宋剛 鮑文霞

中核工程咨詢有限公司 北京 100071

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高能耗問題日益突出，水泵電機運行費用也變得越來越高，其運行壽命也變得越來越短。因此，我們需要對水泵技術進行創(chuàng)新，以最大限度地保護電機，減小電機系統(tǒng)的能耗，提高電機的運行效率。下面通過筆者的實際工作經(jīng)驗，探討了變頻技術在電機水泵中的應用，通過變頻技術在電機水泵中的應用，實現(xiàn)了電機系統(tǒng)的節(jié)能效果[1]。

1 變頻器在水泵節(jié)能改造中應用的必要性

變頻器是一種全新的電力控制設備，是在微電子技術、變頻技術作用下，優(yōu)化電機運行過程中的電源頻率，動態(tài)控制交流電動機運行狀態(tài)。變頻器具有多樣化優(yōu)勢，比如，結(jié)構(gòu)簡單化，高節(jié)能性、高效率。在運行過程中，變頻器會在改變電動機電子供電頻率的基礎上，順利實現(xiàn)自身具有的變頻調(diào)度功能。在變頻器作用下，電機工作頻率、轉(zhuǎn)速屬于正比例關系，也就是說，電機轉(zhuǎn)速處于最大值，電機頻率也達到最大化[2]。同時，水泵傳統(tǒng)調(diào)度方法是在動態(tài)控制出入口擋板、閥門的基礎上，科學調(diào)節(jié)水泵運行中的給風量、給水量，有著較高的輸入功率，擋板、閥門二者截流中能源消耗量較大，導致水泵運行經(jīng)濟效益不斷降低，水泵節(jié)能改造勢在必行。變頻器在水泵節(jié)能改造環(huán)節(jié)的應用可以最大化降低水泵運行能源消耗量，具有較好的節(jié)能性能，日常運行也更加安全、可靠，利于企業(yè)降低水泵運行方面投入的成本，具有較好的運營效益。

2 給排水水泵電機系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能的重點與優(yōu)化建議

2.1 變頻調(diào)速節(jié)能的重點

抗電磁干擾的能力是節(jié)能控制系統(tǒng)必須具備的，安裝抗電磁干擾裝置能夠有效避免非正弦波的干擾，確?？刂葡到y(tǒng)的計時器、傳感器與電腦主機等儀器的平穩(wěn)運行。換句話說，在優(yōu)化變頻調(diào)速系統(tǒng)時，禁止改變系統(tǒng)中零件設備與其他零件的正常數(shù)據(jù)。一旦變頻調(diào)速中發(fā)生故障，例如水量系統(tǒng)故障等，系統(tǒng)會立即發(fā)出有關指令控制系統(tǒng)運行將采用恒功率的方式，減少對系統(tǒng)水量的影響。一般來說，一旦控制系統(tǒng)產(chǎn)生故障，系統(tǒng)內(nèi)部的報警裝置能夠及時發(fā)出警報，有關管理人員應及時維修、檢測相關設備，并啟動備用系統(tǒng)。

2.2 科學設計水泵變頻調(diào)速

在應用變頻器過程中，企業(yè)要根據(jù)水泵運行狀態(tài)，科學開展水泵變頻調(diào)速設計工作。企業(yè)要借助超聲波液位計，準確測量出水泵集水井液位具體高度，將數(shù)值轉(zhuǎn)化為標準電信號，并傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)中，再進行合理化計算；在對比、分析數(shù)據(jù)的基礎上，獲取所需的偏差數(shù)值，將其轉(zhuǎn)化為水泵實時調(diào)節(jié)信號，傳輸?shù)阶冾l調(diào)速器中，科學轉(zhuǎn)變水泵輸入的交流電，使其成為不間斷可調(diào)電壓和頻率作用下的交流電，供給運行中的水泵電機，優(yōu)化水泵變頻調(diào)速設計[3]。同時，企業(yè)要注重水泵供水系統(tǒng)的優(yōu)化設計，以水泵最大化供水量為基點，結(jié)合水泵運行狀態(tài)，科學設置變頻調(diào)速裝置，有效彌補傳統(tǒng)水泵調(diào)速缺陷，科學解決水泵供水問題，促使供水系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行中，自動化控制水流量，避免出現(xiàn)嚴重的水資源浪費問題。在此過程中，企業(yè)要根據(jù)水泵工藝特征、水泵運行情況與水泵電機運行效率，準確把握水泵調(diào)速范圍，優(yōu)化利用變頻調(diào)速方法，避免水泵電機輸出功率、水泵機組功率等受到影響，提高供水過程中水資源利用效率，也使水泵在變頻調(diào)速作用下具有較好的運行經(jīng)濟效益。

2.3 給排水水泵電機變頻調(diào)速的優(yōu)化建議

假設給排水水泵電機系統(tǒng)使用三臺水泵，綜合考慮給排水系統(tǒng)的實際情況，堅持改動最小、經(jīng)濟性最優(yōu)等原則對電機拖動系統(tǒng)技術優(yōu)化，實現(xiàn)給排水電機拖動系統(tǒng)安全、可靠地運行。企業(yè)應在可考慮編程邏輯控制器與變頻器的基礎上，完善排水電機拖動系統(tǒng)建設[4]。從表1數(shù)據(jù)看來，在變頻條件下，水泵電機的運行電流為287A，額定功率為220kW，運行功率為153kW；在同一頻率情況下，水泵電機的運行電流為416A，額定功率為220kW，運行功率為153kW，功率因素為0.75。在其他條件相同的情況下，1號電機與2號電機相比，前者的運行性能要更加平穩(wěn)，設備的平均運行電流低于287A，實際節(jié)電效率可達40%以上，節(jié)能降耗效果十分顯著。采用帶可編程邏輯控制器的控制方式。目前，邏輯電子電路控制方式、帶可編程邏輯控制器的控制方式、單片微機電路控制方式被廣泛地應用于給排水設備的控制中。邏輯電子電路的控制方式的使用成本較低，然而其自身的局限性較大，抗干擾度與控制精度較低，難以滿足實際需求。單片微機電路控制方式其性能要優(yōu)于邏輯電子電路控制方式，但其仍有一定的不足。單片微機電路發(fā)生故障時，有關人員必須修復整條電路才能有效處理故障。帶可編程邏輯控制器的控制方式具有較大優(yōu)勢。例如通過對電機速度進行調(diào)整能夠改變水壓。當程序接受相關壓力信號時，借助調(diào)節(jié)器能夠較為精確地計算分析壓力信號，并在分析后可以及時傳回變頻信號。給排水水泵帶電系統(tǒng)變速調(diào)節(jié)采用帶可編程邏輯控制器方式，能夠使系統(tǒng)恒壓供水，節(jié)約系統(tǒng)的運行成本[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，就變頻調(diào)速技術在某水泵電機中的應用進行了探討，實踐證明，變頻調(diào)速控制系統(tǒng)具有節(jié)能經(jīng)濟效果，在實際應用中，水泵電機可采用變頻調(diào)速技術來實現(xiàn)節(jié)能，不僅可以節(jié)約資源、保護環(huán)境，而且能夠保持電機的性能，延長電機的使用壽命。故探討變頻技術在電機水泵中的應用具有較高的應用價值和推廣意義。