高压变频器在送水泵组中的应用

2017年19期应用科技科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication高压变频器在送水泵组中的应用杨双雅（福建省石狮供水股份有限公司生产技术部，福建石狮362700）引言水是人们生活与生产中必不可少的一项资源，随着社会的不断发展以及人口不断增多，社会各界对水的需求量也越来越大，对供水系统的安全性与供水质量也提出了越来越高的要求。在工厂送水泵组中应用高压变频器实施变频节能改造，可以实现PID调节控制送水泵机组管网压力，同时也可以使负荷较低时水泵的节流损失实现最大限度地降低，使机组的经济效益实现全面的提升。因此，对高压变频器在送水泵组中的应用进行探究具有至关重要的现实意义。1主要设备及技术参数旧厂有6台送水泵，与扩建水厂及赤湖水厂通过合理调度，负责供应全市的生活与工业用水，根据用水量将其中的1原2台投入使用。水泵配套电机型号为Y560-8型，功率为630kW/10kV。选用HARSVERT-VA10/045变频器并配套一面手动一拖二切换柜。图1福建省石狮供水股份有限公司图2石狮市20万吨水厂（旧厂）高压变频器2技术改造对送水泵房中的2裕泵与4裕泵实施变频节能改造，在已建成的送水泵房内对两组630kW/10kV电机机组添加变频调速系统的改造，将原设计的转子串级调速拆除改为高压变频器变频调速。采用变频器一拖二手动切换方式：（1）高压供电回路使用旧电路。（2）采取恒压变流形式来调节技改送水泵的转速，将压力维持在0.5MPa；（3）在MCC室并列安置原低压供电设备及变频柜。（4）增设10kV电力电缆，并更换Y560-8型电机1台。（5）通过硬接线来实现与PLC控制系统的数据交换，可是必须将通讯接口保留下来，选用Profib-us-DP作为通讯协议。（6）调速范围控制在20原50Hz。对于一台水泵来说，其水压、流量和所需功率均会因叶轮转速的改变而发生改变，它们之间的关系如下：n1n2=Q1Q2=P1P2姨=N1N23姨（1）从上述关系可总结出如下结论：Q（水量）邑n（转速）；P（水压）邑n（转速）；N（水泵轴功率）邑n（转速），也就是说当转速发生改变时，水压、水量以及功率的变动速度也是各不相同的，而且功率的改变速率最大。当转速降至70%时，水量也会随之降至70%，可水压会下降至49%、功率会下降至34.3%。可见，通过对水泵转速进行调节，便可改变水压和水量，无需对阀门进行调节来改变管道的阻力特点，这样可以有效的减少节流损失，从而实现节能的效果。3高压变频器的优势高压变频器具有如下几点优势：（1）利用高压变频器对电机实施调速改造，如果变频器出现故障，电机仍可以直接挂工频电网运作，可以有效地避免生产损失。而且高压变频器属于高科技，具有较高的可靠性，可以有效的降低维修率，减少维护成本，从而使供水企业的经济效益实现全面的提升。（2）利用高压变频器对电机实施调速改造时，只需将原先电机与开关的相连电缆断开，并将变频器加入其中即可，无需对机械与电机的连接关系进行更换，也无需更改任何基础，操作便捷，而且也不会因场地而受到限制，具有较好的适应性。（3）高压变频器的调速精准度和智能化水平均非常高，其可以实现闭环运作，使送水泵组的自动化水平实现全面的提升，使工作量实现有效的减少，从而有效的降低人工成本投入。（4）高压变频器对电机和负载机械可实现真正的软启动，使电机和负载机械启动时的冲击问题得到有效的解决。倘若工艺有要求，电机还可以在短时间内多次反复启动。（5）高压变频器具有较大的调速范围，而且其还具有较高的效率，在负载机械及电机强度允许、且电机不过流的情况下，高压变频器还可以使机械及电机实现超速运作，从而最大限度地提升电机的工作效率。4改造效果水泵类负载中水压H、轴功率P、水泵流量Q等均与驱动摘要：福建省石狮供水股份有限公司玉浦水厂（原名石狮市20万吨水厂），日供水能力为44万吨，是在旧水厂20万吨水厂的基础上再扩建20万吨，2013年福建省石狮供水股份有限公司赤湖水厂建成通水后，大大缓解了玉浦水厂的供水负荷，使得玉浦水厂供水量有了较大的冗余量，同时也使得该水厂日夜间送水量频繁地变化，玉浦水厂不得不频繁地启停送水机组或调节出水阀门。在送水泵组中应用高压变频调速，通过PID调节控制，不仅可实现恒压供水，还可延长机组的使用寿命，确保供水的实效性与经济性，实现了高效节能与稳定生产的有效统一。关键词：送水泵房；高压变频器；应用中图分类号院TU992.25文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2017冤19-0159-02159--2017年19期应用科技科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication话就会生成压力，导致注浆工作受到极大的阻碍。当我们提出钻杆的时候，止浆塞的压力就会变小，缝隙相应的变小，此时浆液会朝外流，为此我们一定要借助笼头来处理这些渗出的液体。2.4岩层裂隙阻力小、吸浆量大时采取的措施（1）使用间歇式方法，逐渐升高压力，直到其符合标准为止。（2）针对大裂隙岩层采取间隙定量注浆方案；（3）通过加大浆液浓度来减少吸浆量。（4）利用膨胀水泥来减弱岩层裂缝阻力，同时采取减少段高的形式，取得良好的填充效果。3注浆的工艺流程及安全要求3.1注浆的工艺流程（1）先在矿井附近建立位置合理的造浆系统，借助矿斗的作用来运输泥浆，使得储水泥浆桶能顺利完成对接工作；（2）注浆泵会搅拌均匀所有浆液，将其注入到注浆管中，借助设备将其注入缝隙中，继而开展扫孔以及复注等活动，确保固结体符合规定。3.2安全要求第一，对于工作者来讲，在具体的开展工作的时候必须严格遵循相关的标准和条例，为了防止浆液给人体带来伤害，就要确保在触碰液体以前做好防护工作，比如要戴上防护眼镜以及专用的手套等。第二，孔口管端部过浆装置使用完毕后要先将压强完全降下来以后才能进行拆卸活动，因为如果不按照这样来操作的话，就会导致其中的浆液喷出，危及到相关人员的安全。第三，为了确保阀门不受损害，如果管线的压力太大的话就要使用合理的降压方法。第四，在选择材料以前，要认真分析它们的物化特性，只有测试达标之后才可以使用，以免使用不合理的材料导致施工工作受到极大的影响。第五，要认真记录工作中的各种数据内容，其目的是为了出现问题的时候可以有数据作为参考。第六，要认真清理注浆孔，因为其是否洁净会对后续的注浆工作有极大的影响，而且还会影响岩面的防渗性能。第七，当堵水工作开展好以后要不定时抽查，一般是使用随机打孔的形式来开展的。4矿井注浆堵水新技术的应用4.1ZGS-1型水力膨胀式单管止浆塞使用最新开发和推出的ZGS-1型水力膨胀式单管止浆塞，可膨胀的胶筒外壳与中心管连接，借助花兰螺母、联接锁栓的力量来锁紧。胶筒受到液体的压迫而紧密围绕孔壁，让孔壁成形更完整，实践证明该类型止浆塞的效果要优于传统使用的三爪异径止浆塞，通过提高下塞成功率来加强止浆作用。4.2DSC-1型冻结壁声波测厚仪利用DSC-1型冻结壁声波测厚仪来评价注浆效果，它会朝着被测试的岩体释放声波，然后把获得的数据返回，和岩体结构特性形成契合。考虑到采取注浆措施的地层带有低声波传播速度、节理发育等特点，因此声波会被岩体所干扰，导致传播的速率变慢，而注浆前后的声波之差是判断注浆效果的重要标准。5结束语通过上文的叙述，我们得知煤矿是国家非常关键的矿体，它们的存在能够为国家的经济发展注入活力。然而目前我们在开展矿井开采工作的时候时常会遇到一些负面现象，比如矿井渗漏问题。一旦出现了渗漏现象的话就会给相关人员的生命以及财产造成极大的威胁。因此为了避免负面现象发生，就要积极分析渗漏情况，采用合理的防渗措施。笔者先是分析了以往的矿井注浆策略，然后在这个前提之下论述了很多新工艺。参考文献院[1]孟庆华.平煤股份八矿二水平西大巷注浆堵水技术及启示[J].科技资讯，2012（12）：118.[2]周长国，刘志强，王德宝.煤仓环幕注浆堵水技术及应用研究[J].山东煤炭科技，2012（5）：160原161.[3]马江淮，严家平，张海涛，等.板集煤矿副井井筒地面注浆堵水技术与效果评价[J].煤矿安全，2011，42（4）：45-47.[4]李福贤，郎彦龙，李保东，等.大强煤矿副井井壁注浆堵水技术的应用[J].煤矿安全，2011，42（6）：101-103.[5]王永红，靳宝全，渠云田.煤矿井下电力监控通信系统研究[J].煤炭技术，2013（1）：42-43.电机（水泵）转速n之间成正比例关系。水泵类负载的流量调节控制形式主要包括两种：变频控制与变阀控制。采取变阀控制来调节控制水泵类负载的流量，只是单纯的改变了水泵流量和管网的特点，无法使水泵的速率发生改变，也根本无法使水泵系统的功率消耗实现有效的减小，无法达到节能的效果。而采取变频控制来调节控制水泵类负载的流量，则是通过提升水泵的速率来达到降低轴功率、减少能源损耗的目的，其可以达到较好的节能效果。因此，目前在对水泵组进行改造的过程中，普遍采用的是变频控制的调节方式。本次研究也是采取变频控制的方式来对已建成的送水泵组进行改造。到目前为止，该项目的高压变频器一直处于比较稳定的运作状态，起到了非常好的节能效果。据统计数据显示：（1）改造之前，输送1吨水需要损耗0.147度电能，将高压变频器应用于送水泵组中之后，输送1吨水只需损耗0.105度电能，可节约28.6%的电能。由此可见，高压变频器具有非常好的经济性。（2）改造之后，可实现软起动电机，使机械系统因电机发动时所受到的冲击实现有效的降低，可以使电机的使用寿命实现有效的延长，而且还可以对电机发动/停止时的管网“水锤”效应的出现起到有效的抑制作用。（3）经过变频调速之后，在正常流量的情况下，水泵不仅可以使管网的给水压力实现有效的减小，而且可以使管路接合处的泄漏现象的发生率实现最大限度的降低，从而使水泵机组运作的安全性和可靠性实现全面的提升。除此之外，将高压变频器应用于送水泵组中之后，针对不同的流量需要，其可以实现实时调控循环水管网的压力PID，使生产工艺实现最大限度的优化。由此证明，此次送水泵组的改造工程取得了较为理想的节能改造效果。因此，将高压变频器应用于送水泵组之中，可以有效的减少能源损耗，具有较好的节能效果，是一种非常有效的节能改造方式。5结束语总而言之，将高压变频器应用于送水泵组中，不仅可以有效的提升送水泵组的安全性与可靠性，而且其工作效率也非常高，最重要的是其可以对电机和环境起到有效的保护作用。因此，在送水泵组中全面推广使用高压变频器，可以保障供水系统的健康、稳定运作，从而使人们的生产、生活用水得到有效的保障。参考文献院[1]张伟刚，杨威达，窦富祥，等.基于变频驱动和自动回流调节的离心泵联合控制方案[J].石油化工设备，2016（06）.[2]田传凯，陈建燕.变频调速控制系统在采油注水泵站的应用[J].山东工业技术，2016（07）.[3]翟爱春.泵组匹配发展趋势的分析及研究[J].科技资讯，2013（23）.渊上接158页冤160--