变频调速技术在水电站水泵节能改造中的应用

张海波

（葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000）

1 引言

水资源以及各种能源的紧缺严重制约着我国社会经济的快速发展，为了改变这一现状，我国已将节水节能作为保证社会经济可持续稳定发展的基本国策。变频水泵是一项重要科学技术，近些年来通过对社会各界的积极宣传，使更多人认识到变频水泵具备节水节能的优势，也使得这项技术逐渐被农业以及工业相关企业所接受。

2 变频调速节能改造原理

在节能改造水电站水泵前需要明确变频调速的相关原理，其中较为重要的电动机转速公式如式（1）所示。

公式（1）中，f表示电动机运转频率，p表示磁极对数，s表示转差率。依据电动机相应转速公式可知，电动机运转频率f和其转速n呈正比关系，即将频率设为变量，则电动机的转速便能够得到有效控制[1]。正因为如此，变频调速相关技术得到了更广泛的应用。在利用变频调速相关技术对水泵展开节能改造的过程中，由于其运行效果以及应用场合有所差别，在实践应用过程当中必须予以充分 考虑。水泵变频调速流程图如图1所示。

图1 水泵变频调速流程

通常而言，变频调速相关技术主要利用改变电动机的运转频率从而改变电动机运转速度，并依据实际负荷展开调整，从而避免资源浪费。

3 水泵运行过程中存在的问题

通常情况下，造成水泵能源消耗量过大的因素除了机器自身内部构件磨损以及安装不够精密之外，也与水泵自身性能没有展开高效利用有一定关系[2]。在水泵运行工作期间，如果只注重变频设备的性能，忽视对于水泵的适用性以及日常维护等问题，不仅会造成变频效果达不到最佳状态，还会对水泵造成损耗。因此，在日常运行过程中必须对水泵给予足够的重视。

4 变频技术在水泵改造中的应用

（1）在对水泵进行节能改造过程中可以优先选择变频调速相关技术，这是因为其对水泵运行期间的稳定性以及节能性等方面起到了很好的作用[3]。在改造水泵节能时，必须要以经济适用为主要前提，选择科学合理的变频调速相关技术。除此之外，在电流出现较大波动时，为了能够保障水泵的使用年限，可以采用变频调速相关技术对其进行改造。首先，其可以起到很好的节能效果，从而有效改善电流质量。其次，其也可以有效保证机器设备运行的稳定性，避免因电流起伏过大对水泵电动机造成冲击，导致机器设备损坏。

在生产运营期间，为了有效保证泵站的工作效率，不仅需要对泵站进行全面规划，还必须注重对水泵相关配套设施的同步改造，以进一步增强泵站的节能效应。例如，保障车间应在全面考虑设施成本以及节约能源等相关因素的前提下，进行水泵节能改造和泵站升级。在原始泵站设计中1个运行水泵配备1个备用水泵，相应配套启动设备是自耦变压器降压启动，在整个运行期间，配电总柜的输电功率相对较低，自耦变压器降压启动柜出现故障的概率相对较高，不能满足日常生产需求。把自耦变压器降压启动柜改造成变频调速器，并且要考虑到变频器在输出过程中含有极为丰富的高次谐波可能会影响到电动机的输出功率以及工作效率，并且原始电动机是高耗能的落伍设备，因此在进行节能改造时，必须替换电动机，更换为较高频率的变频式电动机。

（2）机器设备的质量决定了机械设施的工作效能，在利用变频技术改造水泵过程中，不仅要注意变频技术是否具有实用性，还必须对变频技术在整个水泵运行过程中的节能表现进行有效把握。因此在展开节能改造过程中，必须仔细查看水泵的设备质量。首先观察水泵的密闭性，以及外壳材料的抗腐蚀能力等，避免水泵在运转期间受到水质的干扰导致设备故障无法正常运行。这是因为设备故障不仅会影响变频效能，还会给水泵的输送能力造成影响并增加泵站的运营维护成本。其次，重点关注变频调速器相关参数的调整，从而使变频启动性能处于长期稳定。最后，对于液体种类以及流量等参数，必须使其在变频设备能够控制范围内，否则会由于液体密度过大使增压效果不够明显，从而造成拥塞，使水泵不能最大限度地发挥自身作用，对水泵的运行状态造成负面影响。

（3）变频相关技术的有效运用，虽然可以增强水泵运转的稳定性，但是并不能完全消除设备的事故率，尤其是在工业相关领域里。对于机器设施的维护首先必须进行定期检修，应按照其工作强度进行测算，在此基础上定期检修核心组件以及重要部件，从而确保机器设施可以长期保持稳定状态。其次，对于机器设施在工作当中出现的事故状况必须给予高度重视，迅速组织排查故障确保机器设施工作质量，提升机器设施运转率。另外，例如调速器主板等相应配套设施，需定期除尘，查看接插件以及端口的紧固程度。因此相关工作人员需按照正常工作制度进行定期保养和详细记录。

（4）在对水泵进行改造过程中，若调节范围相对过大或者较为复杂，则人工操作难免会造成误差，在出现连续变动期间，也有可能造成水泵损伤。充分考虑到经济适用问题以及先进技术等相关因素，操作工作人员可以利用触控屏设定水泵的运转频率以及周期和流量，按照日常生产工艺需求适当降低电动机运转频率，优化运转参数，并且科学合理地设定水泵开关机时间，进而有效增强水泵的节能效果。

5 结语

在运用变频调速技术对相应水泵展开节能改造的实践工作生产过程中，应从选择恰当的变频技术、确保水泵运行质量、注重机器设施维护保养、强化水泵自动化升级这四个方面进行把握，从而使水泵运转更加平稳可靠、节能高效。