某泵站水泵节能的技术的革新

1、某泵站水泵节能的技术的革新1水泵的工况特点广钢码头泵站取水于珠江，以多台水泵并联运行方式供水。正 常供水时，泵房开两台460kw大泵和一台280kw中泵，但经常岀现 水压偏高，而开一台大泵两台中泵时，水压又偏低，难以满足生产需 求。没有使用高压变频器（空压机变频器节能改造）之前，管网的 水压调节是通过人工开停一台中泵进行控制的，管网的水压波动大导 致调节线性度较差，造成大量能量损耗。同时由于频繁的开停泵操作, 导致供水的可靠性下降，影响机组的稳定运行。使用高压变频器后，对10#水泵进行无级调速来调节管网水压, 实现了恒压供水，避免了经常性人工开停水泵。由于水泵固有的特性, 调速既可以调节水泵的

2、出水量，又可以降低电动机的功耗，从而达到 了改善工艺、节能降耗的目的。2harsvert-a06/060型高压变频器原理及特点harsver-a型变频装置采用单元串联多电平pwm拓扑结 构，由若干个低压pwm变频功率单元串联的方式实现直接高压输出， 即输出电压6kv.每相由7个额定电压为490v的功率单元串联而成，然后星接 输出给电机。输出相电压为3450v,线电压达到6kv左右。装置系 统结构见，每个功率单元的结构以及电气性能完全一致，可以互换。其电路结构见，为基本的交流直流交流单相逆变电路。输入 侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组， 整流侧为二极管三相全桥，构成42

3、脉冲整流方式。大大改善了网侧 的电流波形，使其负载下的网侧功率因数达到0.96以上。逆变器输出采用多电平移相式pwm技术，输出电压 接近正弦波，输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，所 以dv/dt很小。当某一个单元出现故障时，通过使中的软开关节点k 导通，可由此单元的旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可 持续降低额定功率运行，可减少停机造成的损失。3水泵变频改造方案码头泵站恒压节能供水改造是采用一台6kv、600rw的高压变频器，调速控制一台水泵以连续工作的方式运行。水泵有关参数如下。型号：20sh-9卧式离心泵；流量：q=2016m 3 /h扬程：h=59m； 额定转速:97

4、0r/min；配套电机：jsq157-6；匹配功率:460kw；额 定电流：54a；额定功率因数：0.82；额定转速：987r/min.为了充分保证系统的可靠性，同时对高压变频器加装工频旁路 柜装置。当变频器异常时，变频器停止运行，电机可以直接手动切换 到工频下运行。旁路柜由3个高压隔离开关qs1、qs2和qs3组成。qs2不能 与qs3同时闭合，在电气、机械上实现互锁。变频运行时，qs1和 qs2闭合，qs3断开；工频运行时，qs3闭合，qs1和qs2断开。 为了实现变频器故障的保护，变频器对6kv开关qf进行联锁。一旦变频器出现故障，变频器跳开qf工频旁路时，变频器允 许qf合闸，撤消qf

5、的跳闸信号，使电机能正常通过qf合闸工频 启动水泵调速市值班人员通过上位机设定闭环运行的 给定水压或 开环运行的 运行频率值。此输出值为反馈给变频器的4-20ma标准 信号，对应不同的频率（速度）给定值。变频器通过比较转速输出量 与dcs速度给定之间的大小，自动调节电动机的转速，实现水泵转 速的控制，从而达到调节水压的目的。由于这次改造只针对并联水泵 机组中的一台大泵，正常运行工况为一台工频大泵、一台变频泵、一 台中泵。管网总出口的压力取决于3台并联水泵各自的出口压力，从 而决定了变频泵不可能在太低的频率下运行，否则会引起倒流或不出 水的情况。另一方面，太低的频率会导致整体压力下降，达不到管网

6、系统 总体的扬程要求，处于工频定速运行的水泵也易导致过流发生。根据 以往的运行实践经验，在工频泵与变频泵同时运行的情况下，使变频 泵最低的频率保持在40hz以上，这样既可以满足运行的需要，同时 又可对出水量进行连续的调节。4变频改造后运行效果从变频器投入运行半年的效果看，完全达到了进行水泵变频改 造的目的，其效果如下：（1）改善工艺。投入变频器后水泵可以非常平滑稳定地调整 水压，操作人员可以自如地调控，10#水泵运行参数得到了改善，提 高了效率。（2）延长电机和水泵的使用寿命。10#水泵为离心式水泵，改 造前工频启动时间长，启动电流大（约67倍额定电流），对电机和水泵的机械冲击力很大，严重影响

7、其使用寿命。而采用变频调速后，实 现软起动，对电机几乎不产生冲击，人大延长机械的使用寿命，减降 低了设备的维修费用。（3）恒压供水。变频器采用压力闭环控制，保证管网水压为0.36mpa （根据目前供水量，暂定管网水压给定值为0.36mpa）o由于变频器的调速平滑、控制精度高，所以管网压力波动范能充分满足码头泵站的供水工艺要求。（4）自动监控。变频器运行时的所有数据（如运行频率、管 网水压、变频器输入、输岀侧的电压、电流、开环或闭环的运行状态 等）及运行状态在值班室内上位机的显示屏上都可直观地了解。只要 掌握了计算机的最基本的操作即可完成水压或频率的给定、加减速、 开停泵操作等。当管网水压偏高时，值班人员可以适时设定变频器的 运行频率，以达到最佳的节能效果。5变频改造后的效益计算根据水泵的调速节能原理得知，当电机拖动水泵工频运行时， 出力为额定值，转速及功耗也为额定值。当采用变频调速时，可以按 需要调节电机转速，改变水泵的性能曲线，使水泵的额定参数满足供 水工艺要求。可见，在满足供水要求的情况下，投入一台国产高压变 频器后，码头泵站全年节约电费均可达44万元。另外，由于高压变 频器功率因数可达0.96以上，大于电机功率因数0.82