冯继红

（天津金耀药业有限公司 天津 300457）

试论水泵节能运行及控制系统

冯继红

（天津金耀药业有限公司 天津 300457）

随着电子信息技术的发展，电机节能的前景十分看好。据国家能源部的初步估算：如果全面启动电机节能工程，推广变频调速、永磁调速等先进电机调速技术，改善风机、泵类电机系统调节方式，逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式，全国的用电量将下降15%～20%而GDP保持不变。通过研发高效节能的变频调速技术，在工业、交通、办公自动化等领域推广使用，将电机的平均能耗下降20%～30%，这是电机行业“十一五”期间的节能目标。本文对水泵改造节能运行的理论和实践进行阐述。

水泵；变频器；电机；节能

企业的动力运行是公司的耗能之首，伴随着我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，对环境污染、及能源的浪费问题反应强烈。本人认为只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。

1 水泵运行存在的弊端

以往的供水利用阀门手动调节供水量，此种供水方案经过多年的使用存在种种弊端，有如下问题制约生产的安全、稳定运行：

1.1 用户的用水量随季节、时间的变化而变化，使供水量难以控制；而整个供水系统为能满足最大供水量的要求，做出了较大的设计余量，这样使得在用水量较低时浪费了大量的电能。

1.2 操作人员频繁增减泵的运行台数或通过调节阀门来保持水量的平衡，这样不但增加了操作人员的劳动强度，而且难以保证供水压力的恒定，影响了供水质量。

1.3 频繁开启水泵增加了对点击泵的机械冲击，缩短了它们的检修周期和使用寿命，增加了设备的检修费用，尤其是当大容量水泵启动时引起的电压波动会对其它设备运行带来不良影响。

而采用变频调速控制的恒压供水可以解决上述问题，下面从运行实例进行经济效益和系统优点两方面论证。

2 实践中的案例：我公司恒压供水系统设计实施

2.1 项目概述

项目循环泵系统目前共计8台水泵，90 kW和110 kW各4台。其中，4台90 kW水泵为工频直接起动控制，另4台110 kW水泵为变频器起动控制。目前，循环泵系统正常生产时，开启5～7台水泵，因特殊生产需求时可能运行2台水泵。

当前因生产线增加，计划将其中4台90 kW水泵更换为110 kW；同时，将现有的4台110 kW变频柜更改为1拖2控制模式，另外再增加4台软起动控制柜，以备应急水泵应急起动。最终需要将循环泵系统实现恒压供水模式。

2.1.1 自控方案

正常工作时，以总管上压力信号为控制点，系统自动将A#变频起动1#水泵，根据总管设定压力调整变频运行频率。当A#变频调整为50Hz时，总管压力依然没有满足要求，则，A#变频将1#水泵自动转换到工频方式运行，同时，A#变频起动2#水泵，依然是根据总管设定压力调整A#变频运行频率，若A#变频调整到某一个频率时，总管压力满足设定要求，则保持当前状况运行。若当A#变频拖动2#水泵调整为50Hz时，总管压力依然没有满足要求，则，A#变频将2#水泵自动转换到工频方式运行。同时，由B#变频设备起动3#水泵，控制方式同上。

在循环泵系统总管压力大于设定要求时，系统自动控制B#变频设备拖动3#水泵，根据总管设定压力调整B#变频运行频率，若B#变频调整到某一个频率时（不低于25Hz），总管压力满足设定要求，则保持当前状况运行。否则，自动停止B#变频拖动的3#水泵运行。自控系统依然根据循环泵总管压力情况控制A#变频运行状况。

最终的目的是自控系统实现根据循环泵总管设定压力自动起停水泵和调整水泵运行频率。

自控系统设置由自动/手动转换功能，当自控系统出现故障时，可采用手动模式人为起停变频设备拖动水泵运行。

自控系统配置有组态画面，可清晰明了的表明循环泵运行状况，可查询历史运行记录。根据生产需要设定修改总管压力，并起停变频设备。

2.1.2 更改要求

2.1.2.1.变频器具备运行在50Hz时转换到工频运行功能；

2.1.2.2.现有变频柜更改为1拖2控制方式，柜门上配置有1#/2#转换开关；

2.1.2.3.每台变频器配置有DP通讯卡；

2.1.2.4.新增4台软起动柜，采用1拖1方式控制4台循环泵，以备变频设备或自控系统出现故障时应急使用。

2.1.2.5.变频器、软起动器下口均需配置接触器，以防反送电损坏设备。

2.1.3 循环泵系统图

图1 循环泵系统图

2.2 循环泵自控改造项目方案（控制部分）

图2 系统结构图