自來水廠水泵變頻器節(jié)能改造探究

　　節(jié)能 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：我國70%以上的發(fā)電總量都損耗在電動(dòng)機(jī)上，水泵、風(fēng)機(jī)占整個(gè)消耗總量的40%。通過電機(jī)變頻能代替原有流量調(diào)節(jié)，平均每個(gè)小時(shí)可以節(jié)約300到400億千瓦。在自來水廠中，變頻器主要用來泵房取水、送水，除了節(jié)電，它還可以調(diào)整平滑取水的流量以及送水壓力，進(jìn)而滿足供水工藝與制水要求。

　　一、自來水廠水泵變頻節(jié)能原理

　　在大多數(shù)改建、新建的自動(dòng)化水廠泵房中，都配備了變頻器，在改善工藝的同時(shí)，進(jìn)一步降低能耗。在這過程中，變頻器控制方式與PLC、手動(dòng)運(yùn)行模式基本上一致，通過控制箱就能現(xiàn)場切換。在水廠泵房送水中，通過PLC自控系統(tǒng)以及PID調(diào)節(jié)，不僅能讓變頻器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速，還能保障恒壓供水，即使在無人值守的泵房，也能進(jìn)一步提高水廠生產(chǎn)效率與安全性。在變頻器取水中，通過PID以及PLC調(diào)節(jié)，不僅能讓變頻器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，還能讓清水始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)，在無人值守的泵房中，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)、高效的供水。在自動(dòng)化水泵房控制設(shè)計(jì)中，通常由清水位控制送水泵房壓力控制和變頻器頻率，通過改變送水泵房變頻器工作狀態(tài)，影響水壓力，它清水池時(shí)間滯后影響尤為突出，同時(shí)還會(huì)絮凝池、平流池、濾池水流量對(duì)水位的影響也很大。因此，用清水池水位對(duì)水泵房機(jī)組節(jié)能的方法對(duì)節(jié)能改造沒有太理想的效果。負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的平方以正比例關(guān)系呈現(xiàn)是水泵的主要特點(diǎn)，同時(shí)，軸功率和轉(zhuǎn)速的立方額成正比例關(guān)系。Q：Qo=n：no，H：Ho=（n：no）2，P：Po=（n：no）3，其中no為額定基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，n是運(yùn)行轉(zhuǎn)速，Ho是no的揚(yáng)程，Qo是no的流量，H是n的揚(yáng)程，Po是no的功率，同時(shí)P也是n的功率。對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的泵負(fù)載，有一個(gè)和高低差具有實(shí)際聯(lián)系的揚(yáng)程，在變頻運(yùn)行或者調(diào)速中必須特別注意。

　　在實(shí)際工作中，運(yùn)行點(diǎn)一般由管路對(duì)曲線進(jìn)行阻擋，H到Q之間的交點(diǎn)對(duì)其也有重要作用。如：80%以上的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)不會(huì)在C區(qū)域，而在D區(qū)域。同時(shí)，軸功率必須考慮相似的問題，也就是說工作點(diǎn)不能和立方曲線直接交叉。也就是說，在相同的轉(zhuǎn)速下，揚(yáng)程越大，流量降低的比例就會(huì)越大，當(dāng)轉(zhuǎn)速范圍縮小到一定范圍時(shí)，節(jié)能效果也會(huì)隨之降低。

　　在轉(zhuǎn)速節(jié)能效果控制與閥門控制中，如果自來水廠流量從1.0轉(zhuǎn)換成0.5，在閥門控制中，利用關(guān)小閥門讓相關(guān)曲線的阻抗由R1變成R2，此時(shí)的工作點(diǎn)也會(huì)從原來的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)；如果使用的是轉(zhuǎn)速控制，在同一阻抗曲線中，R1就會(huì)從A點(diǎn)直接移動(dòng)到B點(diǎn)。在P到Q軸功率特性曲線不變的情況下，100%的閥門轉(zhuǎn)速就會(huì)直接從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)；在轉(zhuǎn)速控制中，它會(huì)在實(shí)際揚(yáng)程的控制功率上，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，和閥門控制結(jié)果相比，它能得到相當(dāng)于BD一樣的節(jié)電。如果使用的是變頻調(diào)速，由于實(shí)際揚(yáng)程相對(duì)較小，所以軸功率會(huì)越來越接近曲線立方關(guān)系，此時(shí)調(diào)速產(chǎn)生的節(jié)能效果就會(huì)更大。

　　對(duì)于自來水廠的水泵，由于需要隨時(shí)向供水系統(tǒng)補(bǔ)水，所以在不同的時(shí)段區(qū)域以及不同的季節(jié)，用水量存在很大不同，需要補(bǔ)充的系統(tǒng)和流量壓力也存在很大差異。傳統(tǒng)的節(jié)能方法是，調(diào)節(jié)揚(yáng)程壓力與節(jié)水流量，不僅浪費(fèi)資源，流程也相當(dāng)麻煩，需要較高的成本，同時(shí)還會(huì)造成大量的機(jī)械損耗。