变频调速节能环保乳化液泵的应用
水泵变频调速的应用及注意事项
水泵变频调速的应用及注意事项水泵变频调速是一种利用变频器来控制水泵转速的技术，可以根据实际需要对水泵进行调速，从而实现节能、降低噪音、提高运行稳定性等目的。
水泵变频调速广泛应用于工业生产、给排水工程、空调系统等领域。
下面将对水泵变频调速的应用及注意事项详细介绍。
一、水泵变频调速的应用1. 工业生产：在工业生产中，往往需要根据生产工艺的不同需求来调整水泵的转速。
通过使用变频器对水泵进行变频调速，可以根据生产工艺要求，在保证流量和压力的前提下，调整出最佳的运行转速，从而提高生产效率。
2. 给排水工程：在城市给排水工程中，水泵是非常重要的设备之一。
传统的水泵运行方式是通过改变出口阀门的开度来调整流量，然而这种方式造成能耗浪费。
而采用变频器对水泵进行调速，则可以根据流量需求实时调整水泵的转速，提高能耗效率，同时还能减少因长时间低负荷运行而导致的设备寿命缩短问题。
3. 空调系统：空调系统中，水泵常用于供冷或供暖。
根据室内温度的变化，通过使用变频器对水泵进行调速，可以根据需求实时调整水泵的转速，从而实现精确调控室内温度及湿度。
此外，在空调系统中，水泵变频调速还可以通过调整水泵的转速，减少噪音和振动，提高用户的舒适度。
二、水泵变频调速的注意事项1. 选择合适的变频器：在选择水泵变频调速系统时，需要根据水泵的功率和工作特点选择合适的变频器。
变频器的容量不应小于水泵的额定功率，否则可能会造成设备损坏。
2. 频率转换范围：在进行水泵变频调速时，需要注意变频器的频率转换范围，以确保系统能够满足实际的工作需要。
同时，还需考虑变频器的频率输出稳定性，以免频率波动对水泵的运行造成不良影响。
3. 过电流保护：水泵在启动和运行时，会有较大的启动电流和工作电流，因此需要注意变频器是否具备过电流保护功能，以防止设备因过电流而损坏。
4. 维护保养：水泵变频调速系统的维护保养十分重要。
定期检查变频器的工作状态和风扇是否正常运转，保持设备的清洁，及时处理设备故障，以确保系统的正常运行。
乳化液泵站的功能及作用
乳化液泵站的功能及作用目前我国乳化液泵站生产厂商众多，乳化液泵站均为二泵一箱的标准配置，即2 台乳化液泵，配套 1 台乳化液箱。
国外乳化液泵站以英国雷波、德国卡马特为代表，生产的乳化液泵站较国内乳化液泵站多出一套电气控制系统。
该控制系统主要起到就地启停、电磁卸荷的作用。
就地启停指每台乳化泵旁边配置一个独立开关控制箱，对乳化液泵站实现启停控制。
而国内乳化液泵站都是通过前级防爆开关或组合开关实现乳化液泵站启停。
国内乳化液泵站都是通过卸载阀来实现机械卸载，而国外乳化液泵站在机械卸载的基础上，可以通过电控系统实现电磁卸载。
另外国外乳化液泵站还具备一些开关量保护功能，以英国雷波泵站为代表，在乳化液泵具备的保护有：低油位、低油压、油温和隔离阀开关等；乳化液箱具备的保护有：低液位、高温度、系统超压力、爆管和增压泵压力。
不论是国内还是国外乳化液泵站，普通型乳化液泵站的乳化液配制由人工操作完成，全部采用容积量比模式配液，液位无法控制，用手持式光学折射仪测量其浓度，不能在线监控，配比浓度误差较大，影响了支护系统的使用寿命；乳化液泵的电机是直接工频启动，启动电流是额定电流的 5 ～7 倍，对电网的冲击很大，而且由于启动冲击引起的液压脉动、机械振动很大，存在很大的安全隐患；乳化液泵站长期在额定转速下运转，浪费了三分之二的功效，耗能大，效率低，大大缩短了乳化液泵和液压设备的寿命周期。
卸载阀长期在无功状态下卸载，造成乳化液温度急剧上升，最终高温乳化液进入支架系统，迅速降低支架内腔金属镀层及密封部件的使用寿命。
整个系统缺少有效的保护措施，致使乳化液泵站整个系统由于个别环节的错误操作，造成停机，或个别系统故障率高，影响整个工作面的采煤效率。
这就要求作为井下采煤工作面液压支架支护系统动力源的乳化液泵站，要有运行数据的处理技术、远程传输技术、在线监控技术和综合保护技术，实现乳化液泵站的数据监测管理和集中控制及综合保护。
为解决这些问题，潞安环能股份公司设备租赁站与山东博山防爆电器厂有限公司联合开发了智能型乳化液泵站。
泵变频调速的节能原理
泵变频调速的节能原理
泵变频调速的节能原理是通过控制泵的运行速度来达到节能的目的。
通常情况下，泵的运行速度是固定的，当流量需求增加时，需要提高泵的运行速度来满足需求。
而变频调速技术可以根据实际需求，精确地控制泵的运行速度，使其与流量需求匹配，避免了过剩的能耗。
具体来说，变频调速通过改变电机的供电频率和电压来实现泵的调速。
当流量需求较小时，变频器会降低电机的频率和电压，使得电机的运行速度降低，从而降低泵的输出流量，减少能耗。
而当流量需求增加时，变频器会提高电机的频率和电压，以增加泵的输出流量。
采用泵变频调速技术可以有效地避免泵的能耗过剩。
传统的固定速度泵在流量需求较小时仍然会以定速运行，即使流量需求很小，泵也需以最高速度运行，造成能源的浪费。
而变频调速技术可以根据实际需求，实现精确的调速，使泵的运行更加节能。
此外，泵变频调速还能提高泵的运行效率。
根据瑞士泵制造商研究发现，通过变频调速提高泵的效率平均可达到30%，最高可达到50%以上。
这是因为变频调速技术避免了过剩能耗，减少了泵的损耗，提高了运行效率。
综上所述，泵变频调速的节能原理主要通过精确控制泵的运行速度，使其与流量需求匹配，避免能耗的过剩，从而实现节能的效果。
变频技术在综采工作面中的应用
现在变频调速器基本是用PLC为控制核心，从而实现全数字化控制。变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“转速检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”。变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式。
2、高转矩启动平稳：变频器主要通过采集信号形成对应的调控策略，来达到对采煤系统动态节能控制。采用无速度传感器的控制模式，可以根据电机运行工况参数，按照一定关系对采煤机系统的励磁电流和转矩电流进行动态检测，通过控制电动机定子绕组的电源频率来确保采煤机系统励磁电流和转矩电流的实际值和检测值间的匹配一致，从而可以实现采煤机系统在零速满转矩工况中自动启动，即在低频运行工况时，采煤机系统转矩输出可以达到额定转矩的2倍以上，这样可以满足煤矿井下特殊工作面、特殊工况条件下的动态调控需求。
变频技术在综采工作面中的应用
摘要
我国煤炭行业现阶段呈现煤炭资源分布不均衡、煤炭生产和消费分布不均衡、整体技术水平较低、市场集中度过低、无序竞争严重、明显的周期性和季节性等特征。再加上近几年世界经济疲软，煤炭消耗骤减，煤炭价格持续走低，煤炭企业正面临着前所未有的挑战。面对如此严峻的挑战，煤炭企业通过提高生产的智能化、自动化水平来实现成本管控，不得不说是一个明智的选择；期中变频技术在生产中的应用就起到了很好的节能的效果。
关键词：变频煤矿机电
1、变频调速的原理
1.1、?变频调速的原理
变频调速是通过改变电动机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。常用三相交流异步电动机，当在定子绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，形成感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机转动起来。电机磁场的转速称为同步转速，用n表示
变频调速在水泵中的应用
变频调速在水泵中的应用简单介绍变频调速技术的原理及其在水泵控制中的应用,通过实例分析采用变频调速装置后,对水泵在实际应用中的调节控制优点和注意事项,供有关人员参考。
标签：变频调速水泵1 问题的提出水泵是工矿供水等企业生产的重要生产设备之一,如果把水泵管路组成的装置系统比喻为人体血液循环系统,那么水泵则是整个管路输送系统的“心脏”,为输送装置系统提供动力,水泵设备能否正常运行,直接影响整个装置系统。
但由于管路输送装置系统布置的多样性,以及生产工艺的特殊要求,常常存在以下几种工况要求或问题:①管路出口压力随工艺压差变化;②管路输送距离随距离变化;③管路输送高度随高差变化;④季节变化或高低峰时差变化;⑤水泵性能参数予留裕量过大,造成应用中水泵偏离设计点。
这时,需要对水泵按需调整流量扬程工作点,以满足工艺流量扬程需要。
如何采取一种灵活便捷方式,解决工艺中存在的问题,就是本文要讨论的问题。
2 传统解决方法2.1 调节排出管路阀门通过调节阀门出口大小,实现使用流量减小,即人为增加管道阻力。
优点是简单、方便。
缺点是调节性差、阀门磨损快。
2.2 液力偶合器调速液力偶合器可在电动机转速恒定的情况下,无极调节泵的转速。
优点是:功率适应范围大,可以满足不同功率的需要;可空载起动,不产生高次谐波,对电网地影响;调速范围为20%～97%,可以隔离电动机和泵的振动,缓和冲击。
缺点是:有滑差损失,属低效调速装置;滑差功率损耗变为油的热量使油温升高,需要冷却设备;低速、小功率的液力偶合器造价较高;效率低,效率与转差成反比;液力偶合器达不到电机额定转速;调速精度差,稳定性差。
2.3 采用变极电机调速变极调速通过改变异步电动机定子绕组的极对数,使电动机同步转速改变,达到调速的目的。
其优点是:转差率小,转差损耗少,使用维护简单方便。
缺点是:有级调速,不能平滑调速,而且级差较大。
2.4 电机串级调速通过改变转差率来调节绕线式异步电动机转速的一种调节方式。
变频技术在乳化液泵控制系统中的应用
（ 开 滦设 备 管 理 中 心 河 北 摩 山 ０ ３ ０ ６ ０ ０）
摘 要 ： 滦 集 团公 司使 用乳 化 液 泵 存 在 效 率 低 能耗 大 、 械 部 件 磨 损 严 重 、 用 寿命 短 、 动 开 机 使 启 电流 大等 缺 陷 。介 绍 了利 用 变 频 技 术 对 乳 化 液 泵 现 有控 制 系统 的 改 造 方 案 及 改 造 后 的 实 际
此 套变频改造 的乳化 液 泵从 ２０ ０ ８年 ７月 １
日开 始 井 下 运 行 实 验 ， 验 过 程 中 ， 求 值 班 人 实 要
员每隔 １ ｈ记 录 １次 电 度 表 显 示 的 有 功 、 功 数 无
据 。现将 １ 月 中记 录 的数据 汇 总 统计 ， 平 个 ３班 均值列入表 １ 。 由表 １可 以看 出 ， 频 状 态 比工 频 状 态 要 节 变
能 ７ ％ 左 右 ， 能效 果 明 显 。经 变 频 改 造 的乳 化 ３ 节
表 ｌ 节 能 效 果 统 计 表
变频运行状态 下平均耗电量／ ｗ ． 工频运行状态下 ｋ ｈ 平均耗电量 节能／ ％ 点班 有功功 率 无功功率 合引 ／Ｗ ． ｋ ｈ
… … — — ＿ ＿ ＿ ～ — — — — 一 一
第 ３期
２１ ０ ０年 ９月
水 力 采 煤 与 管 道 运 输
ＨＹＤＲＡＵＬ Ｃ ＣＯＡ ＮＩ Ｉ Ｌ ＭＩ ＮＧ ＆ Ｐ Ｐ ＮＥ ＴＲＡＮＳ ０ＲＴ Ｉ ＥＩ Ｉ Ｐ ＡＴ１ ０Ｎ
ＮＯ ．３
Ｓ ｐ ２ １ ｅ．００
变 频 技 术 在 乳 化液 泵 控 制 系 统 中 的应 用
实 际 应用 试 验 ， 过 ３个 月 的 实 际 运 行 ， 到 良 经 收
(完整)乳化液变频恒压节能控制系统1
1概述一般使用的乳化液泵站设备额定的乳化液压力通常都超过实际需要的乳化液压力，又因为工艺要求需要在运行中变更乳化液,而目前,采用挡板或阀门来调节压力和流量的调节方式较为普遍，虽然方法简单，但实际上是通过人为增加阻力的办法达到调节的目的，这种节流调节方法浪费大量电能，回收这部分电能损耗会收到很大的节能效果。
而随着技术的发展,变频调速技术的诞生使乳化液泵站系统节能增效有了实际的应用，并收到很好的效果。
下面我们阐述一下乳化液泵站系统节能原理以及乳化液泵站变频系统控制方案。
2 乳化液泵站变频系统技术方案本方案介绍了交流电机变频调速技术应用于乳化液泵，可使流体的流量、压力根据实际需要自动恒压或恒流量调节，以达到高效节能的目的.2.1 乳化液泵调速运行节能原理乳化液泵出口处阀门(出液板)的开启角度与管网压力、流量的关系见于图 1。
当电机以额定转速 n0运行，阀门角度按 g0（全开)、g、g1变化时，管道压力与流量沿 A,B，C 点变化，要想减小管道流量到 Q1，可减小阀门开度到 g1,门全开（开度为 g0），采用变频调速，使电机转速至 n1，且乳化液泵流量等于 Q1，则乳化液泵扬程由原来的 H A降到H A’，电机的功耗可大大降低.用阀门节流使乳化液泵流量为 Q1，电动机功率为 KH C Q1；用变频调速使流量为 Q1，电动机功率为 KH A'Q1，节省电能：KH C Q1—KH A'Q1= KQ1(H C— H A’）.由图 1 可见，在乳化液泵流量小、转速低时,变频调速节能的效果便十分明显。
图 1 阀门开启角度与管网压力、流量的关系2.2 节能分析根据流体力学的基本定律可知：乳化液泵的流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
只要在满足生产需求的情况下，降低电动机的转速，则轴功率将会大大降低，节能效果显著。
由图 1 可知，采用变频调速,当流量从 Q0减少 50% 至 Q1时，系统工作点便由原来的 A点移至 A’点,水泵出口压力变为 H A'，电机实际功率为 P = Q1・H A’,电机节省的功耗为 Q1・H C与 Q1・H A’的面积差；当流量从 100% 降至 50% 时，节能率在 75％以上.2.3 乳化液泵变频调速控制系统设计乳化液泵变频调速控制系统主要由变频器、控制箱、传感器以及辅助开关几部分组成。
变频调速节能技术在煤矿中的应用马桂存
度的变化为参量，来控制局部通风机的转速，从而实现自动、大范围地连续调节局部通风机转速，并使其在最佳的工况条件下运转，合理地控制供风域的风量，就会大量节省由于长期恒速运转造成的能量浪费，同时也能自动地将瓦斯浓度控制在安全范围之内。
而变频技术就可实现对局部通风机的转速控制，从而达到控制风量和风压，并可以根据掘进工作面的实际所需的风量供风，而且还能达到节约能源的目的，最重要的是可以消除因“一风吹”引起的瓦斯事故，从而抑制因掘进初期风量过大造成的煤尘飞扬，进而改善工作面的作业环境，保证煤矿的通风可靠、安全。
2．3在皮带输送机上的应用皮带输送机是煤矿用的最多的运输设备。
它一般采用交流电动机工频拖动的方式，通过液力耦合器传动，因此存在着传动效率低、启动电流冲击大等缺点，使皮带和液力耦合器磨损严重，因此维护及维修成本比较高。
而利用变频器的软启动功能，就可以实现皮带输送机系统的软启动，就能减少皮带在启动过程中产生的张力，减少对皮带的伤害。
也可以根据输送量的大小实时调整运输的速度，从而达到节约能源的目的。
变频器完善的保护功能包括过压保护、过流保护、欠压保护、短路保护、过载保护等，并可与皮带输送机的综合保护装置如烟雾保护、打滑保护、跑偏保护、煤位保护、瓦斯保护、纵向撕裂保护、急停保护等对接，并完成各项安全保护性能。
尤其在下运式皮带输送的使用中，可进行发电制动回馈电网，节能效果明显。
3结论变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，从目前的发展来看，其应用还没有普及，因此变频技术在我国煤矿机电设备中的应用还有很大的发展空间。
参考文献：［1］董恒贤，陈定永．变频技术在孔庄煤矿的应用［J ］．能源技术与管理，2007（1）变频调速节能技术在煤矿中的应用马桂存（新泰市煤炭工业管理局，山东新泰271200）摘要该文针对当前中小煤矿部分设备能耗较高的现状，分析其产生的原因，提出以变频器调速取代传统调速方式的解决方案，降低煤矿设备能耗，并以提升机为例对变频器应用的节能原理加以阐述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
孙矿科技［2008 ］号
孙村煤矿小改小革立项申请表
编号：
小改小革成果申请验收表
小改小革成果奖励申报书
(申报类别：机电)
名称：变频调速节能环保型乳化液泵的应用
完成单位：机电部（盖章）
协作单位：
申报日期：2008 年8月18 日
主要参加人员登记表
1、应用效果应把经济效益和社会效益填写清楚。
2、主要参加人员按照贡献大小顺序排列。
3、在表格后应附小改小革详细研究报告、试验报告、应用效果等相关材料。
变频调速节能环保型乳化液泵的应用
一、立项背景：
乳化液泵是煤矿企业回采生产不可缺少的设备，原来乳化液泵起动频繁，起动电流大、起动速度不平稳、起对设备的机械冲击大，易损坏设备；原来乳化液泵长期使用，在保证系统压力的同时，做功效率低，耗电量大。
二、实施方案：
为消除乳化液泵起动频繁，起动电流大、起动速度不平稳、起对设备的机械冲击大，易损坏设备做功效率低，耗电量大等不安全隐患，通过调研与研究在2422工作面应用变频调速节能环保型乳化液泵：节能环保型乳化液泵由两台泵组、一台专门盛放乳化油的油箱、一台进行自动配液的液箱和一台矿用隔爆兼本质安全型交流变频调速控制装置四部分组成。
控制装置由自动控制系统和变频箱两部分组成。
操作电源手柄接通总电源，设备内部首先进入自检状态，变频显示电网系统频率50HZ，彩色显示屏显示相关的技术参数和工作状态。
系统得电延时5秒钟后自动进入配液系统工作，显示屏显示“正在配液”，同时语音、指示灯报警。
此时设备不能开机运行。
节能环保型乳化液泵的配液过程中水和乳化油是按容积比配置的，配液完成后系统根据实际的浓度进行自动修正。
乳化液低于450mm系统将会自动配液，到达750mm配液完成，低于150mm系统报警且强制性停机。
油位低于250mm系统语音、灯光报警，低于150mm系统报警且强制性停机，可用随机附带的补油泵供油。
显示“液位正常”说明配液工作已完成，相关配液设备关闭。
通过在2422工作面应用节能环保型乳化液泵如下特点：（1）能够在系统闭环工作状态下使泵组实现恒压变量自动控制，保证系统压力的同时，
极大的提高了乳化液泵组的做功效率，达到节能降耗的目的，延长了泵组的使用寿命。
（2）对液压支架用乳化液液体浓度进行监控并实现自动配液，在线检测，自动校正浓度，避免了人工配液的繁琐过程，起到安全方便并延长液压支架使用寿命。
（3）所有信号线、控制线、动力电缆等均用高压护套保护，电器连接部分用快速连接插头连接，便于拆装。
（4）可通过人机界面显示器对泵组及电气控制系统运行状态监控，并具有泵组和系统自保护及故障自珍断，声，光报警等功能。
（5）具有起动电流小、起动速度平稳、起动性能可靠、对电网冲击小，减小了对设备的机械冲击。
（6）自动卸压系统有效保证人身及装置安全性，设置工频/变频转换开关，使设备始终处于运行状态，保证生产的连续性和可靠性。
（7）一台泵组满足不了系统压力的同时，另一台泵组会自动起停，保证液压系统的安全运行。
三、效益分析：
（1）节电效益：从运行以来，工频运行实测平均电流104A，而在同样工况下变频运行实测平均电流56A。
该运行泵站的电机为125KW，额定电流128.6A。
依此计算：
工频运行每小时耗电计算为：
104÷128.6×125=101.1kwh
变频运行每小时耗电计算为：
56÷128.6×125=54.4kwh
根据以上结果可以计算出节电率为：
（101.1－54.4）kwh÷101.1kwh=46.2%
按乳化泵每天24小时运转计算：
125kw×46.2%×24h=1386kwh
按每度电价0.6元计算：
每天节电：1386kwh×0.6=831.60元
每月节电：1386kwh×0.6×30=24948.00元
单台每年节电：1386kwh×0.6×30×12=299376.00元
（2）安全可靠、操作方便。
节能环保型乳化液泵严格按照国家相关隔爆、防爆的标准生产，能够达到煤矿井下使用的环境的运行条件。
（3）比工频运行下，延长泵和电机的使用寿命达3倍以上。
（4）提高支护设备使用寿命：节能环保型乳化液泵用了乳化液自动控制监控系统。
它对采煤工作面液压支架、单体支柱等设备运行需用的乳化液循环系统可以连续监视并进行在线控制，延长液压支架使用寿命。