藍桃生

（紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建 龍巖 364200）

根據(jù)三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式n=60f/p，電動機工作頻率和電動機轉(zhuǎn)速呈正比，這也就意味著，以頻率作為變量，電動機轉(zhuǎn)速可以得到有效控制。正基于此，變頻調(diào)速技術得到了廣泛應用，在采用變頻調(diào)速技術進行水泵節(jié)能改造時，其運行效果、應用場合也有所不同，在具體應用時需要予以充分考量。一般來說，變頻調(diào)速技術主要是通過改變電動機運行頻率來改變電動機運行速度，并根據(jù)實際負荷進行調(diào)整，以此避免大馬拉小車，起到節(jié)能降耗的作用，對電動機本身也能起到較好的保護效果。本文立足于此，首先探究水泵運行時存在的問題，之后就如何更好的將變頻調(diào)速技術應用于水泵改造中進行策略探究。圖1 為變頻調(diào)速基本原理圖。

圖1 變頻調(diào)速基本原理

1 水泵運行中存在的問題

一般來說，造成水泵能耗過大的原因中，除了機器本身內(nèi)部零位件磨損以及安裝精度不夠等外，也與水泵性能未能高效利用有關。在充分運用水泵性能并促使水泵對工作任務做出適應的情況下，可充分采用變頻調(diào)速技術，以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)、電動機能效比，更多的節(jié)約能源。變頻調(diào)速技術應用于水泵運行時，除了需要根據(jù)需要選擇具有更好適應性的變頻解決方法外，變頻調(diào)速實際效果還與水泵質(zhì)量、連續(xù)工作周期、有形損耗、適配電動機功率等有關。在水泵運行過程中過多重視變頻設備的性能，對水泵的適用性、維護、輪替等重視程度不夠，減弱變頻效果的同時，也對水泵造成損耗，面對于此，日常運行過程中應予以充分重視。

2 變頻調(diào)速技術應用于水泵節(jié)能改造的策略

2.1 根據(jù)需要選擇合適的變頻技術

在水泵節(jié)能改造上，優(yōu)先可采用變頻調(diào)速進行改造，其對泵站的運行穩(wěn)定性、節(jié)能性能等方面帶來的好處顯而易見。一般來說，也不能單純的注重水泵節(jié)能性能，而忽視改造成本問題，水泵改造成本過高，會占用設備維護、管道鋪設、配套設備等方面的成本。所以水泵節(jié)能改造以經(jīng)濟適用性為前提，合理選擇變頻調(diào)速技術。另外，在電網(wǎng)電壓電流存在較大的起伏波動時，為了充分保障水泵的使用壽命，則可采用變頻調(diào)速技術進行改造，一方面，可起到較好的節(jié)能效果，改善了電網(wǎng)電源質(zhì)量，另一方面，也可充分的保護設備工作的穩(wěn)定性，避免起伏波動較大電壓電流對水泵電動機核心組件產(chǎn)生沖擊，造成設備損毀，尤其是保護電路無法有效發(fā)揮作用的情況下，更需為水泵電動機設備增加安全保護。

在生產(chǎn)中，為了充分保障泵站的運行效率，除了要對泵站進行規(guī)劃外，還需要注重水泵配套設備協(xié)同改造以及選型，以便能進一步增加泵站的節(jié)能效果。例如保障車間一級水站水泵節(jié)能改造中充分考慮了設備成本、選型與節(jié)能等因素，成功完成泵站改造。原泵站設計一備一用，采用的水泵電動機型號為Y315L2-2，配套啟動設備為自耦降壓啟動，在運行過程中，配電總柜的功率因數(shù)較低，自耦降壓啟動柜故障率較高，無法滿足正常生產(chǎn)需要，同時對電動機運行帶來安全隱患，急需進行改造。將自耦降壓啟動柜更換為通用變頻調(diào)速器，同時充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會影響電動機的功率因數(shù)和效率，且原電動機屬于高耗能落后機電設備，所以在選擇電動機時，考慮到這種情況，將電動機更換為YE3 系列超高效率變頻電動機，僅此新型節(jié)能電動機本身節(jié)能相比原電動機可提高8%以上。經(jīng)變頻改造后，可根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，適時調(diào)整水泵運行頻率，降低了電動機運行電流，電動機溫升減小，泵站運行穩(wěn)定，故障率明顯降低，不但提高了泵站設備運轉(zhuǎn)率，而且泵站配電系統(tǒng)功率因數(shù)由原先的0.85 提高到0.95 以上，長期運行節(jié)能效果明顯。

2.2 充分確保水泵工作質(zhì)量

機械的工作效能很大程度上依賴于設備的質(zhì)量，水泵同樣如此，在對水泵進行變頻技術節(jié)能改造時，除了注重變頻技術的實用性外，還要對變頻技術在水泵運行表現(xiàn)出的性能進行充分的把握，以期能充分的促使水泵運行保持穩(wěn)定、節(jié)能。因而在進行節(jié)能改造時，應當對水泵的質(zhì)量進行嚴格把控，首先注重水泵密封性、外殼材質(zhì)抗酸堿腐蝕特性等，避免水泵運行過程中，受水質(zhì)的影響，工作性能無法得到發(fā)揮，除了直接破壞變頻效能外，還會對水泵輸送、增壓能力產(chǎn)生負面影響，同時會增加泵站的維護成本。其次，注重變頻調(diào)速器的參數(shù)調(diào)整，確保變頻啟動性能穩(wěn)定。最后，液體類別、流量等應在變頻設備控制范圍內(nèi)，避免液體密度過大，增壓效果不佳，造成擁塞等，導致水泵效能不佳，對水泵的工作質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。例如，水泵效能的發(fā)揮并非單純的由水泵決定，應根據(jù)不同輸送液體介質(zhì)的性質(zhì)，選定不同性能的水泵，同時配套選用不同工作原理、性能變頻調(diào)速器，如V/f 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等，這樣可以較好的保障水泵運行質(zhì)量，發(fā)揮水泵效能。

2.3 注重設備維護保養(yǎng)

變頻技術的運用雖然會增強水泵運行的穩(wěn)定性，但并不能充分的消除設備故障率，尤其是在工業(yè)領域，精密設備在惡劣的工作環(huán)境下，一般是需要進行全面深入的檢修、維護，來延長設備連續(xù)工作期限，減少設備故障停機時間。一般來說，對設備的維護保障首先需要進行定期或計劃檢修，對核心組件、次要部件，按照理論連續(xù)工作周期及工作強度，定時進行點檢、故障排查、注油潤滑、清洗等，保證機械設備能時刻保持穩(wěn)定狀態(tài)。其次，對設備工作中出現(xiàn)的異常震動、噪音、運行電流異常、壓力流量異常等狀況，應當予以充分重視，及時進行故障排查，確保設備工作質(zhì)量，提高設備運轉(zhuǎn)率。而對設備配套的變頻調(diào)速器控制主板進行定期除塵，檢查接插件、端子的緊固情況等。同時積極改善設備運行環(huán)境，保持環(huán)境整潔，提高設備運行的可靠性。例如，水泵崗位操作工人日常按點檢周期進行定期定點保養(yǎng)，并做好記錄。在進行巡查、操作時，如果發(fā)現(xiàn)水泵工作震動異常明顯，可能由于水泵葉輪損壞、軸承磨損或聯(lián)軸器偏心等故障，應及時通知機械維修人員檢查處理，消除水泵運行安全隱患，避免對水泵造成不可修復的故障，同時也節(jié)省維修費用，達到節(jié)能降耗的目的。

2.4 注重水泵自動化改造

調(diào)節(jié)范圍較大且較為復雜時，人工操作可能存在較多誤差，在連續(xù)變動過程中，也可能會對水泵產(chǎn)生損傷，因而，進行水泵自動化改造，可大大減少人工操作強度，提高水泵運行穩(wěn)定性，進一步增強水泵運行效能。例如，選礦車間工業(yè)水泵房進行自動化改造，考慮經(jīng)濟適用，技術先進因素，增加觸摸屏與小型西門子S7-200 進行自動化改造，操作工人僅通過觸摸屏就可對水泵運行頻率、周期、流量、壓力閾值等進行設定，按生產(chǎn)工藝要求適時降低電動機運行頻率，優(yōu)化運行參數(shù)，同時合理選擇水泵開停機時間，避峰填谷，進一步增強節(jié)能效果。

3 結語

在實際工業(yè)生產(chǎn)中，采用變頻調(diào)速技術對水泵進行節(jié)能改造時，一般可以從選擇合適的變頻技術、充分保障水泵工作質(zhì)量、注重設備維護保養(yǎng)、注重水泵自動化改造四方面予以把握，使水泵運行更加穩(wěn)定可靠，更加節(jié)能高效。