水泵变频改造节能计算

供热行业风机水泵变频节能改造

内容提要：在工业生产中，风机和水泵是应用最为广泛的机械设备。供热行业中，热源锅炉、换热站的主要附机设备就是风机和水泵。其耗电量占到用电总量的80％以上，可见风机和水泵的变频改造具有很大的节能潜力。风机和水泵都属于平方转矩类型的负载，如采用变频控制，将具有显著的的节能效果。同时由于变频器具有高的可靠性和可控性，可以方便地和上位机、DCS等控制系统连接，实现远控自控，提升系统的自动化程度。所以，在供热系统中推广使用变频器具有广泛的实际意义。

关键词：供热、风机、水泵、变频、节能改造

一、变频器的基本工作原理

变频器的主要控制对象是三相鼠笼式异步电动机。异步电机的同步转速为：

n0=60f/p

f—电源交变频率，单位Hz； p—电机定子磁极对数。

异步电机轴输出速度为： n=(60f/p)(1-s) s—转差率

由上式可见，改变电机的供电频率即可改变电机的转速，这就是变频器调速的基本原理。

二、水泵和风机工作特性

供热系统中，水泵绝大多数是离心式水泵，风机为离心式风机，二者工作特性基本相同，都属于平方转

2 0 1 5拄D O I: 1 0 . 1 6 2 0 6￣ . c n k i . 6 5— 1 1 3 6/ t g . 2 0 1 5 . S 1 . 0 3 5

新疆有色金属

9 5

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

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新疆有色金属

9 5

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

摘 要

水泵的变频改造遵循了“最小改动，最大可靠性，最优经济性”原则，为3台水泵电机进行了“一拖三”改造，优点是3台电机可选定一台专用变频电机作为基本变频运行，另外2台工频运行或工频备用。

根据水泵工作原理与运行曲线，可以得到100％转速运行曲线，这条曲线配合水泵在不同流量运行时的特性曲线（阻抗曲线）可以得到在未应用变频调速情况下使用阀门调节控制流量、压力。理论上，全流量工作时，采用变频器和阀门调节时，输入的功率一致，当水泵运行点由100％流量点移动到80％流量时，如果采用变频器拖动水泵后，其节能效果明显。因此在理论上，采用变频器改造水泵后，将会取得很好的节能效果。由流体力学可知流量Q与转速n的一次方成正比，压力H与转速n的平方成正比，轴功率Ps与转速n的立方成正比，即Q∞n，H∞n2，Ps∞n3。当所需要的流量减少，水泵转速降低时，其轴功率按转速的三次方下降。

变频改造以后，循环泵调节阀门一直处于全开状态，对其维护量大大减少。变频启动时电机转速从零逐渐平稳的升到所需转速，没有任何冲击，电流从零开始上升，不会超过额定电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用，

摘 要

水泵的变频改造遵循了“最小改动，最大可靠性，最优经济性”原则，为3台水泵电机进行了“一拖三”改造，优点是3台电机可选定一台专用变频电机作为基本变频运行，另外2台工频运行或工频备用。

根据水泵工作原理与运行曲线，可以得到100％转速运行曲线，这条曲线配合水泵在不同流量运行时的特性曲线（阻抗曲线）可以得到在未应用变频调速情况下使用阀门调节控制流量、压力。理论上，全流量工作时，采用变频器和阀门调节时，输入的功率一致，当水泵运行点由100％流量点移动到80％流量时，如果采用变频器拖动水泵后，其节能效果明显。因此在理论上，采用变频器改造水泵后，将会取得很好的节能效果。由流体力学可知流量Q与转速n的一次方成正比，压力H与转速n的平方成正比，轴功率Ps与转速n的立方成正比，即Q∞n，H∞n2，Ps∞n3。当所需要的流量减少，水泵转速降低时，其轴功率按转速的三次方下降。

变频改造以后，循环泵调节阀门一直处于全开状态，对其维护量大大减少。变频启动时电机转速从零逐渐平稳的升到所需转速，没有任何冲击，电流从零开始上升，不会超过额定电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用，

变频器在改造油水泵中的应用

[摘要] 对总装车间油水泵的变频调速进行了简要的综述，详细说明了变频调速的原理、实施和重大作用，并强调说明变频调速已在我厂大功率油水泵中得到推广。

[序言]

变频调速已经在我厂升降电梯和机床简单数控系统中得到了较为广泛的应用，但由于大都是控制小功率的电机，数量少，因此所需费用低；大功率的电机（50KW以上）所配变频器在5年前费用都很高，大概一台在5万左右，因此我厂总装南北厂房辅机房内油水泵在建设时均未考虑变频调速方式。随着变频技术的快速发展（体积小、重量轻、价格低、性能稳定），我厂新建海水泵站和60米加长辅机房内大功率电机均采用了变频技术。 [初步尝试]

我厂在大功率变频器的尝试是从总装车间北厂房辅机房改造中开始的，为了适应我厂造8K90MC-C柴油机的要求，我厂对北厂房的辅机设备进行了改造。总装车间北辅机房的油水泵原来均采用手动调节旁通阀的形式来改变输出油水的压力 。由于采用手动调节，存在调压慢、调压不稳和不容易控制等缺点。对于操作者来说，操作起来很不方便，进而影响我厂船用柴油机的串水、串油等工作。对于辅机设备油水泵来说，启动时为全负荷运行，启动电流大，此时旁通阀全部打开，油水等输出介子大部分旁通回到了油

Ｖ０１．２９Ｎｏ．４

Ａｕｇ．２０１０

河北电力技术

ＨＥＢＥＩ

ＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ

第２９卷第４期

２０１０年８月

高压变频装置在火力发电厂凝结水泵

节能改造中的应用

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｉｎＣｏｎｄｅｎｓａｔｅ

ＰｕｍｐＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇＲｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ

尚振文，曹明芳

（河北兴泰发电有限责任公司，河北

摘要：介绍变频调速及其装置节能的原理，针对某机组凝结水泵节能改造情况，分析高压变频装置接入凝结水泵系统后的控制方式，通过比较该机组凝结水泵采用工频和变频运行方式下的数据，认为使用高压变频装置可降低电厂能耗，是

电厂实现节能的有效方法。

关键词：火力发电厂；凝结水泵；变频调速；节能改造

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄ

ｅｎｅｒｇｙ

邢台０５４０００）

则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结果是增加节流损失，造成很大的能量损耗。

２２．１

高压变频装置的节能原理变频调速的原理

异步电动机的转速公式为：

，ｚ＝（

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高压变频装置在火力发电厂凝结水泵

节能改造中的应用

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｉｎＣｏｎｄｅｎｓａｔｅ

ＰｕｍｐＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇＲｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ

尚振文，曹明芳

（河北兴泰发电有限责任公司，河北

摘要：介绍变频调速及其装置节能的原理，针对某机组凝结水泵节能改造情况，分析高压变频装置接入凝结水泵系统后的控制方式，通过比较该机组凝结水泵采用工频和变频运行方式下的数据，认为使用高压变频装置可降低电厂能耗，是

电厂实现节能的有效方法。

关键词：火力发电厂；凝结水泵；变频调速；节能改造

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄ

ｅｎｅｒｇｙ

邢台０５４０００）

则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结果是增加节流损失，造成很大的能量损耗。

２２．１

高压变频装置的节能原理变频调速的原理

异步电动机的转速公式为：

，ｚ＝（

Ｖ０１．２９Ｎｏ．４

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河北电力技术

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高压变频装置在火力发电厂凝结水泵

节能改造中的应用

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ＰｕｍｐＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇＲｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ

尚振文，曹明芳

（河北兴泰发电有限责任公司，河北

摘要：介绍变频调速及其装置节能的原理，针对某机组凝结水泵节能改造情况，分析高压变频装置接入凝结水泵系统后的控制方式，通过比较该机组凝结水泵采用工频和变频运行方式下的数据，认为使用高压变频装置可降低电厂能耗，是

电厂实现节能的有效方法。

关键词：火力发电厂；凝结水泵；变频调速；节能改造

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄ

ｅｎｅｒｇｙ

邢台０５４０００）

则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结果是增加节流损失，造成很大的能量损耗。

２２．１

高压变频装置的节能原理变频调速的原理

异步电动机的转速公式为：

，ｚ＝（

水泵利用高分子

表面处理技术节能修复研究

一. 前言

马钢供排水厂承担着马钢集团的生产用水和厂区生活用水。在线运行水泵机组近500

台，小时供水量约11.9万吨，耗电31536千瓦时，每年仅用电一项支出约1.3亿元，全年耗电量约占公司总耗电的10%，是公司的用电大户。所以，如何提高泵的效率，降低能耗，在现阶段国家电力紧缺的状况下，具有深远的社会意义和显著的经济效益

二. 水质状况和水泵耗能分析

马钢供排水厂主要以卧式离心泵为主。供水种类有工业原水、工业净水、生活饮用

水、净环水、浊环水等等。水质较差的为浊环水，包括轧钢浊环水、高炉煤气汽涤水、炼钢浊环水等。该浊环水虽经沉淀，除油，污泥脱水等工艺进行处理，但水中仍含有悬浮物，硬质颗粒(氧化铁皮，瓦斯泥)及化学腐蚀物质。水泵在输送介质的过程中。由于叶轮高速旋转，介质中硬质颗粒与水泵内腔、叶轮发生猛烈碰撞，导致泵腔和叶轮出现磨蚀、气蚀现象，泵腔内出现许多不规则的凹槽，使水泵的供水量减少，电耗上升，效率下降，给安全保产也带来不利影响。据不完全统计，浊环水单位电耗约为0.34千瓦时/吨，明显高于其他水种。且4台浊环泵每年要更换4套转子，8付轴套，32个轴承，还要对水泵内腔进行维焊修补3-4次，检修较为频繁。