简析泵站节能改造的措施与变频技术应用

1、    简析泵站节能改造的措施与变频技术应用    曾建文【摘要】本文结合变频技术在泵站改造中的应用，对泵站节能改造进行分析，旨在通过降低水泵耗电量，减少泵站能耗，基于此，首先论述了泵站节能改造中常用的措施，阐述了变频技术在泵站运行中的主要作用及其节能原理，对变频技术在泵站节能改造中的应用进行了简要分析。【关键词】泵站节能改造；措施；变频技术；作用；节能原理；应用随着城市化建设的不断推进，使得各种资源需求不断增多，因此为了能够控制城市电能的浪费，开始注重对泵站进行改造，使泵站提升功能，起到节能作用。为了提高泵站运行的节能水平，以下就泵站节能改造的措施及其

2、变频技术的应用进行了探讨分析。1、泵站节能改造中常用的措施1.1更新泵站机电设备。具体表现为：第一、更新泵站水泵。泵站水泵的更新可以提高主泵运行效率。通常水泵选型应该以多年平均扬程作为选泵依据，以最高扬程进行校核，要求在平均扬程时，水泵在高效区运行；对于选型不当的离心泵或蜗壳式混流泵，若其基本性能尚好，可采用变速、变径调节，更换叶轮或更新主泵。对于可调叶片的轴流泵和导叶式混流泵，可采用变角、变速调节，或根据情况改造导叶、叶片或叶轮。变速、变角调节都有一定的限度，如果水泵工作点的性能参数与实际需要相差较大，或经使用后叶轮、口环等零部件已磨损，就应更换新的零部件，以保证水泵的正常工作。第二、泵站节

3、能电机更新。通过泵站节能电机的更新，使电机的工作效率得到有效提高。同时选用配套功率的电动机，确保其能够满足主泵各种工况的工作需要，还应使之留有一定空余范围，此外，还要使电动机配套功率的备用系数要符合相关标准，如果备用系数太大则会使电动机效率降低，其功率因数也降低，增加输电线路和变压器的损耗；同时，如果备用系数太小则会使电动机难负其重，满足不了设备所需的功率要求，从而大大缩短电动机寿命。第三、合理选用节能设备。泵站工程应尽量细化设备尺寸，减少供热供电面积；积极利用自然光和自然通风条件，减少电能消耗；推广高效节能型设备，减少能源损耗。1.2降低传动损耗。在泵站技术运行的时候，需要根据水泵轮槽的型号

4、来科学合理的选择配电机轮与传动三角带，以便对其松紧情况进行有效的调整，促进传动损耗降低，以便确保在高度运行的情况下，能够提高其运行效率，减少故障的发生。1.3对进水管的角度进行改变，以便缩短长度。可以在进水管后面安装垂直的弯头，并对接2节1m的铸铁管，确保其与平面处于垂直状态，以便确保进水管1.5m以上均淹没起来，以便避免出现漩涡现象。并在最低水位的情况下，水泵也可以保持正常的运行状态，可以有效的提高运行效率。1.4合理应用变频节能技术。水泵变频器控制技术是目前最常用的节能改造技术，其主要是将工业上使用的交流电源频率50hz的交流电转换为三相频率和电压可调的交流电，该种方式主要是利用改变交流电

5、动机定子绕组供电频率和改变电压的方式，起到控制电动机转速的作用，即为variable voltage and variablefrequency （vvvf技术）。2、变频技术在泵站运行中的主要作用由于天气气候及其他因素的影响，如每日降雨量不同，生活用水量也不同，而排水泵站主要是在一定时间内，使水泵排出的水量需要比其所收集的水量要略大，因此给排水泵站造成了工作和运行上的困难。很多排水泵站在设计之初，为了能够保障其自身的安全和不会受到外界环境的影响，而选择采用较大的额定功率和扬程，以确保在遇到大水量时，或者前池低水位时，都能够快速的将水排出。然而这样的工作方式，会使泵站长期处在偏离最佳工作点的状

6、态中工作。如今很多城市都在对排水泵站进行变频改造，有效提高了经济效益。3、变频技术在泵站运行中应用的节能原理据相关研究发现，水泵的轴功率=流体重度x流量x扬程/（1000水泵效率）。其中根据水泵调速原理，水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的轴功率与转速的三次方成正比，因此可以确定转速变化也对水泵的轴功率产生影响。据相关研究分析，如果通过变频调节，将水泵的转速调节至额定转速的90%，则水泵的流量也会下降至额定流量的90%，然而此时水泵軸功率会下降至工频状态的72.9%，因此排水单耗也会下降至工频状态的81%。因此如果转速继续调节降低，如达到额定转速的80%时，则此时排水单

7、耗也会降低至工频状态的64%，起到节电率36%的作用。为了能够实现节能效果，可以在设计扬程富余的情况下，实现对电机转速的调整。合理应用变频自带软启动功能，当电机处在加速中，应该通过提高频率和电压的方式，将启动电流控制在额定电流1.2一1.5倍，因为在利用工频电源进行启动时，启动电流会远远超过软启动的效果，因此需要利用变频器实现软启动节能效果，起到减少电流对电网冲击的作用，从而能够节省电费，并改善启动惯性冲击，保护设备的安全。对于停泵时会出现的水锤效应，也可以通过变频调速实现软停止，减小甚至消除水锤作用。在我国排水泵站的建设中，可能会出现管道系统不完善的问题，这种情况下，会使排水需要流量达不到额

8、定流量的标准，为了能够改善这一情况，需要采用变频调速的方式，进行流量的调节，从而还能够有效防止水泵频繁启动。通过上述分析可以了解到，变频技术能够有效改善水泵的功能，延长系统的使用寿命。此外还可以通过动态调整节能以及提高功率因数实施节能。第一、动态调整节能是指变频器能够在适应负载变动的状态下，供给最大效率电压，其中对于变频调速器，可以通过设置5000次/s，进行输出功能的测量和控制，从而使其一直维持输出高效率运行。另外变频器在电极输出力矩的状态下，可以事先对v/f曲线的自动条件，从而起到减少输入电流的作用，达到节能。第二、提高功率因数实施节能，当定子绕组和转子绕组通过电磁作用时，会产生力矩，而电

9、动机在运行过程中，会因为吸收大量的无功功率出现功率因素极低的情况，因此可以通过变频节能调速，实现提高功率因数，从而有效减少无功损耗。4、变频技术在泵站节能改造中的应用分析结合某排水泵站，对变频技术在泵站节能改造中的应用进行探讨。目前电能是人们使用最普遍的能源，却也是浪费比较严重的能源。其中在排水泵站运行中所产生的电能费用，是该行业中的重要支出费用。为了能够符合我国现代化进程的发展，提高排水行业的经济效益，需要加强注重对变频节能技术的应用，加强排水泵的改造，从而降低排水泵电能的消耗。某排水泵站主要有7台机组负责排渍，另外两台机组则一个用来给污水处理厂输送污水，另外一个主要是备用。目前主要采用软启

10、动器启动，采用一拖一固定安装方式。其中软启动主要采用三相反并联晶闸管作为调压器，在使用软启动器进行工作时，其晶闸管的输出电压也会相应增加，指导晶闸管导通，则电动机实现平滑启动。然而在实际使用过程中，软启动器存在故障问题多，维修困难等问题。同时机组工况工作单一，不能够根据扬程的不同进行改变，从而消耗能耗较高。在该地区排水泵站的机组运用中，一般是采用3台到4台进行工作，为了能够实现节能降，需要进行对变频器数量的合理配置，并让所有的机组都能够进行软启动和变频工作。首先要注重对plc的运用，将变频器能够通过一拖多的作用有效发挥出来，一般可以采用一拖三或一拖四的方式进行。如在利用一拖四进行工作时，当只需

11、要一台机组处在工作状态中，则只需要变频启动，而如果需要多台机组处在工作中，则变频器首先需要启动一台机组，然后通过控制接触器，实现转换到工频状态中，然而再启动第二台机组，从而让第二台机组也能够实现变频运行。另外需要注重利用前池、水位等，明确水泵的扬程，从而通过变频调节的方式，实现机组高效运行和降低转速，从而达到节能降耗的效果，并且还能够起到良好的排渍效果。变频器使用在排水泵站中，能够有效满足排水泵站当前的需求，还能够促进其后期的发展。结束语：综上所述，随着城市化建设的快速推进以及工业化程度的不断提高，使得能源需求日益增多，为了满足能源需要，使能源得到充分利用，必须注重节能减排。其中電能作为如今应用最普遍的能源之一，对其进行合理节能具有关键。其中泵站设备年耗电量占据较大的比例，因此对泵站节能改造进行分析具有重要意义。而变频技术在泵站节能改造中的应用，能够有效实现节能效果，并且还能够保障排水泵站机组的安全运行，因此需要加强变频技术的推广