨著泵干壓差的降低而降低。

（3）注水系統整體單耗由3臺泵整體運行參數決定，通過合理調整，提高工頻運行注水泵排量，降低其泵干壓差，減少壓頭損失，變頻運行注水泵配合調整，能有效降低注水系統單耗。

（4）當大泵變頻運行時，注水系統整體單耗能較小泵變頻運行的模式降低0.02 kWh/m3，因為大泵變頻運行時，在保證注水系統穩定的前提下，變頻器頻率能將至40.8Hz，變頻運行的注水泵單耗也能降至3.43 kWh/m3。

四、結論

通過注水泵效率與電量探索實驗，在平臺日注水量22800m3情況下，運行3臺2000kW注水泵（1臺大泵工頻+1臺大泵變頻+1臺小泵工頻），通過降低注水泵泵壓與干壓壓差，減少注水泵泵頭損失，提高2臺工頻運行注水泵的排量達到較大的有功功率，降低1臺變頻運行注水泵的負荷，最終使綜合注水單耗下降0.12kWh/m3，注水泵日用電電量減少2736 kWh，預計全年電量將減少99.86×104kWh。通過對注水泵運行模式、調整參數的探索，優化了注水系統運行、達到了提高泵效、降低能耗的作用。

參考文獻

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【關鍵詞】節能；水泵效率；運行調節；切削量；電能損耗

水泵是水廠的耗能大戶，其電耗就占了制水成本一半左右，且水泵的運行效率較低，能源浪費嚴重，電機時常超負荷運行。因此，對水廠水泵機組進行節能改造迫在眉睫。合理選用水泵、提高水泵運行效率、加強運行過程中的合理調節及減少電動機的電能損耗都是水廠合理降低水泵機組的節能對策措施。下面，筆者就從這幾個方面進行入手，提出降低水泵能耗的一些建議。

1.合理選用水泵

由于技術的進步和節能意識的增強，水泵機組的節能措施也得到了不斷發展。特別是變頻技術的發展，使得選擇水泵機組的觀念也有所改變。在選擇水泵時應注意：（1）選擇高效率的水泵、電動機；（2）水泵應大小搭配，合理組合；（3）采用變頻調速泵，節約能量。

2.提高水泵的效率

提高水泵的效率，可以從減少以下方面入手。

2.1保證安裝質量 在供水系統中，主要水泵機組經常是24h連續運轉的，所以水泵很快就達到大修周期（5000h），拆卸安裝相對頻繁。當安裝精度不符合要求時，不僅加劇振動，加速磨損，也會使水泵效率降低。另外，還應該有正確的安裝高程。

2.2加強使用和維修管理 ①及時補充軸承內的油或脂，保證油位正常，并定期檢測油質變化情況，換用新油，以減少軸承內的功率損失。②根據運行情況，隨時調整填料壓蓋的松緊度，填料密封滴水宜30～60滴/min；及時更換已損壞填料，保證填料密封的良好工作狀態，減少填料函內的功率損失。③在檢修時，檢查密封環的間隙寬度，超過標準值時應考慮更換，減少容積損失。

2.3提高加工精度 粗糙的過流壁面會使水力損失和機械損失增加，效率降低。有關試驗表明：①鑄鐵泵體內壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆時的效率可提高2%～4%。②葉輪蓋板和泵體內壁過流部分的粗糙面用砂輪磨光后，水泵效率可提高2%～4%。③對葉輪片打磨后水泵效率可提高5%～6%。這種費工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水務（集團）有限公司對水泵流道、葉輪等過流面內涂NSF超滑金屬材料后，機組的綜合效率比內涂前提高了4.3%，達到了節能效果。

3.水泵運行調節

水泵房一般按枯水位設計，二級泵站則按最高日最高時的流量和揚程選泵，可實際上水源水位偏離枯水位的幅度很大，而最高日最高時的流量在一年內并不多見，所以設計時選用的水泵并不能經常在高效范圍內運行，必須進行控制，以求經濟。

車削葉輪是一種簡單又省錢的水泵節能措施，特別適宜泵站揚程變化小，但偏離水泵額定揚程甚遠的離心泵。葉輪直徑切削量的計算方法：

式中：

Q0、H0、D2-分別為水泵最高效率點的流量、揚程、葉輪直徑；

Qa、Ha、D2a-分別為水泵葉輪切削后的流量、揚程、葉輪直徑。

葉輪的切削量與其比轉數ns有關，ns越高則允許的切削量越小，最大切削量與ns的關系見表1。

切削量太大將使水泵的效率明顯下降。低比轉數離心泵切削后，應把葉片末端銼尖，可以使水泵的流量和效率略有增高。

水廠高、低峰供水期泵站揚程變化較大，可以準備幾個大小不同的葉輪，隨時更換，對節能是有幫助的。例如某水廠對1999～2001年的泵站報表進行統計分析，該泵站高峰供水時期揚程在0.56MPa左右，而低峰供水時期則為0.53MPa，對其1#、2#機組分析見表2。

高效點的揚程為0.62MPa，比高、低峰時期的水泵揚程都高，說明葉輪直徑偏大了，應該考慮切削。按上述公式計算，在高峰供水時應使用

當泵站揚程變化幅度較大，而且多年平均的揚程與水泵額定揚程相差甚遠，不宜采用切削葉輪的方法時，可以采用調節轉速的節能方法或采用切削葉輪和調節轉速相結合的節能方法。

最佳轉速的計算方法：

式中：

Q0、H0、n0-分別為水泵最高效率點的流量、揚程、轉速；

Qa、Ha、na-分別為水泵最佳轉速時的流量、揚程、最佳轉速。

例如，某水廠取水泵站5臺離心泵機組是按最高日最高時的流量和揚程選取的，設計揚程26m，而常年實際運行揚程只有18m，機組運行效率只有50%左右，葉輪氣蝕嚴重，單位電耗大。后來，更換了5臺機組的電機，將機組轉速從700rPmin變為585rPmin后，機組平均效率提高到70%，避免了氣蝕，達到了節能降耗的目的。

4.電動機的節能途徑

減少電動機的電能損耗的主要途徑是提高電動機的效率和功率因數。

（1）采用無功功率補償，提高電動機功率因數，降低電耗量。對于功率因數低的電動機，應該采取措施進行補償。并聯電容器是一種經濟的補償方法。

例如，某小型加壓站有2臺機組，未改造前，電機實際功率因數為0.79，當機組啟動時，啟動壓降較大，加上供電線路產生的壓降，導致380V母線電壓不穩定，影響其它電氣設備的正常運轉。后來，2臺水泵電機都安裝了電容補償裝置，電機功率因數提高到0.93，解決了上述問題，同時，降低了線路損耗，由變壓器至電機這段線路上線損降低了2.75；由變壓器供給電機的無功電流減少了，相當于提高了變壓器的供電容量約30.8kW。

（2）改變勵磁電流，調整同步電動機的功率因數。

（3）防止異步電動機的空轉。例如，施耐德電氣公司的Sepam系列電動機保護裝置具有的相欠電流保護功能，就能有效防止異步電動機的空轉。

（4）定期檢修電動機，提高檢修質量，提高自然功率因數。

5.結語

總之，水廠水泵機組的節能降耗關鍵是保證水泵在高效運行，減少無謂的浪費。對于水廠而言，應結合自身的實際情況，選擇節能潛力大，節能效果好，投資回收快的水泵節能對策。毫無疑問，節能技術的進步，不僅意味著能源消耗大幅度降低，還將大大地提高企業的核心競爭力，對企業的可持續發展具有重大深遠的意義。

參考文獻

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【關鍵詞】 水廠泵站節能

隨著水廠的逐漸繁榮和發展,目前水廠泵站技術也正在完善,節能方面的技術也得到了提升,但從目前水廠泵站技術節能的現狀來看,主要存在以下問題:(1)節能不明顯:從當前水廠泵站的使用現狀來看,在滿足用戶基本需求及供水壓力的情況下,開并聯泵組的時候,一般來說水泵節電的可能性很小,甚至不會節電。當只使用一臺調速泵時,節電的可能性也很少或是不節電,因此總體上來看,水廠泵站運行過程中節能效果不明顯。(2)無法保持最低單位的電耗值:當工況點、管網參數等情況發生變化后,在泵站系統滿足基本工況的條件下,調速系統時常會出現運行不穩定的現象,從而造成了節能效果不能保持最低的單位電耗值。

1 泵站節能技術現狀

在泵站系統的工藝參數、設備參數等確定的情況下,通過利用最小二乘法理論找出H-Q之間的函數關系,運用并聯泵特性曲線擬合法,從中設計出一個最能減少能耗的運行方式和調速方式。優化泵組合方案不能夠使得每臺水泵都實現最優,是水泵優化組合的整體效果。從目前水廠泵站的技術現狀來看,對泵站的參數進行控制,其目的在于滿足基本的生產工藝要求和盡可能減少能量的浪費。就目前的應用現狀來看,主要采用的方法是:(1)調節水泵的轉速,主要通過調速裝置來實現,從而滿足基本的工藝生產要求;(2)通過大小泵的搭配,實現不同工況下對水泵的不同程度需求;(3)通過控制閥門來調整泵站的節能;(4)采用調節水泵葉一片角度的調整方式對水泵進行調節;(5)采用回流或瀉放的方式對水泵進行條件。

就上述方法來看,雖然這些方法都可以實現在滿足基本工作條件下對水泵耗能進行調節,但是不同的控制方式,所帶來的控制效果也存在較大的差異,有的耗電多,有的耗電少,因此在要實現水泵最優的水泵節能現狀,就需要對水廠泵站的電耗因素進行定量研究。

2 節能技術設計

2.1 工藝流程

泵站的工藝流程主要首先將水經過混合、沉淀以及過濾等工序處理后送入4個清水池,再由送水泵站送往市區不同的管網中去。水泵開停的臺數需要根據清水池的水位、服務壓力以及流量等參數進行優化組合,并且使用PLC的I/O接口及時傳送給力控組態軟件的實時數據庫,從而能夠實時對各個機泵的運行情況進行監督;排水泵的開停應該根據集水坑的具體水位來確定,真空泵的開停則需要根據真空吊水的具體情況來確定。在電氣回路過程中,高低壓開關柜倒閘需要由人工來進行操作,電量和儀表數據來記錄自動傳輸,從而便于值班人員對整個水泵的運作情況進行監督和管理,值班人員可以從顯示屏上及時地看到每臺虛擬水泵的單位流量電耗值和其他參數。

2.2 控制流程

控制流程的設計來看,要實現水廠泵站的節能,則可以采用現場手動控制、半自動控制方式以及全自動控制方式,當運行機泵出現故障時,能夠通過備用機泵的自動開啟。通過設置“虛擬水泵”的參數,同時在顯示屏上顯示“虛擬水泵”的理論Q-H特性曲線和管網特征曲線。基于“虛擬水泵”對應的理論單位流量電耗值,選擇”虛擬水泵“方案,并且輸出所選的方案。在機泵正式啟動之前,對清水池的水位情況進行自動化監測,并且對泵的停止狀態、運行狀態以及故障和非故障狀態、變頻器狀態以及閥門位置狀態等進行統一的自動檢驗。一旦發現不正常和故障,停止開泵,當信號正常時,則依次啟動調速泵、定速泵,并且自動打開對應的水閥門。當“虛擬水泵”運行正常后,從顯示屏上監控“虛擬水泵”理論特性曲線與“虛擬水泵”實際疊加后動態特征曲線的擬合情況,從而能夠幫助值班人員及時了解“虛擬水泵”的工況點是否能夠運行正常,當“虛擬水泵”的實時單位流量電耗值超過理論單位流量電耗值,系統則會發出預警,及時通知值班人員,從而能夠保證“虛擬水泵”的工況點能夠在高效范圍中運作。一旦出現信號不準確的情況,管網壓力及流量即使能夠滿足要求也不能開泵,并且要發出預警信號。此外,每一臺機泵運行的實際電流量也需要嚴格檢測,當實時電流超過了本身正常情況,并且延時8秒時,發出故障報警信號并且緊急停泵。泵站如果未按照程序進行操作或是出現故障則發出報警。每臺泵站電機發生故障,都可以自動關閉相應的閥門,并且發出故障報警信號,同時備用泵自行投入運行。PLC接到關泵指令時則優先關閉對應出水閥門,水泵再停止運轉。排水泵的控制邏輯和高、低壓配電的監控參數則由PLC單獨進行控制。

3 實際應用

從節能技術的實際應用情況來看,在對原有水泵設備進行改造以前,應該首先使用“泵站目標電耗測算軟件”對水廠泵站系統進行分析和測算,通過最優的泵站組合和技術應用,使得水廠泵站在節能發面獲得提升。關于水廠泵站的量化節能研究,國內已經率先取得了許多實質性的緊張,其主要標志在于作為國家科技部的重點成果在實際應用中得到了較廣的推廣。泵站目標節能系統由上位機、目標電耗控制拒、在線節能控制軟件、組態軟件等組成。上位機和目標電耗控制柜主要是通過MPI總線來連接,目標電耗控制柜則由PLC以及繼電器等共同構成。模擬量輸人如流量、壓力、液位、電流等為1-5V電壓信號,模擬量輸出如變頻器轉速控制信號為4-20mA電流信號。目標電耗控制系統采用手動和機動兩種組合的控制方式,從而能夠方便用戶的選擇和使用。系統通過軟件信息系統能夠對泵站系統起到綜合的調節和穩定作用,從而為延長泵站的使用壽命,減少能耗具有重要意義。

綜上所述,通過使用泵站目標電耗測算系統對泵站運行情況進行分析和監測,一旦發現故障和異常能夠及時發出預警,并且能夠對節能效果進行預測,從而使得水廠泵站能夠實現最優的節能效果?？偟膩碚f,運用水廠泵站節能技術對于降低能耗,提高系統運行的穩定性具有重要意義。

參考文獻:

[1]姚福來等.泵站節電潛力的量化計算[J].變頻器世界,2002(6).

[2]姚福來等.水泵變頻調速的節電量計算及系統設計[J].北京:科學出版社,1998.

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【關鍵詞】變頻 循環水泵 節能

中圖分類號：U464.138+.1文獻標識碼： A 文章編號：

今天，中國已經步入一個新的歷史發展階段，高能耗、高污染的粗放型增長方式日益面臨挑戰，以提高能源等生產要素利用效率為核心的集約型增長方式和低能耗、低污染、低排放的低碳經濟，已成為中國未來經濟發展的方向。低碳節能的大趨勢對中國傳統高能耗產業影響最為直接，如何大幅降低能耗、節約能源，已成為傳統行業和高能耗企業共同面臨的迫切問題。

循環水泵在熱力行業中使用較多，是集中供暖用電能耗中的主要設備，變頻技術在循環水泵中的應用能大幅度降低電耗，這項技術已應用于各種節能設備中，其節電效果非常明顯。本文將以不同參數的兩臺變頻循環水泵作為實驗設備，在同一工況下按實驗設計的要求采集數據，分析并得出結果，作為更好、更節能的使用變頻循環水泵的依據。

1 實驗設計

本實驗中使用兩臺不同參數的變頻循環水泵，共同接入同一管網中，管網為密閉式，管網定壓為0.4MPa，兩循環泵分別在同一正常運行條件下調節頻率，通過實驗儀表記錄不同頻率下循環水泵的流量、功率，做出實驗曲線，擬合頻率與流量、功率之間的函數方程，總結實驗結果。

2 實驗設備參數

2.1 1#變頻循環水泵參數：

流量：50m³/h揚程：32 m轉速：2900r/min配套功率：7.5kW

2.2 2#變頻循環水泵參數：

流量：80m³/h揚程：32 m轉速：1450r/min配套功率：11kW

3 實驗數據

3.1 1#變頻循環水泵實驗數據：

表一：

3.2 2#變頻循環水泵實驗數據：

表二：

4 繪制實驗曲線

4.1 1#變頻循環水泵實驗曲線

圖一 圖二

2#變頻循環水泵實驗曲線

圖三 圖四

5 擬合曲線方程，檢驗數據的準確度

5.1 1#變頻循環水泵頻率與流量擬合曲線方程

將頻率作為自變量x，流量作為因變量y，根據圖一所示曲線，擬合該曲線方程為：

y=-2.629+1.374*x

通過回歸分析軟件檢驗方程的擬合度： t檢驗法呈高效顯著，方程有很好的擬合度，說明1#變頻循環水泵頻率與流量為線性方程，線性擬合較好。

5.2 2#變頻循環水泵頻率與流量擬合曲線方程

將頻率作為自變量x，流量作為因變量y，根據圖二所示曲線，擬合該曲線方程為：

y=-5+1.6*x

通過回歸分析軟件檢驗方程的擬合度： t檢驗法呈高效顯著，方程有很好的擬合度，說明2#變頻循環水泵頻率與流量為線性方程，線性擬合較好。

5.3 1#變頻循環水泵頻率與功率擬合曲線方程

將頻率作為自變量x，功率作為因變量y，根據圖三所示曲線，擬合該曲線方程為：

y=0.022*x-0.001*x2+0.00008093x3

通過回歸分析軟件檢驗方程的擬合度： t檢驗法呈高效顯著，方程有很好的擬合度，說明1#變頻循環水泵頻率與功率為曲線方程，曲性擬合較好。

5.4 2#變頻循環水泵頻率與流量擬合曲線方程

1#變頻循環水泵頻率與功率擬合曲線方程

將頻率作為自變量x，功率作為因變量y，根據圖四所示曲線，擬合該曲線方程為：

y=0.944-0.126*x+0.006*x2

通過回歸分析軟件檢驗方程的擬合度： t檢驗法呈高效顯著，方程有很好的擬合度，說明2#變頻循環水泵頻率與功率為曲線方程，曲性擬合較好。

6 實驗結論

6.1 通過所得流量方程計算，當頻率給定為40Hz時，1#變頻循環水泵流量為52m³/h，已達到額定流量，2#變頻循環水泵流量為59m³/h，達到額定流量的74%，故在使用條件容許的情況下，優先選用額定轉速較高的水泵，可提高使用效率。

6.2通過所得功率方程計算，當頻率給定為40Hz時，1#變頻循環水泵功率為4.46kW，為額定功率的60%，2#變頻循環水泵功率為5.5kW，達到額定流量的50%，故在選用水泵時，優先考慮不超過40Hz時滿足使用要求。

6.3根據以上流量與功率方程，在使用流量為50m³/h時，1#變頻循環水泵功率為4.46kW，2#變頻循環水泵功率為3.94kW，可見2#循環泵比1#循環泵少消耗功率0.52kW，但2#循環泵及配置比1#循環泵配置高、價格高，須考慮成本優勢，根據實際情況選用。

變頻循環水泵的合理使用可節約40%—50%的電能，這項技術已大量被生產企業所使用，電量消耗成本大幅降低，并且大大延長了水泵的使用壽命，但變頻器的維護保養和安全穩定性要作為主要檢查項目，使生產安全、環保、節能。

參考文獻：

[1]徐奇．變頻技術在集中供熱系統節能運行中的應用研究．北京建筑工程學院．碩士學位論文．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