变频器在电厂工业水泵上的节能应用
变频调速技术在水泵节能中的应用
变频调速技术在水泵节能中的应用摘要：主要从变频调速器的原理及特点入手，对某选煤厂循环泵变频调速的改造进行了分析，分别从变频调速原理、变频节能的可行性、变频调速改造设计、应用效果几方面展开。
分析认为，变频调速器的应用，节能效果非常明显，并提高了设备和系统的安全可靠性。
关键词：高压变频器；水泵；应用引言水泵在我国各行各业广泛应用，数量极多，但是，传统控制方式的水泵在实际应用中存在电能浪费较多的问题。
我国当前正在大力推进资源节约型社会建设，将变频器应用在水泵之中对其运行控制和降低资源消耗，已是现实客观要求。
笔者根据自己多年在工厂使用和改造多个水泵控制系统的工程实践经验，总结一下变频器在水泵控制中的使用方法和节省原理，供同行之间参考交流。
1电机变频调速的原理众所周知，三相交流异步电动机的同步转速与电源频率、电机磁极对数的关系式为n=60f/p，其中，n为电机的同步转速，f为电源频率，p为电机磁极对数，所以，电机的同步转速与电源频率成正比例（或线性）关系。
当改变电源频率f时即可改变电机同步转速。
一般而言，电机运行时的实际转速近似等于同步转速，我们可以认为实际转速也遵循上述公式。
电机与泵是通过硬联轴器连接，两者转速相同，所以，通过变频器改变供电电源的频率，就可实现水泵的转速调节。
2水泵使用变频器控制时节省费用的情况2.1采用变频器控制水泵的省电分析水泵的电机功率P=pgQH/(n1n2)，其中，Q为流量，H为扬程，p、g、n1、n2为常数，由于水泵流量Q与水泵转速成正比，扬程H水泵与水泵转速是平方关系，所以，水泵电机功率P与水泵转速是立方关系。
例如：某台水泵电机额定功率为37kW，当电机转速下降到原来转速的0.9倍时，电机功率为26.97kW，节省电能幅度为27.1％；当电机转速下降到原转速的0.6倍时，电机功率为7.992kW，节省电能幅度达78.4％。
2.2变频器功率因数补偿作用的节省分析由电路分析的基本理论可知，电力系统中无功功率主要导致线损增加，并且在电力系统中变压器额定容量一定的情况下，系统功率因数的降低还使得可用的有功功率减少，也就是说，变压器的带载能力大大降低。
变频调速节能控制技术在水泵电机中的应用
变频调速节能控制技术在水泵电机中的应用摘要：伴随着社会经济和科学技术不断的发展，使变频调速节能控制技术变得更加成熟的同时，也进一步突出了变频调速节能控制技术在各大领域的广阔应用前景。
尤其是在水泵电机这种高能耗的机电产品中，通过变频调速节能控制技术的应用，能够充分的结合水泵电机运行当中的调节控制原理，有效的减少水泵电机使用能耗。
因此，本文通过对水泵电机中变频调速节能控制技术的应用原理进行分析，深入的研究了变频调速节能控制技术在水泵电机中的实际应用，以供大家参考。
关键词：水泵电机；变频调速节能；控制技术；原理；应用前言：在当前科学技术不断进步的大环境中，使工业生产中的高能耗问题变得更加的突出，其中水泵电机能耗占比70%以上。
为了能够更好的解决水泵电机这种耗能大的问题，必须深入水泵电机实际应用情况的分析，并通过结合水泵电机的应用原理，充分的应用当前先进的变频调速节能控制技术对水泵电机进行改造和升级，以此来进一步提高水泵电机使用效率的同时，尽可能的减少水泵电机所消耗的能耗，从而促使水泵电机能够得到更加理想的使用效果。
一、水泵电机中变频调速节能控制技术的应用原理从水泵电机的使用本质上来看，水泵电机之所以存在能耗大、效率低等问题的主要原因就是因为水泵电机的零件老化和磨损以及不能很好的自适应使用环境。
但是从水泵电机的原理上来看，通过在水泵电机中应用变频调速节能控制技术对其进行升级和改造，就可以通过增高水泵电机电能单位的功率因数以及电机本身的能效比率，达到水泵电机使用中的节能控制使用效果。
经过变频调速节能控制技术改造后的水泵电机在实际的应用过程中，水泵电机接受供电后会向自动控制中心发射需要改变频率的指令，然后利用相关的电路把交流电源转变为直流电源，让水泵电机当中的变频器对直流电源进行控制，以此来输出能够进行变频调控的电压和电源，达到对水泵电机变频调速节能的控制目的[1]。
此外，传统的水泵电机在运行时，由于工况参数和电能消耗都处于一种恒定的状态当中，不能随着水位的变化而自动调整输出功率，必然会使水泵电机浪费大量的电能，加大水泵电机的无用能耗的消耗量。
变频调速技术在工业风机、水泵中的节能应用
变频调速技术在工业风机、水泵中的节能应用发布时间：2021-12-15T06:40:52.898Z 来源：《福光技术》2021年20期作者：马国强[导读] 当前，我国社会发展进入了新时代，各行各业蓬勃发展，焕发出前所未有的生机。
山东爱普电气设备有限公司山东济南 250101摘要：当前，我国社会发展进入了新时代，各行各业蓬勃发展，焕发出前所未有的生机。
在新时代的背景下，我国工业自动化水平也在不断提高，这为我们实现节能减排、低碳发展提供了有利条件。
据相关统计，在我国工业生产中，拖动各种机械运转的电动机,其用电量约占工业领域整体用电量的75%，在各种机械中，风机、水泵类通用设备量大面广，在工业领域占有半壁江山。
风机、水泵类负载有其特有的机械特性，与变频调速技术相结合，特别是在低速运行时，节能效果好、潜力大，这对国家实现碳达峰、碳中和的目标有着重要意义。
关键词：变频调速技术；风机；水泵；碳达峰；碳中和引言随着我国工业自动化程度不断推进，很多电工新技术应用在工业生产中，如：PLC控制技术、变频调速技术、触摸屏人机界面、传感器技术等。
这些新技术相辅相成，在自动控制理论的指导下，共同组成了电气自动化，其中变频调速作为执行机构，在自动化控制中处于核心地位。
变频调速技术除了能够按照工艺要求控制电动机的速度之外，还有一个重要的作用就是通过改变电动机速来提高系统运行的效率、降低电气设备的能耗，特别是在风机、水泵类指数型机械负载中，变频调速技术节能效果非常优越。
在碳达峰、碳中和的目标下，节能低碳化发展成为工业领域迫切需要完成的任务，因此工业生产中，加快工业自动化步伐，探索节能减排途径，进一步挖掘设备节能潜力刻不容缓。
本文以变频调速技术作为主线，简要介绍了变频调速技术，阐述了风机、水泵类负载节能的原理，并对变频调速技术在工业风机、水泵中的节能潜力进行了展望。
一、变频调速技术变频调速技术在工业领域应用十分广泛，可以说，变频器在各行各业都有用武之地，主要体现在自来水厂、钢铁企业、石油化工企业、工矿企业、电力生产企业等方面。
变频器控制在水泵中的应用与节能分析
变频器控制在水泵中的应用与节能分析摘要：在我国的资源系统中，水泵作为其中尤为重要的组成。
在传统模式下，水泵运行的资源耗损情况十分严重，因此，如今应提高对节能降耗理念的重视，为了确保节能降耗效果的充分发挥，在水泵运行过程中，可高效运用变频器。
本文对变频器控制在水泵中的应用与节能进行了深入分析，旨在为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
关键词：变频器控制；水泵；节能前言：对于相关统计而言，水泵的运用在全国发电量中占据20%。
因此，有效提高水泵应用技术水平，增强运行条件的有效改善与实现节能降耗拥有非常重要的作用。
传统模式中，水泵的运行利用阀门严格控制运行状态，在选择型号过程中，唯有推动变频器的不断提高才可为整体的安全运行提供保障。
在水泵的运行过程中，为了消除阻力导致的能源大量耗损，为经济价值的实现造成严重影响。
1变频器控制水泵运行的基本原理变频器应进行水泵工作转速的高效控制，其原理与节能模式一般为：在水泵、阀门、管道构成的管道体系中，水泵可消除管道阻力，泵送出水。
在没有充分运用变频器的管道系统中，水泵泵送水的流量可通过水阀门进行水量的调节，水泵应消除水阀和管道的阻力。
通过变频器管道系统的利用，出水阀不需要控制，水泵仅需要消除管道阻力即可，管道对水泵扬程的要求较低。
在这种情况下，应加强水泵流量的改善，为水泵转速进行直接调整，为水泵扬程与管道阻力互相匹配提供保障。
图1水泵调速过程中性能改变原理管道阻力与泵送流量关联密切。
水泵调速中性能改变的原理如图1所示，水泵进水阀与出水阀都开启，水泵运行转速为n，水泵工作位置A（流量Qa与扬程Ha），管路出现阻力曲线一般为HR；若是系统需要的流量Qb，无变频器的系统调节方式一般为关小水泵出水阀门，水泵工作位置移动到B，管道阻力曲线HR=，水泵扬程提高到Hb；如果变频器的应用开展速度调节，而管路阻力曲线并不会出现变化，水泵工作位置移动到C，水泵转速为n2，扬程为He。
可发现，Hb>Ha>Hc，在忽视效率作用的条件下，水泵功率为P=yQH/η存有很大的差异性，采用变频器的功率较低，节能△P=yQ(Ha-He)/η。
变频器在水泵应用的原理
变频器在水泵应用的原理1. 引言变频器是一种用于调节电动机转速的设备，广泛应用于工业生产中的水泵系统中。
本文将介绍变频器在水泵应用中的原理。
2. 变频器的工作原理变频器通过改变输入电源的频率来调节电动机的转速，进而实现对水泵的流量和压力控制。
其工作原理主要包括以下几个方面：•电源变频：变频器将输入电源的频率从固定的工频(一般为50Hz或60Hz)转变为可调节的频率。
通过调节输出频率，可以实现对电动机转速的精确控制。
•电机控制：变频器将变频后的电源供给电动机，控制电机的运行速度。
根据不同的需求，可以实现电动机的启动、停止、正反转等控制功能。
•电流控制：变频器还负责对电动机的电流进行调节，保证电机在工作过程中的运行稳定性。
通过控制电流的大小，可以避免电机因过载而损坏。
•保护功能：变频器还具备各种保护机制，如过载保护、短路保护、温度保护等，保证电动机和系统的安全运行。
3. 变频器在水泵应用中的优势变频器在水泵应用中具有以下几个优势：•节能减排：传统的水泵系统往往采用调节阀门的方式来调节流量，但这种方式会浪费大量能源。
而通过变频器控制水泵的转速，可以根据实际需求来调节水流，实现节能减排的目的。
•保护水泵：变频器可以通过控制电流和电压的大小，使水泵在工作过程中达到最佳状态，减少水泵的磨损和故障率，延长水泵的使用寿命。
•提高控制精度：变频器可以精确地控制水泵的转速，使得水泵的流量、压力等参数可以根据实际需求进行调节，提高了水泵系统的控制精度。
•降低噪音和振动：变频器可以调整电机的转速和运行状态，减少水泵系统的噪音和振动，提升了工作环境的舒适性。
4. 变频器在水泵应用中的实际案例下面以某工业水泵系统为例，介绍变频器在水泵应用中的实际效果：•引言：该工业水泵系统用于输送高粘度液体，传统的恒速水泵无法满足其流量和压力需求。
因此，采用变频器来控制水泵的转速，以适应不同的工况。
•优势：–节能减排：变频器减少了水泵的能耗，每年节约电力达30%以上，减少了对环境的污染。
变频器在水泵调速中的应用优劣势分析
变频器在水泵调速中的应用优劣势分析随着现代工业的发展和节能环保理念的日益普及，利用变频技术对水泵进行调速已经成为了一种趋势。
而常用的变频器就是应用较为广泛的一种电力调节装置，它主要利用了运动学和电子学原理，实现对电机转速的调节。
相信很多人对变频器在水泵调速中的应用都比较关心，下面我们来分析一下其应用的优劣势。
一、优势1.节能：传统的调速方式需要通过“堵流调节”等方式，来调节水泵的流量或压力，然而这样做不仅效率低，而且还会浪费很多能源。
而利用变频技术进行调速，我们可以根据实际情况来调节水泵的流量或压力，实现能源的高效利用，从而达到节能的目的。
2.稳定性好：利用变频调速可以通过改变电机的转速来调节水泵的流量或压力，从而实现在各种工况下的稳定性调节。
而传统的调速方式则需要通过机械配管甚至更改进出口阀门来实现流量调节，相比之下，效果并不理想，而且易受到外界因素的干扰。
3.运行平稳：变频器的调速方式可以使水泵在调速过程中实现平稳启停，避免了传统的调速方式中频繁启停、冲击等问题，大大延长了水泵和电机的使用寿命。
4.维修方便：在传统的调速方式中，若要改变调速的流量或压力，还需要更换流量阀门，改变管路等，而利用变频器进行调速，只需要通过调节变频器参数等方式即可实现，简单方便。
5.安全可靠：利用变频器进行调速，我们可以通过对电机的过压、欠压、过流、短路等方面进行实时监测，确保水泵的运行安全，避免常规调速方式中因流量过大或过小而导致的运行不稳定等问题。
二、劣势1.成本高：利用变频器进行调速需要安装一些传感器和控制器，每台变频器的价格也比较昂贵，而且需要花费一定的费用进行维护，这一方面会增加工程项目的成本。
2.技术难度大：变频器是一种利用电子技术对电机转速进行调节的装置，涉及到电机控制系统和微处理器控制系统等方面的知识，所以需要具备一定的技术经验和专业知识才能进行操作。
3.容易受到电网干扰：由于变频器在运行过程中需要对电网进行反馈和调节，所以如果电网发生故障或电压变化等因素，就容易影响变频器的运行效果。
变频器在水泵节能改造中的应用
变频器在水泵节能改造中的应用摘要：随着社会的高速发展，人们对能源的消耗也日益增大。
为了响应国家节能减排的号召，在水泵中安装变频器可以很大程度上地节约能源。
本文将对变频器在水泵中的节能改造的应用进行分析和探究，为以后变频器安装提供参考，使其达到更好的节能减排的效果。
关键词：变频器；水泵节能改造；应用前言：随着科学技术的发展，以及能耗双控的双重压力，各行业在环保节能领域也引进了先进的电子科技技术。
变频技术就是一种电子科技技术，是通过智能调节系统来控制水流量大小，以此来达到节约能源的目的。
变频器是变频技术能够实现的关键设备，通过变频器的调节后，可有效控制电机的输出电压，减少电机发热情况，提高电机的使用寿命。
变频器是一种多功能的机械设备，它不仅能够控制电机的运转速度，还能对水泵系统的运行情况、水泵的工作效率等进行实时的监控和反馈，还能与变频技术相结合，对电机的工作情况进行良好的操控。
1在水泵控制中变频器的基本原理在运行水泵中，对于变频器的应用，要求有效控制水泵的具体运行速度。
该运行模式可以有效节能，具体的原理就是：在管道体系内，以阀、泵、管路等为组成结构部分。
泵的应用可以有效防止系统阻力，并输出水等介质，必须要抵消管路、阀门体系的阻力。
如果选取变频器体系来加以控制时，则需水泵阀门均一致开启。
所以，水泵无需抵消阀门阻力，所以降低了整个管道体系对于相应泵的扬程领域需求。
就此，倘若相应更改泵的流量，则可考虑调节泵的运转速度，以便泵的扬程可以匹配管路体系整体阻力。
此外，管道体系的阻力通常还与流速（也即水泵送流量）有着关联，所以水泵在调节速度中，也会改变性能。
1.1水泵基本工作性质在具体的工作实践中，水泵内部的各个参数会伴随速度的改变而呈现一定的关系。
具体而言，水泵的各项工作参数之间均有着很显著的关联性。
在这里面，流量与转速、扬程与转速、轴功率与转速依次呈现出一次方、两次方、三次方类型的关系。
因此，在整个系统中，如果有效调节流量、让转速更加科学、合理，便可以减小泵的消耗功率。
变频器在水泵节能中的应用文献综述
变频器在水泵节能中的应用文献综述
近年来，由于全球变暖的现象日益严重，节能减排问题也日益突出，变频器应用于水泵节能成为一种被广泛采用的技术。
变频器的应用可以有效的节省能源。
它可以通过改变电机的转速来控制水泵的输出流量，从而控制水泵的运行，从而降低水泵的能耗。
另外，变频器还可以控制水泵的输出压力，从而实现节水的目的。
此外，变频器还可以提高水泵的运行效率。
它可以根据用户的实际需求，调节水泵的转速，使水泵保持最佳的运行状态，从而提高水泵的运行效率。
另外，变频器可以改善水泵的控制性能。
它可以通过调节水泵的转速来控制水泵的输出流量，降低水泵的噪声，提高水泵的稳定性。
总之，变频器在水泵节能中的应用具有重要的意义。
它可以有效的节省能源，提高水泵的运行效率，改善水泵的控制性能，为水泵节能提供了有效的解决方案。
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变频器在电厂工业水泵上的节能应用
简述水泵变频调速节能原理，对某电厂工业水泵采用变频调速节能改造的措施和取得的节能效益进行分析，揭示了水泵采用变频调速装置进行节能改造具有很大的实践空间。
标签：泵类负载工业水泵变频调速节能
0引言
在热电厂中，机组必须配备的水泵主要有锅炉给水泵、循环水泵和凝结水泵，其次还有射水泵、低压加热器疏水泵、热网水泵、冷却水泵、灰浆泵、轴封水泵、除盐水泵、清水泵、过滤器反洗泵、生活水泵、工业水泵、消防水泵和补给水泵等。
这些水泵数量多，总装机容量大：50MW火电机组的主要配套水泵的总装机容量为6430KW，占机组容量的12.86％；100MW机组为10480kW／，占10.48％；200MW机组为15450KW，占7.73％。
100MW机组主要配套水泵的总耗电量约占全部厂用电量的70％左右。
由此可见，水泵确实是火力发电厂中耗电量最大的一类辅机。
因此，提高水泵的运行效率，降低水泵的电耗对降低厂用电率具有举足轻重的意义。
国外火电厂的风机和水泵已纷纷增设调速装置，而目前我国火电厂中除少量采用汽动给水泵，液力耦合器及雙速电机外，其他风机和水泵基本上都采用定速驱动。
这种定速驱动的泵，由于采用出口阀，风机则采用入口风门调节流量，都存在严重的节流损耗。
尤其在机组变负荷运行时，由于风机和水泵的运行偏离高效点，使运行效率大大降低，结果是白白地浪费掉大量的电能，已经到了非改不可的地步。
1泵类负载的流量调节方法及原理
泵类负载通常以输送的液体流量为控制参数，为此目前常采用阀门控制和转速控制两种方式。
1.1阀门控制这种方法是借助改变出口阀门的开度大小来调节流基的，其实质是通过改变管道中流体阻力的大小来改变流量的。
因为泵的转速不变，其扬程特性曲线H-Q保持不变，如图1所示
当阀门全开时，管阻特性曲线R1－Q与扬程特性曲线H－Q相交于点A，流量为Qa，泵出口压头为Ha。
若关小阀门，管阻特性曲线变为R2－Q，它与扬程特性曲线H－Q的交点移到点B，此时流量为Qb，泵出口压头升高到Hb。
则压头的升高量为△Hb=Hb-Ha。
于是产生了阴线部分所示的能量损失：△Pb=AHb×Qb。
1.2转速控制借助改变泵的转速来调节流量，这是一种先进的控制方法。
转速控制的实质是通过改变所输送液体的能量来改变流量。
因为只是转速变化，阀门的开度不变，如图2所示，管阻特性曲线R1－Q也就维持不变。
额定转速时的扬程特性曲线Ha－Q与管阻特性曲线相交于点A，流量为Qa，出口扬程为Ha。
当转速降低时，扬程特性曲线变为Hc－Q，它与管阻特性曲线R1－Q的交点将下移到C，流量变为Qc。
此时，假设将流量Qc控制为阀门控制方式下的流量Qb，则泵的出口压头将降低到Hc。
因此，与阀门控制方式相比压头降低了：△Hc=Hb-Hc。
据此可节约能量为：△Pc=AHc×Qb。
与阀门控制方式相比，其节约的能量为：P=△Pc-APb=fAHc-△Hb)×Qb。
将这两种方法相比较可见，在流量相同的情况下，转速控制避免了阀门控制
下因压头的升高和管阻增大所带来的能量损失。
在流量减小时，转速控制使压头反而大幅度降低，所以它只需要一个比阀门控制小得多的，得以充分利用的功率。
而且随着转速的降低，泵的高效率区段将向左方移动。
这说明，转速控制方式在低速小流量时，仍可使泵机高效率运行。
2国内某热电厂工业水泵运行状况及变频改造措施
国内某热电厂有3台工业水泵，3台水泵并列在工业水母管上，生产过程中为全厂提供生产工艺制水水源、全厂辅机轴承冷却水、发电机组空冷器、冷油器用水、锅炉淋渣水、全厂生活用水等等。
随着用水成本的逐步上升，该厂将全厂辅机轴承冷却水、锅炉淋渣水、甚至是发电机组空冷器、冷油器用水(在室外气温较低时)都改成了由机组循环冷却水来代替，全厂的用水量大大降低，在机组负荷较低时开一台工业水泵也会造成工业水母
管超压，该厂化学分场的运行人员不得不采取水泵出口阀节流的方式运行，但由于工业水泵离运行人员工作场所很远，工业水母管压力变化较频繁时，运行
人员就会就近开启化学车间的工业水泄压阀来调整工业水母管压力，这样的调整方式不仅使运行人员劳动强度大，而且浪费了大量的水资源和电能。
在随后的技改工程中，采用变频器配合压力变送器实现恒压供水的改造方案彻底解决了工业水压力调整的问题，具体改造方案如图3
原水泵电机功率185KW，采用自耦变压器降压启动来降低电机启动电流。
工业水母管压力用出口阀、或化学车间的工业水泄压阀来调整。
改造后为潜水泵电动机配备了变频装置，合理设置电机启动时间和电机加减速时间就可有效的实现电机的软启动，降低启动电流。
在工业水母管上装设压力变送器，将工业水母管的压力转化为4-20mA的信号送入变频器，变频器将这个信号与设置的压力给定值比较后自动调整变频器的输出转速，从而实现恒压供水的自动闭环控制。
改造后最明显的是运行人员的劳动强度大大降低，再也不用频繁调整水泵出口阀和泄压阀了，而且变频泵和工频泵并联运行也非常平稳。
再一个现象是水泵运行电流比前一日下降了几十安培。
为了详细核算水泵变频改造后的节电效益和节水效益，该厂化学车间的运行人员做了半年的统计工作，用这半年的统计数据与前一年改造前的运行数据比较后发现该水泵变频改造后平均运行电流下降了约50安培，一年大约可以节电40万千瓦时，节电率可达28％，创造节能收益10万元，除此之外每年还可节约20万吨水，这两项收益使得改造投入的10万元不到
一年就可收回，节能效益非常可观。
3总结
通过工业水泵变频改造的实践验证了水泵采用变频调速装置节能改造的潜力，而且还可降低运行人员的劳动强度，减少机械磨损，延长设备使用寿命，因此采用变频装置对风机、水泵进行节能改造在各行各业中都会有很大的实践空间。