1、泵與風機變速調節的假設干問題 泵與風機變速調節的假設干問題 摘要：本文介紹了泵和風機的調節變速，并對節能降耗進行了分析，希望能夠給讀者提供一些借鑒和參考。 關鍵詞：泵；風機；變速調節；節能 一、前言 當前，我國能源消耗巨大，為經濟的開展造成了一定阻礙。設備能耗的浪費也十分驚人。運用變頻調速技術能夠有效降低能耗，提高設備的效率。 二、變速調節與節能 多年來，在降低泵與風機耗電方面做了不少工作，如改變“大馬拉小車、切削葉輪、取消壓頭富裕泵的中間級、采用高效泵與風機、合理選型和配套以及經濟調度等。然而泵與風機由定速電動機傳動而以閥門和擋板調節造成的電能巨大浪費卻迄今未能消除，而大約有70%的泵與風機

2、在運行中調節流量，解決這一問題的主要途徑在于采用變速傳動。 自70年代以來，世界上一些工業興旺國家紛紛開發研制變速調節的新設備，現在已有大量泵與風機采用變速傳動。例如，美國為了改善調峰運行的經濟性，首先是把給水泵改為調速泵，其次是把風機改成調速風機。現已有46%的給水泵和46%的風機改為雙速或變速驅動。過去，我國泵與風機所以長期未能廣泛采用變速傳動，主要原因在于缺乏實用的變速傳動裝置。近年來，由于電子元器件和逆變器的突破性開展，PWM技術和微機控制的應用以及機械變速裝置的進步，采用交流電機變速傳動已日益獲得良好的條件，并逐漸成為企業在節電方面的主要途徑。國家計委和經委已將變速傳動列為全國重大節

3、能措施之一。據資料介紹和實際應用說明，泵與風機采用較低效率的變速裝置，一般可節電%，而采用高效率的變速裝置，節電率可達%，如四川江油電廠的一臺引風機由單連鼠籠式改為雙速，其耗電量比原擋板調節降低了%。 三、節能主要原理 一般而言該系統中泵和風機在轉矩、轉速力一而多呈現正相關：轉速和軸功率、速度和轉矩這兩組中每組前者的平方剛好和后者成正比。所以，根據這個特點，只需要對轉速或者速度進行適度的調整就能夠實現對軸功率和轉矩的調節，從而實現節能的目的。為了能夠很好的分析出哪種力一式能夠更好進行調度，分別使用出口擋板控制和入口擋板控制的兩種方式進行分析。出口擋板由于開度和阻力成反比，因此比擬不適合在大區域

4、的地方進行流量調節。入口擋板雖然沒有出口擋板開度和阻力成反比的問題，但是開度減小時會出現流量和軸功率均下降的現象，囚此其節能效果也相比照擬差。圖1.圖2、圖3是該變頻技術在電機系統中的主要節能原理顯。 四、變速調節的實現 改變轉速的方法主要有以下幾種： 1、通過改變機械裝置的傳動比來改變轉速。裝置需要配置相應的變速齒輪或那么皮帶輪，這是一種有級變速調節。 2、對于300MW以上機組的鍋爐給水泵，由于普遍采用汽輪機驅動，因此可以通過改變汽輪機的進氣量來調速，這種方法是一種無級變速調節。 3、采用液力禍合器進行調速。所謂液力禍合器，它是一種利用流體的動能來傳遞能量的機械，能夠實現無級調速，而且調速

5、范圍較大，比節流調節節省能量。但是這種方法調速精度不高，設備初期投資較大。 4、變極調速。通過改變電機定子的極對數來改變異步電機的轉速，大中型異步電機一般采用雙速電動機進行變極調速。 5、變頻調速。變頻調速是基于電動機轉速與工作電源輸人頻率成正比的原理，采用變頻器改變電動機定子端輸入電源的頻率來改變電動機轉速的調節方法。變頻調速是最理想的調速方案，具有調速效率高，調速精度高的特點，而且可以在較大范圍內實現無級調速，并且可以實現軟起動從而可以減少對設備的機械沖擊和對電網的電流擊。隨著科技的進步和工業的開展，變頻設備的價格呈下降趨勢，由于其節能效果顯著，因而在中小型電機調速得到了應用。但是在國內還

6、沒有成熟的高壓大容量變頻設備，這也限制了其應用和推廣。 五、泵與風機系統中變頻技術應用的分析 通過上文的分析可以發現在泵以及風機系統當中應用變頻技術，將能夠有效實現節能。下面，筆者將以某泵系統與以及風機系統作為具體實例，具體分析了節能技術的應用能夠節約的能源與帶來的效益。改造時，設計的具體參數值如下：總功率為100kW，功率為10kW，轉數為1590轉/分，風量為11800立方米/時，臺數為2，型號為JQ726。應用變頻技術后的運行力一式具體為，當系統處十低負荷狀態時，同時運行兩臺風機，保持較低的轉數，當處十高負荷狀態時，出口壓力那么出現下降的現象；當下降信號被PLC和檢測出時，系統將以恒定壓

7、力的方式送風。 1、實施改造的具體操作程序 首先要將控制設備安裝好，總的安裝費用是20.5萬元；其次，將電動機、變頻器以及風機連接在一起，并將旁路控制設備安裝于變頻器當中，以確保在變頻器出現故障的情況下，不對電動機的正常運行造成影響。最后，當流量信號以及出口壓力信號被發出后，將其引至控制柜。 2、系統的組成與功能 應用變頻技術的風機系統中包括了變頻柜、PLC以及變頻器等設備，以上變頻設備具有多個方面的功能。 可以根據流量以及壓力的不同，對轉數進行自動調節：同時，也可以采用手動裝置進行人工調節。 如機組所承受的負荷在50%以上時，系統將會運行雙臺風機，鼓風時采用恒壓的力一式；如機組所承受的負荷在

8、50%以下時，系統將會運行單臺風機，鼓風時采用加壓的方式。 在運行電動機的過程中，如出現了不良狀況，如短路、過流以及欠壓等，系統將會自動啟用相應的保護功能。 3、應用變頻技術之后，所獲得的節能效果 應用變頻技術對風機系統進行改造之后，其運行效率得到有效提高，并降低了能耗，主要表現在以下幾個方面。 PLC技術與自動調速技術的應用，使系統運行時的自動化水平得到大幅度的提高，調節風量的能力也得以提升，防止了不根據情況，而以恒定的方式來調節風機的現象，節約了電能。 應用變頻技術對風機進行改造之后，電動機轉速的調節實現了自動化，調節手段也變得相對簡單，同時電動閥被變頻器取代，排除了一些潛在的平安隱患。

9、在運行風機的過程中，能夠根據具體的負荷，調整輸出的功率，防止了過大功率造成的浪費，減少了電力能源的使用。如在本例當中，將變頻技術應用在風機系統之后，可減少使用29.6%的電能，平均每年可以節約的電費約為17萬元左右。經過改造之后，風機系統具備了多項報警功能以及保護功能，從而使風機設備的使用壽命得以延長，并減少了維修設備的費用。 六、建議 1、在相似工況下泵或風機的流量與轉速成正比，軸功率與轉速的三次方成正比。對于運行中需要調節流量的泵與風機，采用變速調節代替節流調節可以大幅度地節約電能。 2、對于母管制供水系統。水泵最優轉速確實定是有等式和不等式約束的非線性規劃問題，可采用約束變尺度法求解。 3、合理地選擇泵與風機調節方式，降低它們的電耗對我國能源節約具有重大意義，建議有關部門研制出本錢低、易推廣的變速裝置，有條件的單位希望采用變速裝置。 4、對于采用微機管理的用戶，工況變動時很容易實現泵與風機最優轉速的開環監控；而對于使用微機控制的用戶，只需增加少量的設備就可實現泵與風機最優轉速的閉環控制