清水泵站是凈化水場的重要組成部分。它保證居民區(qū)生活用水有足夠的水量與水壓，同時它也是在水場中耗能較大的設備。由于水泵的選型時是按最不利條件下、最大時流量及相應揚程設計的。而在實際運行中，由于季節(jié)、溫度和晝夜的變化，水泵多為低負荷工作，以前靠泵出口閥門開度大小來調(diào)節(jié)水量與水壓，其能量耗損很大。為此，該廠在生活水場清水泵上采用了閉環(huán)控制變頻調(diào)速技術(shù)，達到了節(jié)能和穩(wěn)定運行的目的。 一、水泵調(diào)速的節(jié)能原理 在實際生活中，用水量是時刻變化的，為了適應水量的變化，以往多采用調(diào)節(jié)泵出口閥門定時去控制泵出口壓力在某一規(guī)定值上，這必然造成生活區(qū)用水時有超壓或欠壓現(xiàn)象。水泵機組應用變頻調(diào)速技術(shù)，即通過改變電動機定子電源頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速，可以相應地改變水泵轉(zhuǎn)速及工況，使其流量與揚程適應管網(wǎng)用水量的變化，保持管網(wǎng)最不利點壓力恒定，達到了節(jié)能效果。根據(jù)這一原理，在應用中選擇供水管網(wǎng)最不利點允許的最低壓力為控制參數(shù)，通過壓力傳感器以獲得壓力信號，組成閉環(huán)壓力自控調(diào)速系統(tǒng)，以使水泵的轉(zhuǎn)速保持與調(diào)速裝置所設定的控制壓力相匹配，使調(diào)速技術(shù)和自控技術(shù)相結(jié)合，達到最佳的節(jié)能效果。此外，最不利點的控制壓力還保證了用戶水壓的穩(wěn)定，無論管路特性曲線等因素發(fā)生什么變化，最不利點的水壓是恒定的。保證了居民用水壓力的可靠。 二、系統(tǒng)的組成 該廠凈化水廠設計2臺生活供水泵，其電機功率為185kw，采用微能變頻器。由于生活區(qū)用水時刻變化，高峰期用水量可達到1200～1400t/h,而夜間最低峰用水量只有400t/h左右。此變頻調(diào)速控制系統(tǒng)包括水泵、電機、時代變頻器（內(nèi)置PID）、變送器等，調(diào)節(jié)手段采用管網(wǎng)最不利點定壓控制，壓力變送器將信號通過屏蔽電纜送到時代變頻器，同時控制2臺電動機的頻率，保證管網(wǎng)最不利點的壓力恒定，調(diào)速后的揚程與管路阻力特性曲線相吻合，獲得最佳的節(jié)能效果。變頻器頻率的設定，既可手動設定也可根據(jù)管網(wǎng)末端最不利點的壓力形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實時在線調(diào)節(jié)電機的頻率和轉(zhuǎn)速。 微能變頻器保護功能齊全，從而保證并提高了系統(tǒng)的可靠性，同時還沒有故障顯示記憶功能，便于分析和排除故障。本系統(tǒng)主要有下列保護功能：瞬間停電保護、過載保護、直流過電壓保護、過熱保護、防止失速保護等。 三、經(jīng)濟效益分析 水泵采用微能變頻器后，泵的出口揚程大幅度下降，節(jié)能效果顯著。水泵的運行方式為白天兩臺泵同時運行，夜間只運行一臺泵，具體節(jié)能效果如下表所示： 運行模式 所需電能 節(jié)能效果 輸出流量 （t/h） 運行時間 （h/a） 引入變頻器前（kw） 引入變頻器后（kw） 節(jié)功率 （kw） 節(jié)電量 （萬kw.h） 2 x 600 1080 2 x 168 2 x 124 2 x 44 2 x 4.75 2 x 400 4680 2 x 106 2 x 36.7 2 x 69.3 2 x 32.43 1 x 400 2880 1 x 106 1 x 36.7 1 x 69.3 1 x 19.96 兩臺水泵年節(jié)電量（萬kw.h） 94.32 使用微能變頻器后，轉(zhuǎn)速下降，泵出口壓力降低，減少了機械磨損，降低了維修工作量，延長了設備的使用壽命。提高了功率因數(shù)，軟啟動特性避免電機直接啟動時大電流對電機線圈和電網(wǎng)的沖擊。 采用微能變頻器后，電動機和泵共同組合為一體，它既是動力源，又是供水調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，改變了傳統(tǒng)的控制方式，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動化，減少了工人的勞動強度。閉環(huán)控制系統(tǒng)適應水量變化，實現(xiàn)在線調(diào)整，保證管網(wǎng)末端壓力恒定，不存在人為調(diào)整的滯后現(xiàn)象。 總之，微能具有體積小、調(diào)速范圍大、效率高、無級調(diào)速等特點，在該廠水泵上運行安全可靠，實現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)，滿足生活用水需量，保證管網(wǎng)末端壓力恒定，具有明顯的節(jié)能降耗的經(jīng)濟效益，同時還延長了設備壽命，減少了維修工作量，是一種比較理想的調(diào)速系統(tǒng)。