本站原创摘 要：伴随着我国工业产业快速发展的势头,我国的电力行业也取得了飞速的发展,但不容忽视的就是能源的浪费相当的惊人.目前,我国的水泵、风机、空气压缩机总量在不断地上升.但系统实际运行效率却十分的低,但其损耗的电能在全国总发电量中所占的比重却是相对较高的.产生这种现象的原因就是许多风机、水泵的拖动电机均处于匀速运转状态,但是生产中需要的风、水流量等的要求是处于变工状况运行,另外许多企业在进行系统的设计时,选择了容量较大、系统匹配不合理的系统,大量的能源就这样被造成了浪费.
关 键 词：水泵,节能,变频
0引言
据相关资料显示,我国的泵类配套电机的耗电量在全国总耗电量中所占的比例在20%左右.但是,泵的实际运行效率确实十分的低下,有的水泵运行效率甚至连30%都达不到,而且,最不容忽视的就是现有的泵对能源造成的浪费确实十分巨大的.所以,在泵行业中采取有效的节能措施是十分有必要的.
1水泵的节能原理
依据工作的需要,对水泵运行时工况点的流量、位置以及扬程等参数进行合适的调整,就会满足新的工作需要.水泵的工作点是由管道的阻力曲线R-Q与水泵的性能曲线H-Q的交点来确定的.所以,这两条曲线中的任意一条的位置或者形状发生了变化,水泵的工作点位置就会随之发生变化.因此,从原理上来说,泵工作点的调节是通过改变R-Q曲线或者H-Q曲线来实现的.
如图所示（图1）,水泵的管道阻力曲线1同特性曲线3的交点A就是水泵运行时的工况点.利用阀门对其流量进行控制调节时,随着阀门的关小,流量也会随之相应的减少,这就使得阀门的摩擦阻力增大.当管道阻力曲线由曲线1移至曲线2时,水泵的运行工况点也由A变成了B,但是扬程却由He上升至了H2,流量Q由Qe降低到Q1,若进行变速调节,在曲线1保持不变的情况下,泵的特性曲线就取决于转速的大小,将曲线3移至曲线4的位置,泵的运行工况就从A移至到了C,扬程由He降至H3.
依据下列公式可以求得泵在B点的功率大小,同样利用上述公式可以求出泵在C点的运行功率大小,而两点的运行工况只差可以用公式来表示.当我们用阀门对流量进行控制时,有的功率被白白浪费掉了,也就是上图中的阴影部分所表示的能量.从图上可以看出,耗能量的大小与阀门的控制大小有着密切的关系.检测设,我们不用控制阀门的大小来控制流量,而是换成控制泵的转动速度,通过实验我们不难得出随着泵压头的输出量的不断降低,阀门上小号的功率是可以避免的.因此,我们在对时常改变运行工况的泵进行调解时,改变泵的运行转速是一种十分有效的节能方法.
我们可以通过以下公式得出：泵的功率与转速的立方成正比.检测设,将转速下降1/2,那么功率就会下降1/8.可以说功率同转速成立方次的降低关系,所以说,降低转速是快速降低运行功率的一种切实可行的方法.
例如图2所示的泵的运行效率曲线,因为A、B运行工况点的转速是相同的,所以A、B两点会在同一条曲线上,而C点是在转速调整后的曲线上.由于B、C两点的流量是相同的,从图上可以看出B点的运行效率是远小于C点的运行效率的.这就进一步说明转速的改变对泵工作效率的改变有着密切的关系.
2泵类常见的几种调速方法
正如我们所想的一样,泵类调速的方法有很多.通过不同层面的比较,我们会得出这么一个结论：变频调速在这些方法中是综合性能最好的一种方法.变频调速自身的低频转速、工作效率、动态响应、抗干扰能力等方面的优越性是其它方法无法比拟的.
在国外的泵行业,变频调节技术发展、应用的非常快.经过大量的实践证明,应用变频技术来调节泵的工作,其节能效果是十分显著的.其主要的优点有以下几点：
（1）调速范围广,其调速范围通常会到达20：1,而且在调速允许的范围内均具有较高的调节效率,
（2）调节效率高.如果泵采用变频调节技术,其节能量相对于之前来说是相当可观的.可以说变频调节技术是一种十分高效的调速方法,
（3）对泵的相关调节阀、管道等的使用寿命均有延长的作用,部件的使用寿命延长,相应的就会使部件的维修、更换费用降低,大大减少了人力、物力的投入,
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（4）软启动的实现,使得泵在启动时对电网的冲击力减小,当泵停止工作时可以实现软停车,十分有效的防止了水锤现象的出现,
（5）应用变频调节在一定程度上对噪音的减小有限制作用.
（6）变频设备一旦发生故障,泵可以立即退出运行,并改为电网直接对其进行供电,这对泵的持续工作不会带来太多的影响.
3变频技术的实际应用
我们以55kw大型水泵为例.对于类似这种运行工况范围变化较大的泵,我们要采用变频节能技术对其进行改造.依据其额定功率的大小,选择水泵专用变频器、相配套的专用风机对其进行改造.检测设我们改造完成后其市场价在三万元左右.如果按改造后可节约用电量35%来计算的话,一台每天运行10小时以上的水泵一年可节约用电的费用在四万元以上,即一台改造后的水泵可以在不到一年的时间里将成本收回.所以,运行工况的范围是相对较大的泵类,采用变频节能技术改造是十分有必要的.
但是,变频器调节法不是万能的.对于自身成本较低的家用或者小型泵站使用的潜水泵等,一般不建议采用这种初投资大、改造复杂的的变频器节能技术.因为变频器的和水泵本身想比,变频器的远高于水泵自身的,而且不是短期的成本回收期.所以,对于运行工况不经常改变或者运行工况变化范围小的泵,采用变频调速节能的技术也不是其降低能耗的最有效方法.
4变频调速泵应用时要考虑的因素及目前的行情
4.1变频调速泵应用时要考虑的因素.
（1）水泵的工艺特点对调速范围的影响.
（2）定速泵对调速范围的影响.
（3）电机效率对调速范围的影响
4.2目前的行情
经过大量的市场调研,我国的变频技术只有在近几年才有了大幅度的发展.相比于前几年高的变频技术而言,如今的变频技术正在向节能、环保、可持续发展的方向改进,而且变频器的也日渐降低,性价比也在不断提高,这是变频技术得以推广的一个重要因素.但是还有一个最不容忽视的问题那就是成本问题,如果能够研发出低廉、性价比高的变频器,能够使得变频器的投资,在短时间内得以将成本收回,相信变频器的应用会更加的普遍.现在,世界上一些先进国家的变频技术正在向可靠性能高、功能多样化、变频器小型化、抗公害等方面发展.而我国变频器的市场也在向世界看齐.相信泵变频调速技术必将会得到广泛的应用.
5结束语
变频技术在水泵行业的大量应用,原因在于其拥有显著的节能效果、安全可靠的工艺和性能良好的调速效果等优点.现如今的社会,正在向资源节约型、环境友好型的社会转变,能源的节约是世界广泛关注的一个问题.把如今的电子电力技术同先进的计算机技术融合起来,形成的节能高科技装置势必会得以推广,而且这对把劳动的生存率升高以及节能减排有着十分重要的意义.