變頻調(diào)速技術(shù)在水電站水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用

張海波

（葫蘆島平山供水有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125000）

1 引言

水資源以及各種能源的緊缺嚴重制約著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了改變這一現(xiàn)狀，我國已將節(jié)水節(jié)能作為保證社會經(jīng)濟可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基本國策。變頻水泵是一項重要科學(xué)技術(shù)，近些年來通過對社會各界的積極宣傳，使更多人認識到變頻水泵具備節(jié)水節(jié)能的優(yōu)勢，也使得這項技術(shù)逐漸被農(nóng)業(yè)以及工業(yè)相關(guān)企業(yè)所接受。

2 變頻調(diào)速節(jié)能改造原理

在節(jié)能改造水電站水泵前需要明確變頻調(diào)速的相關(guān)原理，其中較為重要的電動機轉(zhuǎn)速公式如式（1）所示。

公式（1）中，f表示電動機運轉(zhuǎn)頻率，p表示磁極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。依據(jù)電動機相應(yīng)轉(zhuǎn)速公式可知，電動機運轉(zhuǎn)頻率f和其轉(zhuǎn)速n呈正比關(guān)系，即將頻率設(shè)為變量，則電動機的轉(zhuǎn)速便能夠得到有效控制[1]。正因為如此，變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用。在利用變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)對水泵展開節(jié)能改造的過程中，由于其運行效果以及應(yīng)用場合有所差別，在實踐應(yīng)用過程當(dāng)中必須予以充分 考慮。水泵變頻調(diào)速流程圖如圖1所示。

圖1 水泵變頻調(diào)速流程

通常而言，變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)主要利用改變電動機的運轉(zhuǎn)頻率從而改變電動機運轉(zhuǎn)速度，并依據(jù)實際負荷展開調(diào)整，從而避免資源浪費。

3 水泵運行過程中存在的問題

通常情況下，造成水泵能源消耗量過大的因素除了機器自身內(nèi)部構(gòu)件磨損以及安裝不夠精密之外，也與水泵自身性能沒有展開高效利用有一定關(guān)系[2]。在水泵運行工作期間，如果只注重變頻設(shè)備的性能，忽視對于水泵的適用性以及日常維護等問題，不僅會造成變頻效果達不到最佳狀態(tài)，還會對水泵造成損耗。因此，在日常運行過程中必須對水泵給予足夠的重視。

4 變頻技術(shù)在水泵改造中的應(yīng)用

（1）在對水泵進行節(jié)能改造過程中可以優(yōu)先選擇變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)，這是因為其對水泵運行期間的穩(wěn)定性以及節(jié)能性等方面起到了很好的作用[3]。在改造水泵節(jié)能時，必須要以經(jīng)濟適用為主要前提，選擇科學(xué)合理的變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)。除此之外，在電流出現(xiàn)較大波動時，為了能夠保障水泵的使用年限，可以采用變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)對其進行改造。首先，其可以起到很好的節(jié)能效果，從而有效改善電流質(zhì)量。其次，其也可以有效保證機器設(shè)備運行的穩(wěn)定性，避免因電流起伏過大對水泵電動機造成沖擊，導(dǎo)致機器設(shè)備損壞。

在生產(chǎn)運營期間，為了有效保證泵站的工作效率，不僅需要對泵站進行全面規(guī)劃，還必須注重對水泵相關(guān)配套設(shè)施的同步改造，以進一步增強泵站的節(jié)能效應(yīng)。例如，保障車間應(yīng)在全面考慮設(shè)施成本以及節(jié)約能源等相關(guān)因素的前提下，進行水泵節(jié)能改造和泵站升級。在原始泵站設(shè)計中1個運行水泵配備1個備用水泵，相應(yīng)配套啟動設(shè)備是自耦變壓器降壓啟動，在整個運行期間，配電總柜的輸電功率相對較低，自耦變壓器降壓啟動柜出現(xiàn)故障的概率相對較高，不能滿足日常生產(chǎn)需求。把自耦變壓器降壓啟動柜改造成變頻調(diào)速器，并且要考慮到變頻器在輸出過程中含有極為豐富的高次諧波可能會影響到電動機的輸出功率以及工作效率，并且原始電動機是高耗能的落伍設(shè)備，因此在進行節(jié)能改造時，必須替換電動機，更換為較高頻率的變頻式電動機。

（2）機器設(shè)備的質(zhì)量決定了機械設(shè)施的工作效能，在利用變頻技術(shù)改造水泵過程中，不僅要注意變頻技術(shù)是否具有實用性，還必須對變頻技術(shù)在整個水泵運行過程中的節(jié)能表現(xiàn)進行有效把握。因此在展開節(jié)能改造過程中，必須仔細查看水泵的設(shè)備質(zhì)量。首先觀察水泵的密閉性，以及外殼材料的抗腐蝕能力等，避免水泵在運轉(zhuǎn)期間受到水質(zhì)的干擾導(dǎo)致設(shè)備故障無法正常運行。這是因為設(shè)備故障不僅會影響變頻效能，還會給水泵的輸送能力造成影響并增加泵站的運營維護成本。其次，重點關(guān)注變頻調(diào)速器相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，從而使變頻啟動性能處于長期穩(wěn)定。最后，對于液體種類以及流量等參數(shù)，必須使其在變頻設(shè)備能夠控制范圍內(nèi)，否則會由于液體密度過大使增壓效果不夠明顯，從而造成擁塞，使水泵不能最大限度地發(fā)揮自身作用，對水泵的運行狀態(tài)造成負面影響。

（3）變頻相關(guān)技術(shù)的有效運用，雖然可以增強水泵運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，但是并不能完全消除設(shè)備的事故率，尤其是在工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域里。對于機器設(shè)施的維護首先必須進行定期檢修，應(yīng)按照其工作強度進行測算，在此基礎(chǔ)上定期檢修核心組件以及重要部件，從而確保機器設(shè)施可以長期保持穩(wěn)定狀態(tài)。其次，對于機器設(shè)施在工作當(dāng)中出現(xiàn)的事故狀況必須給予高度重視，迅速組織排查故障確保機器設(shè)施工作質(zhì)量，提升機器設(shè)施運轉(zhuǎn)率。另外，例如調(diào)速器主板等相應(yīng)配套設(shè)施，需定期除塵，查看接插件以及端口的緊固程度。因此相關(guān)工作人員需按照正常工作制度進行定期保養(yǎng)和詳細記錄。

（4）在對水泵進行改造過程中，若調(diào)節(jié)范圍相對過大或者較為復(fù)雜，則人工操作難免會造成誤差，在出現(xiàn)連續(xù)變動期間，也有可能造成水泵損傷。充分考慮到經(jīng)濟適用問題以及先進技術(shù)等相關(guān)因素，操作工作人員可以利用觸控屏設(shè)定水泵的運轉(zhuǎn)頻率以及周期和流量，按照日常生產(chǎn)工藝需求適當(dāng)降低電動機運轉(zhuǎn)頻率，優(yōu)化運轉(zhuǎn)參數(shù)，并且科學(xué)合理地設(shè)定水泵開關(guān)機時間，進而有效增強水泵的節(jié)能效果。

5 結(jié)語

在運用變頻調(diào)速技術(shù)對相應(yīng)水泵展開節(jié)能改造的實踐工作生產(chǎn)過程中，應(yīng)從選擇恰當(dāng)?shù)淖冾l技術(shù)、確保水泵運行質(zhì)量、注重機器設(shè)施維護保養(yǎng)、強化水泵自動化升級這四個方面進行把握，從而使水泵運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)可靠、節(jié)能高效。