水泵的节能改造项目-论文

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新疆有色金属

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水泵的节能改造项目张洪彬

(新疆众和股份有限公司乌鲁木齐 8 3 0 0 1 3 )

新疆众和股份有限公司某车问的铸造生产线用泵，通过叶片的旋转将能量传递给流体，现有设备为水是循环水循环使用，供应主要采用三台水泵进行叶片泵。

供应，当初设计两用一备。

柬口

1存在的问题自投产以来，使用一台泵压力不够，两台泵压

力太大，存在“大马拉小车”现象，水泵的豁余量较大。生产所需水压为 0 . 4—0 . 6 M P a,为保证压力， 采用调节水泵阀门来进行控制供水压力。但存在的问题是阀门调整会导致水泵电机的电流增大，使水泵电机过负荷运行。为解决此问题，在出水图 1恒压变频调速供水控制系统的结构图

管连接一管路会水池进行泻压，以保证铸造的压在本设计供水系统中，初步拟定水泵的数量及力。虽然依靠此方法解决了设备问题，但存在较工作方式为：主水泵 2台，备用水泵 1台。 大的能源浪费。 主水泵和备用水泵都在变频器拖动下工作。工 2改造思路及方案作方式是二用一备，即：二台水泵工作另一台水泵备通过仔细地研究，决定根据现有设备设计制做用。当一台水泵出现故障时，另一台水泵投入运行。一

套符合实际生产的方案。

在正常工作时，只有一台水泵工作，当达到用水

2 . 1设计依据

高峰时第一台水泵变频达到 5 0 H z时水泵由变频运 ( 1 )所需供水的最大流量为： Q= 1 6 o m / h、最大转变为工频运转，变频器自动甩开第一台水泵。第

扬程为 H= 7 6 m。

( 2 )进水口直径是： D= 1 5 0 mm。 ( 3 )高峰时，供水所需的最大压力为： 6 MP a。

二台水泵开始进入变频运转，保持管网中的压力恒定。第三台水泵处于备用状态。2 . 3设备选型

根据以上的要求，对恒压变频调速供水控制系由于交流电动机的转速是定速的、固定不变的， 统进行初步设计和设备选型。 因

此，在实际工作中，若不采用调速节能方式，水泵 2 . 2初步设计电动机的转速就不能随着不同需求的水压变化而变根据设计依据并结合实际工作情况，对恒压变化，这样，将会造成机械设备空耗能量，产生大量的频调速供水控制系统的结构初步设计形式见图 1。 电能消耗和机械磨损，经济性较差。为使水泵交流由设计的改造构可以看出，该系统的主要设备电动机的转速随水压变化，就要对交流电动机的转含有：水泵、阀门、管道都为原有设备。只是增加了速进行调节变速。 变频器、压力传感器、接触器进行电气控制即可实现 2 . 4交流变频器恒压控制。2 . 4 . 1水泵类变频器

对于水泵风机这类流体机械负载，其特性是：输元，其性能的优劣，直接关系到整个控制系统是否能出转矩 T与转速 n的平方成正比，即： T￣ n 2,因此，对这正常工作，在设计选型水泵时，一般选用叶片式离心类机械在变频调速时，采用减转矩变频调速，可以提

在恒压供水变频调速系统中，水泵作为执行单

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增刊 1

高变频调速装置的综合效率。B T 1 2 S变频器是用于控制三相交流电动机速度的

3 . 1压力变送器的要求

( 1 )测量精度高，测量误差小。 ( 2 )工作稳定性好，抗干扰性好。( 3 )响应速度快。

变频器系列，该系列有多种型号，频率范围从 7 . 5 k W~2 5 0 k W。B T 1 2 S变频器特别适用于水泵的驱动。

B T 1 2 S变频器由微处理器控制，并采用具有现代

( 4 )输出的信号符合标准要求，即：电流为 4~ ( 5 )使用及维护简单、方便。

技术水平的绝缘栅双极性晶体管作为功率输出器 2 Om A, D C电压为 1~5 V . D C。

件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多

样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而 3 . 2 E J A 4 3 0 A系列压力变送器的特点降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能 ( 1 )系列压力变送器是引进具有世界先进水平为变频器和电动机提供了良好的保护。2 . 4 . 2主

要特点

的国外名牌厂家的元件制造而成的。( 2 )这种压力变送器是扩散硅压力变送器。即

( 1 )采用模块化结构，组台灵活、调试简单、便变送器核心部件压力传感器，是由硅杯传感器和隔捷。

离膜片(不锈钢或陶瓷 )及内充硅油组成。被测介

( 2 )具有 7个可编程的数字输入， 2个模拟输入质压力直接作用于传感器膜片上，使膜片产生与介 ( 0—5 V、 4—2 0 mA), 1个模拟输出 1 m A, 2个的继电质压力成正比的微位移，通过内充硅油传递到传感器输出， 1个多功能输出端子 (集电极开路输出，允许器上，并使硅片上的刻蚀电阻发生变化，经过电子负载 2 4 V D C/ 5 0 mA)。 四台水泵电动机，实现多泵循环控制。即：一台用变

电路的放大处理，便将压力信号转换为标准的电信

( 3 )电动机分级运行控制，一台变频器可以控制号输出。

频器控制转速，其余两台作为辅助水泵。 ( 4 )变频器工作温度范围为：一 1 0~+ 4 0℃。可

4实施过程压力变送器是将被测的非电物理量液体的压力

转换成使用的电流或电压信号，传送至变频器改变以实现手动和自动互换操作。 ( 5 )变频器具有过载、过电压、欠电压、过温保护电机转速来达到所需要压力的控制要求。通过购买变频器及配套的压力传感器，安装完功能，具有短路保护和接地保护特性。 进入设备调试。一台水泵安装工频电转动，即 ( 6 )对电动机具有过热保护、闭锁保护和防止电毕后，动机失速。

5 O H z正常启动，另一台由变频器拖动，变频器的工

( 7 )具有比例、积分、微分( P I D )控制功能的闭环作状态始终是由压力变送器传输来的反馈信号来控制的。当系统水压过低时，从压力变送器传来的控制。 ( 8 )具有线性 v, f、平方V, f、可编程的 V/ f特l生。2 . 4 . 3森兰变频器的容量确定

反馈信号到达变频器的P I D。经 P I D的调节是水泵的转速升高。当系统水压过高时，就要求水泵的转

采用变频器驱动交流异步电动机调速，在电机确速降低。

定后，通常是根据电动机的额定电流来选择变频器。 额定输出功率为 2 2 k W,额定输出电流为4 l A。

5实施效果改造完毕后，投人使用后。即达到节能的效果，又

3压力变送器的选择

保证了压力的恒定，为车间铸造生产工艺提供了保压力变送器时将被测的非电物理量液体的压力障。经计算为每年节电率 3 0%,每年节约 1万余元。 转换成使用的电学物理量电流或电压，传送至控制收稿： 2 0 1 5 - 0 3 -3 0器，达到所需要的控制要求。

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