变频调速在水泵节能系统中的应用

学术论文 2018-08-06 11:05:28
  1 变频调速节能系统的原理 
  现在的水泵节能系统技术当中的变频调速系统主要功能是不断的提高高压水泵的利用率,使能量与需求相适应,尽量减少能量的损耗,节约能源保护环境。一个机械设备的能量利用率和能量损耗率是评价该机器设备的重要标准,水泵节能系统应用了变频调速后,能量利用率变高,能量损耗率变低,使整个机械设备的操作性和实用性大大增强。由此我们可以分析出,如果想要增加能量利用率,就一定要提高水泵的运行效率和电机的操作质量。而我国的水泵节能制造技术已经达到一定的高峰,想要创新出新的提高效率的水泵机械是一个很困难的事情。当水泵和电机都已确定的时候,水泵节能系统的能量利用率与水泵的剩余扬程有着直接的关系,之后就是水泵是否被高效利用。本文所说的变频调速系统就是从这两个方面来不断的提升水泵节能系统的效率和质量进而达到节约能源的目的,其效果非常显著。 
  由图1我们可知,当该系统的运行轨迹到达H管道系统和水泵的工作交汇点时,Hb等于Hx,这时水泵节能系统的利用率较高且没有扬程损失。但是一旦操作流量减少,由图1中的曲线可知,该系统的压强减小,也就是该系统所需要的水泵扬程减少,淡水泵提供的扬程增加,这样就构成了一个差值。这个差值使系统的能量利用率降低,能量的损耗较大,且集中浪费在出口流量处最终使水泵偏离了正常运行水平,导致运行的效率和质量都大大降低。 
  根据相关资料和相关的实际情况,我国目前的许多水厂水泵选择不正确,导致经济效益和社会效益的双重下滑。最终使水泵和电机的运行效率和工作能力大大降低。相信经过长期的发展,我国的水厂都会应用变频调速式的水泵节能系统,这样不仅能使水泵节能系统的能量利用率提高,能量损耗率减少,也可以大大减少其剩余的扬程,从根本上解决能源浪费的问题,保证水泵的高效运行性。 
  2 变频调速式水泵节能系统的工作方式 
  变频调速式水泵节能系统主要是根据用水量的大小来工作的。变频调速式水泵节能系统不仅可以改变传统的水泵节能系统的能源浪费问题,还能提高水泵节能系统的工作效率和工作水平。随着科技的进步和技术的创新,水泵节能系统逐渐由单台变频供水系统升级为多泵供水系统,这种多泵节能系统根据单台变频调速式水泵节能系统的原理所设计,只要有其中的一台是变频水泵,其余的都可以变成变频水泵。这样不仅可以完成在恒压的情况下自动供水,还可以在变频恒压供水的过程中改变变频调速式水泵节能系统的流量。当变频水泵的流量是个三联水泵中的流量最大时,就可以保证多台水泵的恒压供水,进而可以改变水泵节能系统的工作效率,提高其经济效益和社会效益。我国目前的多台水泵并联模式并不常见。这种供水系统不仅拥有着自动休眠功能的变频器,还可以在用水流量达到零的时候自动进行停泵休眠,可以做到在不使用水的时候自动停止工作,减少不必要的能源浪费,也可以达到最优的节能效果。这种恒压式的变频水泵通常有两种工作方式:第一种是变频水泵固定工作方式,第二种是变频水泵循环软启动工作方式。 
  2.1 变频水泵固定工作方式 
  这种变频水泵固定工作方式应用十分广泛。当该设备的用水流量小于一台水泵在正常工作的恒压条件下的流量时,这一台变频水泵就会迅速的变频调速,进行供水。相反,当该设备的用水流量大于一台水泵在正常工作的恒压条件下的流量时,这台变频水泵就会进行变频调速,使水流量进一步增大。这个原理就像上文所提到的水泵并联问题。在多台水泵并联且变频调速恒压的供水状况中,一旦供水流量减少,变频调速式水泵就会迅速的转动,使变频调速器的供电频率降低,直至降到零流量为止。在降低到零流量的时候变频调速水泵会发出一个指令,这个指令会使工作台上的变频水泵以及其他工作水泵自动停止供水。这个指令的目的是为了降低工作台上的变频调速式水泵节能系统中水流和电流的冲击力。在正常投入工作的时候,变频调速水泵的转速极速下降,以满足恒压供水的标准和要求。在水量超出的时候,变频调速水泵又会极速的上升,最终同样可以满足恒压供水的标准和要求。这样一来,变频调速式水泵就会在运行状态和停止工作状态之间自然的切换,其实使用寿命自然就更长一些。 
  2.2 变频水泵循环软启动工作方式 
  变频调压水泵循环软启动工作方式是变频水泵的第二种工作方式。这种工作方式会先把恒压变量中的循环软启动之后再停止。这种供水的工作方式可以在水量减少的时候自动提高供水率,在水量增加的时候自动减少供水率。在变频水泵高速运转工作的时候,可以切换到工作模式进行正常的工作,在变频水泵停止工作的时候切换到停止使用水泵的模式。一个变频水泵的停止和启用可以影响整个工作台上的水泵工作方式,这种就叫循环软启动工作方式。很明显,变频水泵具有自动轮换控制供水量的功能,这一功能使工作台上的任何一个并联水泵都可能成为变频调速式水泵。只有这样才能保证各个并联水泵之间的供水流量大小相等。 
  根据变频调速式水泵的工作原理,变频器在正常的工作过程中不可以进行输出切换,因为这样会是变频器中的某些零件因的强烈电流的冲击而遭到损坏,最终减少变频器的使用寿命。所以为了保护变频器的使用,延长变频器的寿命,在变频器正常工作的时候禁止随意的进行工作目标切换。随意切换工作目标是变频器的优势,更是他的弱点。因为一旦变频器随意切换,就会影响其寿命,在少数情况下还会使其他工作台上的水泵节能设备出现故障而造成损坏甚至停止工作中断供水等。这会对水厂造成严重的经济损失,给工作带来巨大负担,将优势变为弱势,没有正确合理的利用好其自动切换功能。所以,变频器的自动切换功能要在一定的范围和一定的情况下使用。因为只有这样才能保证变频器及其工作台上的其他水泵系统正常的运行工作。 
  3 结语 
  综上所述,使用了变频调速系统的水泵节能系统不仅从根本上解决了能源的不必要消耗问题,还提高了水泵节能系统的工作效率,减少了水资源的流失和不必要的金钱物力,这样节约了成本,提高了利润,延长了机器的使用寿命,保证了生产的正常运行,最终使经济效益和社会效益都达到最大化。 
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