摘 要:通過分析循環水泵實際運（yùn）行狀況，提出了采用高壓變（biàn）頻器對循環水泵進行變頻調速控製以滿（mǎn）足生產實際需求，並對其節能效（xiào）果和由此獲得的經濟效益進行了（le）分析。
關鍵詞:循環水泵；變頻調速；供水壓力
1 循環水泵運行概況（kuàng）
　　蘭州石化公司動力廠第（dì）三循環水場設計供水能力為7500m3／h。擔負（fù）著7套（tào）煉化裝置循環冷卻水的供應。流程是從煉化（huà）裝置返回的壓力回水經DN900線（xiàn）回到循環水場，沿冷卻塔DN800上水立管上塔，經過配水和淋水裝置。進行通風冷卻（què）。冷卻後的水匯人塔下集水池。再通過聯通管流人冷水池。循環水泵房設置冷水泵三台。冷水泵從冷水池吸取冷水後加壓（yā）外供，沿DN900管線雙路進入循環水（shuǐ）管網，供生產裝置冷卻使用。按照（zhào）生產要求供水壓力一般保持（chí）在O．4一O．7MPa之間，但在（zài）實際運（yùn）行中發現，由於各煉化裝置開停工時間不一致。造成循環冷卻水供水（shuǐ）壓力（lì）忽高忽（hū）低（dī），用水量大時冷水泵效率較高，而在開工裝置少時，開兩台工頻泵運行時壓力過（guò）高，出口閥（fá）門處於半開狀（zhuàng）態時裝置能耗居高不（bú）下。導致冷（lěng）水泵憋壓（yā）甚至引起機泵振動和發熱。使供（gòng）水能耗升高同時容易使供水設備損壞。究其原因是三台（tái）冷水泵性能相同、供水能力相等，見表1。在用水量小時沒有調節手（shǒu）段。在生產用水量不是很大的時候．開一台冷水泵水（shuǐ）壓偏低不能滿足生產要求。開兩台冷水泵又造成“大馬拉（lā）小車”現象。因此為了適應煉化生產的變化，降低供（gòng）水係統能耗，改變供水係統的被動局麵，采用高壓（yā）變頻器根據水壓變化控製循環水泵轉速以達到經（jīng）濟合理（lǐ）運行的目的。
　　第（dì）三循（xún）環（huán）水（shuǐ）場裝置主要設備為（wéi）雙吸式離心（xīn）泵。

2 循環水泵變（biàn）頻器的選用和（hé）方案的可行性
2．1 變頻器的選（xuǎn）用
　　由於采用高壓變頻器，經過調研選（xuǎn）用了美國羅賓康公司（ASIRobicon）的產品，該（gāi）公司生產的完美無諧波係列（Perfect-Harmony）變頻器采用世界上由羅賓康首創的（de）功率單元直接串聯（lián）的方（fāng）式實現直接高、中壓輸出。具有（yǒu）對（duì）電網諧波汙染極小，輸入功率因數高，輸出波（bō）形質量好，不存在諧波引起的電機附加發熱、轉（zhuǎn）矩（jǔ）脈動、噪音、dv／dt及共模電（diàn）壓等問題的特性（xìng），不必加輸出濾波器，不必增加電機的絕緣強度，適用於國產的新、舊普通異步電機，可靠性高。
　　變頻原理（lǐ）為異步電動機用變頻器調速時的原理是通過整流將交流變成直流，經過平滑濾波，再經過（guò）逆變回路，把直流變成不同頻率的（de）交流。使電動機獲得無級調速所需要的（de）電壓、電流、頻率。
2．2 方案實（shí）施的可行性
　　第三循環水場循環水泵房（fáng）並（bìng）列設置冷水泵3台。其供水能力、性能相同。選擇一台泵安裝高（gāo）壓變頻器既可實現在高、低水量時不同搭配。用水量大時可運行兩台工頻冷水泵，用水量較小時可開一台工（gōng）頻冷水泵、另開一台變頻冷水泵，根據供水管網壓（yā）力變化（huà）情況，可隨時調節電（diàn）動機轉速，將供水壓力、流量控製在較為經濟的狀態。從而提高機泵運行的靈活性，同時節約機泵的電耗（hào）。為（wéi）便於與工頻冷水泵搭配，我們選擇（zé）了位於中間的2冷水泵安（ān）裝一（yī）台1350kVA的高壓變頻裝置。
3 變（biàn）頻冷水泵與工頻冷水泵節能情況對比
　　設備安裝完成後，我們（men）在開（kāi）機過程中對變頻泵與工（gōng）頻泵的匹配進行了反複調試。由於采用一台變頻冷水泵供水的機會很少。大多數情況下是與工頻冷（lěng）水泵（bèng）聯合供水，在試（shì）運行過程中發現由於（yú）先期（qī）運轉的（de）工頻冷水（shuǐ）泵已使母管帶壓。變頻控製的機泵在頻（pín）率較低時無法啟動送水。根據現場實際經過反複試驗（yàn），設定變頻冷水泵電機（jī）啟動頻率為（wéi）85％，然後根據管網（wǎng）壓力調節變頻器，同時配合開啟閥門。解決了同時開工頻冷水泵和變頻冷水泵（bèng）時，兩泵出El壓力不平衡問題，提高（gāo）了係統的靈活性和安全性，並降低了電損耗，見表2。

本欄數據為2＃泵將（jiāng）變頻器調至低限保供水能力（lì）時測量數據（jù）
　　有效（xiào）功率是水泵傳（chuán）給水的淨功率。也就是水（shuǐ）泵在單位時間內，給多（duō）少重量的水提升了多少（shǎo）高度。水泵效率是有效功率與軸功率之比。效率愈高（gāo）。表示水泵本身損失的功率愈少。從表2數據中可以（yǐ）看出，2泵在開工頻冷水泵時出口壓力0．53MPa、水泵有（yǒu）效功率616．37kW。電機有用功率1311kW、功率因數cos<P0．96、機泵（bèng）效率47．02％。在變頻狀（zhuàng）態下冷水（shuǐ）泵出口（kǒu）壓力（lì）調至供水壓力（lì）下限0．43MPa、水泵有效功率486．44kW、電機（jī）有用功率858kW、功率因數cosq）0．97、機泵效率56．69％。數據說明變頻狀態下變頻泵（bèng）在出El壓力降低時。電機的有用（yòng）功率有所下降，水泵的有效功率也隨之下降。但電機電流降低了約40％，同時功率因數和機泵（bèng）效率卻有所上升，表明在滿足供水壓力、流量的前（qián）提下。使用變頻泵和工（gōng）頻泵並（bìng）聯運行，可比兩台工（gōng）頻泵並聯運行（háng）節能。見表3。

　　從（cóng）表3兩台泵並聯供（gòng）水（shuǐ）實際數據中可以清楚看到（dào）在工頻狀態下。泵出El壓力都超出了（le）正常運行壓力，已致引起機泵（bèng）振（zhèn）動和發熱。而在 泵變頻狀態下與3＃工頻泵並聯運行時，泵出El壓力有所降低。2變頻泵電（diàn）機電流（liú）則大幅下（xià）降。因此可（kě）以得（dé）出以下結（jié）論：
　　（1）安裝變頻器的水泵在（zài）用水量發生變化時，可隨（suí）壓力（lì）變化調整（zhěng）機泵功率（lǜ），降低供水設備電耗。
　　（2）在（zài）功率（lǜ）因數對（duì）比方麵，安裝變頻器水泵比未（wèi）安裝變頻器水泵功率（lǜ）因數高。說明安裝變頻器以（yǐ）後設備（bèi）電（diàn）損耗降低。
　　（3）變（biàn）頻水泵在滿足裝置用水量的工況下（xià）。與滿負荷運轉時相比（bǐ）電機輸出有用功率下降。機泵效率（lǜ）提高。按測定數據計算供水壓力由0．53MPa降為0．43MPa時，機泵效率提高20％，電機輸出有（yǒu）用功率降低34．6％。
　　（4）由於變頻器的使用，解決了開一台不夠（gòu），開兩（liǎng）台憋壓的問（wèn）題，提高了係統運行的靈活（huó）性，同時也提（tí）高了係統的安全性（xìng）。
　　（5）經濟效益計算：水泵變頻運行時與滿負荷運行比較可節電435kW／h。按變（biàn）頻水泵每年運行8個月（5760h），可節電250萬kW。以電價0．45元/kW計。可節約電費112．5萬元。
4 結語
4．1由於循環（huán）水泵供水方（fāng）式原設計是按大供水量設計的。沒有考慮到煉化裝置開停工不同步造成的水（shuǐ）量變化情況，致使循環水泵操作調節困（kùn）難。壓力過高易發生供水（shuǐ）設備和管網故障。影響安全生產（chǎn）。采用變頻技術（shù）可有（yǒu）效解決操作難點。
4．2 應用變頻技術在供水生產中可實現高低搭配。消除大馬拉小車現象，節能效果顯著。

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