李衛(wèi)國(guó)

（天津市勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué)校,天津 300380）

在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中，水泵是一項(xiàng)十分重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，而水泵電機(jī)又是整個(gè)水泵工作的動(dòng)機(jī)，其在為我們創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來(lái)了巨大的能量消耗，傳統(tǒng)的水泵電機(jī)往往具有能耗大、污染大的特點(diǎn)，而這與低碳、環(huán)保、節(jié)能、綠色的發(fā)展理念是背道而馳的。所以作為工業(yè)企業(yè)必須對(duì)其進(jìn)行有效的改進(jìn)和優(yōu)化，而加強(qiáng)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用則更有效的滿足這一理念，所以必須加強(qiáng)對(duì)其的應(yīng)用。

1 某工業(yè)企業(yè)水泵電機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀分析

該企業(yè)屬于中小型企業(yè)，主要從事磨具半成品加工，每天企業(yè)內(nèi)需要使用的水為12m ，而為了應(yīng)對(duì)自來(lái)水供水不足，企業(yè)在廠區(qū)內(nèi)設(shè)置了蓄水池、污水處理池各一個(gè)，每天泵入水量所消耗的電能為企業(yè)總耗電量的5%，但是水泵電機(jī)占據(jù)了這5%電量的95%，屬于高能耗的水泵電機(jī)，因此企業(yè)每年的電能消耗居高不下，在企業(yè)節(jié)能改造過(guò)程中，該企業(yè)對(duì)其節(jié)能性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合評(píng)估后，決定采用高效水泵電機(jī)，并將其與變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，最后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其不僅能確保其工作效率，還能有效的降低能耗，從傳統(tǒng)的5%降低到4.2%，從傳統(tǒng)的95%降低到70%。所以以下筆者結(jié)合該企業(yè)的改造實(shí)踐，就水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用提出以下幾點(diǎn)分析。

2 水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)踐分析

2.1 應(yīng)用原理分析

由于傳統(tǒng)的水泵電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中其速度是固定的，該企業(yè)在沒(méi)有改造之前所采用的水泵就是固定轉(zhuǎn)速，在利用其為水泵提供驅(qū)動(dòng)的同時(shí)通過(guò)控制閥空間管道流量的變化。而采取這一方式主要是在用水量大的時(shí)候最為適用，而且需要水泵在額定條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，那么此時(shí)的運(yùn)行效率就會(huì)得到最大化的發(fā)揮和利用，但是在用水量減少后，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)將出水量減小，達(dá)到控制流量的目的而這時(shí)候水泵的運(yùn)行和出水量之間存在的壓差較大，而水泵又在額定功率下運(yùn)轉(zhuǎn)，而這就會(huì)導(dǎo)致很多能量隨著水流而消耗，因而通過(guò)閥門(mén)控制流量會(huì)損失巨大的能力，帶來(lái)較大的能耗。該企業(yè)在意識(shí)到這一點(diǎn)之后，就在改造中及時(shí)的采取變頻調(diào)速技術(shù)控制水泵電機(jī)，不僅能滿足流量控制的需要，而且能節(jié)省能耗。這主要是利用了該技術(shù)的壓力傳感器所釋放的電能信號(hào)，使得水泵電機(jī)所需的電流隨著流量的變化而變化，其轉(zhuǎn)速隨著水量的需要而針對(duì)性的進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到良好的節(jié)能效果。就其應(yīng)用原理來(lái)看，主要是利用壓力傳感器轉(zhuǎn)化的電信號(hào)，將電信號(hào)與壓力值進(jìn)行比較并運(yùn)算，再把運(yùn)算的結(jié)果轉(zhuǎn)換成頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，再將調(diào)節(jié)信號(hào)傳送給變頻器，從而達(dá)到調(diào)整水泵電機(jī)電源頻率的目的，最終控制水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 影響節(jié)能效果的幾點(diǎn)原因

該企業(yè)在最初運(yùn)行采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的水泵電機(jī)之后，發(fā)現(xiàn)其所取得的節(jié)能效果并不明顯，經(jīng)過(guò)不斷的分析總結(jié)和實(shí)踐，影響其節(jié)能效果的原因主要有以下幾點(diǎn)：

一是調(diào)速范圍過(guò)大。當(dāng)水泵電機(jī)的調(diào)速范圍較大時(shí)，將會(huì)對(duì)水泵自身效率和電機(jī)效率帶來(lái)影響。就水泵自身來(lái)看，其最佳的運(yùn)行狀況主要取決于其運(yùn)行工況點(diǎn)由于管路特性曲線的變化，只有水泵效率較高，并確保管路壓力得到有效控制，就能實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的最大節(jié)能。然而就最初的運(yùn)行來(lái)看，采取變頻調(diào)速技術(shù)仍沒(méi)有確保各工況點(diǎn)始終運(yùn)行在水泵調(diào)速的高效區(qū)域之內(nèi)。而這主要就是由于調(diào)速范圍過(guò)大所導(dǎo)致。當(dāng)水泵電機(jī)的輸出功率過(guò)度的傾向于額定的功率時(shí)，導(dǎo)致電機(jī)的效率快速下降，加上頻率低下，同樣會(huì)對(duì)電機(jī)效率帶來(lái)影響，族中使得水泵機(jī)組效率較低，從而難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，加上自冷電機(jī)處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)情況時(shí)，就會(huì)由于風(fēng)量不足而對(duì)其散熱帶來(lái)影響，而這就會(huì)對(duì)電機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。這同樣是調(diào)速范圍過(guò)大所導(dǎo)致。所以必須對(duì)調(diào)速范圍進(jìn)行有效的控制。

二是調(diào)速泵調(diào)速范圍受限。由于供水系統(tǒng)需要多個(gè)水泵采取并聯(lián)的方式進(jìn)行供水，常見(jiàn)的聯(lián)合供水主要采用定速泵和調(diào)速泵，而定速泵和調(diào)速泵難以高效運(yùn)行，并在并列運(yùn)行下的定速泵協(xié)同工作的影響下，導(dǎo)致調(diào)速泵的調(diào)速范圍受到限制。所以在調(diào)速時(shí)，應(yīng)盡可能地將變頻本的工況點(diǎn)設(shè)置在水泵的高效區(qū)，并盡可能地靠左邊，此時(shí)的調(diào)速范圍最大。

三是調(diào)速供水方式不同。在采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)時(shí)，所采用的調(diào)速供水方式不同，那么其所取得的經(jīng)濟(jì)效果也不同。常見(jiàn)的變頻供水方式主要有變頻恒壓和變頻變壓的方式，但是變頻恒壓的供水方式?jīng)]有意識(shí)到當(dāng)供水管路的流量較小時(shí)，由于水頭損失小，但是其導(dǎo)致能量的浪費(fèi)較大，因而其經(jīng)濟(jì)性就會(huì)較差，這也會(huì)因此提高企業(yè)的能耗。所以為了節(jié)能，應(yīng)盡可能地選取變頻變壓的方式進(jìn)行供水。

2.3 應(yīng)用要點(diǎn)

在應(yīng)用變頻技術(shù)時(shí)，主要是在變頻調(diào)速的同時(shí)改變定子電壓，只要確保轉(zhuǎn)矩不變，就能預(yù)防鐵芯發(fā)熱。所以對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用主要就是采用不同電路的變頻器。常見(jiàn)的主要有以下幾種。一是交-直-交變頻器。它是由三個(gè)環(huán)節(jié)組成：可控硅整流電路，其作用是將電壓、定頻率的交流電路變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流電；可控硅逆變電路，其作用是將整流電路輸出的直流電變換為頻率可調(diào)的交流電；濾波環(huán)節(jié)，它在整流電路和逆變電路之間，一般是利用無(wú)電源電容或電抗器對(duì)整流后的電壓或電流進(jìn)行濾波。二是交-交變頻器。它是由兩組反并聯(lián)的整流電路組成，直接將電網(wǎng)的交流電通過(guò)變頻電路同時(shí)調(diào)節(jié)電壓和頻率，變成電壓和頻率可調(diào)的交流電輸出。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐性的分析具有十分重要的意義。作為企業(yè)必須在日常工作中切實(shí)加強(qiáng)節(jié)能改造工作的開(kāi)展，在淘汰老舊水泵電機(jī)的同時(shí)，還應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，掌握其應(yīng)用原理的同時(shí)分析和總結(jié)影響節(jié)能效果的因素，才能更好地促進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用成效。

[2]欒海彥.淺析水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(16):104.

[3]王瑞玲.水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用探討[J].河南科技，2014(04):94-95.