1.熱力站循環(huán)水泵正確的選型和安裝是節(jié)電的當(dāng)務(wù)之急

??在水泵的選型與安裝上，目前普遍存在著一些不合理的地方，許多時(shí)候不依照水力計(jì)算，而是死套所謂的“規(guī)定”，并層層加碼或參照別人的設(shè)計(jì)、以前的設(shè)計(jì)，甚至在錯(cuò)誤的理論指導(dǎo)下確定泵的型號(hào)。因此，在水泵的問題上存在大量的電能浪費(fèi)。主要問題有：

??A.泵揚(yáng)程偏高、與實(shí)際需要相差太大

??循環(huán)水泵揚(yáng)程過高既造成了電能浪費(fèi)，有時(shí)還使泵在超流量工況下工作，使電機(jī)過載，不得不在關(guān)小水泵出口閥門的狀況下工作，進(jìn)一步造成了電能的浪費(fèi)，可以使電耗超過實(shí)際需要的三倍以上。

??如某一種水泵流量為100m3/h，當(dāng)揚(yáng)程H=12.5m時(shí)，水泵功率N=5.5kW；揚(yáng)程H=20m時(shí)，N=11kW；揚(yáng)程H=32m時(shí)，N=15kW；揚(yáng)程H=42m時(shí)，N=22kW。造成水泵揚(yáng)程偏高的原因一般有兩種：

??（1）錯(cuò)誤地把樓房高度加在循環(huán)水泵的揚(yáng)程中

??這是錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)造成的。一些人錯(cuò)誤地把采暖系統(tǒng)的樓房高度，作為選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的依據(jù)。他們把循環(huán)水泵的作用和補(bǔ)水定壓泵的作用混到了一起，不知道循環(huán)水泵的揚(yáng)程只是用來克服采暖系統(tǒng)的循環(huán)阻力，而補(bǔ)水定壓泵的揚(yáng)程是維持采暖系統(tǒng)所需靜水壓強(qiáng)。循環(huán)水泵的揚(yáng)程不應(yīng)負(fù)擔(dān)樓房的高度。那些把熱力站的循環(huán)水泵揚(yáng)程定為32m甚至40m的就是這種情況。

??（2）設(shè)計(jì)人員的保守心理和習(xí)慣的后果

??這是設(shè)計(jì)人員不良的設(shè)計(jì)習(xí)慣造成。一般的設(shè)計(jì)人員都存在著保守的心理，認(rèn)為所選的設(shè)備各方面的參數(shù)大一些總比小了好，這樣不會(huì)出問題。而很少去考慮怎樣做才能更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用，怎樣做才能使自己的設(shè)計(jì)水平有所提高，怎樣做才能使這方面的技術(shù)更進(jìn)步、更先進(jìn)。而且有的人一直“墨守成規(guī)”，或不加思索、不加研究和鑒別地去參考別人的設(shè)計(jì)，或隨著大多數(shù)狀況走，這樣可不動(dòng)腦，可少犯錯(cuò)誤。這樣在選擇設(shè)備時(shí)就會(huì)死搬規(guī)程，或?qū)訉蛹哟a，最后再乘以一個(gè)安全系數(shù)，使所選水泵的揚(yáng)程超過實(shí)際很多。不但造成了大量的能源浪費(fèi)，而且往往給運(yùn)行帶來很大困難。若不關(guān)小出口閥門，電機(jī)就會(huì)超載，同時(shí)關(guān)小的閥門又增加了系統(tǒng)的阻力。

??B.循環(huán)水泵出口取消止回閥

??在給排水系統(tǒng)中，給水泵或排水泵出口設(shè)止回閥是必要的。因?yàn)檫@些系統(tǒng)都是開式系統(tǒng)，都是把水由低處往高處送，或者把水從低壓處送往高壓處。停泵時(shí)如果沒有止回閥，則水會(huì)倒流。而供熱系統(tǒng)是一個(gè)閉式系統(tǒng)，循環(huán)水泵的作用是克服網(wǎng)路的循環(huán)阻力，使水在網(wǎng)路中循環(huán)。當(dāng)水泵停止工作時(shí)，水泵兩側(cè)的壓強(qiáng)相等，不會(huì)作反向流動(dòng)。因此安裝止回閥只會(huì)增加網(wǎng)路的阻力（經(jīng)實(shí)際檢測(cè)安裝止回閥可增加1~3mH2O），無謂的消耗電能，沒有任何作用。因此，換熱站的循環(huán)水泵出口都可不設(shè)止回閥。但間供系統(tǒng)的補(bǔ)水定壓泵和直供混水系統(tǒng)的混水泵，同補(bǔ)水系統(tǒng)與給水系統(tǒng)一樣，出口應(yīng)設(shè)止回閥。另外，建議對(duì)于多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的無人值守?zé)崃φ荆ㄗh泵出口暫時(shí)保留止回閥，以保證當(dāng)某臺(tái)水泵因突發(fā)故障而停止工作時(shí)能夠及時(shí)關(guān)閉隔離，防止因發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，導(dǎo)致站內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間形成小循環(huán)而影響供熱效果。

??C.改多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行為單臺(tái)水泵運(yùn)行

??許多設(shè)計(jì)者都習(xí)慣為熱力站選擇二開一備、三開一備，甚至多開一備的方式。形成這種習(xí)慣的主要原因是：許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為，水泵并聯(lián)后的流量就是各泵銘牌流量之和。而實(shí)際情況是并聯(lián)后的流量一定小于銘牌流量之和，因?yàn)?，水泵的流量取決于并聯(lián)特性曲線與管網(wǎng)特性曲線的交點(diǎn)。由循環(huán)水泵的并聯(lián)工況可知，單臺(tái)泵運(yùn)行效率要高于多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行。并聯(lián)會(huì)造成電能的巨大浪費(fèi)。合理的設(shè)計(jì)是在每種工況下都是單臺(tái)泵運(yùn)行。

??D.水泵變頻器合理的選型、安裝是節(jié)電的重要手段

??自20世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國(guó)以來，變頻器作為在節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動(dòng)化設(shè)備，得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。目前，隨著大規(guī)模集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為一項(xiàng)成熟的交流調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速器作為該技術(shù)的主要應(yīng)用產(chǎn)品經(jīng)過幾代技術(shù)更新，已經(jīng)日趨完善，用在熱力站水泵調(diào)速控制系統(tǒng)中具有軟啟動(dòng)功能，操作方便，減少了對(duì)電網(wǎng)的污染，節(jié)約能源。

2.變頻器在換熱站中的節(jié)能應(yīng)用

??變頻器主要由五部分組成：整流回路、逆變器、控制電路、制動(dòng)組件和保護(hù)回路。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比關(guān)系，通過改變電動(dòng)機(jī)的工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用“交—直—交”電源變換技術(shù)，集電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。

??異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速N與電源頻率F、轉(zhuǎn)差率S、電機(jī)極對(duì)數(shù)P這3個(gè)參數(shù)有關(guān)，即：N=60F（1-S）/P

??變頻調(diào)速是通過改變電源頻率F來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的?？煽闯鯪與F之間為線性關(guān)系，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，不存在勵(lì)磁滑差和閥門節(jié)流作用等帶來的功率損失，達(dá)到節(jié)能目的。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)通過改變閥門或擋板開度來實(shí)現(xiàn)。這種情況下，電機(jī)總是處于全速運(yùn)行狀態(tài)，但實(shí)際上機(jī)組負(fù)荷需要不斷調(diào)整。因此，這種方法存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗、對(duì)于泵，由流體動(dòng)力學(xué)理論可知，流體流量與泵的轉(zhuǎn)速一次方成正比，由公式：

??Q=Q0N/N0

??其中：Q0，N分別表示流量和轉(zhuǎn)速。泵的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速一次方成正比，而其功率P則與轉(zhuǎn)速三次方成正比，即：

??P=P0（N/N0）3

??上述各式中腳“0”均表示額定工況參數(shù)。轉(zhuǎn)速減小時(shí)，電機(jī)的能耗將以三次方的速率下降，因此變頻調(diào)速的效果非常顯著。

?3.變頻調(diào)速技術(shù)分析及水泵的節(jié)能控制

??在變頻器的使用中，由于對(duì)變頻器的選型及使用不當(dāng)，往往會(huì)引起變頻器不能正常運(yùn)行甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。變頻器的選型應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：電壓等級(jí)與控制電動(dòng)機(jī)相符；額定電流為控制電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1~1.5倍；根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的類型。

??變頻器安裝及使用中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題

??A.把變頻器連接在大容量電源變壓器（500kVA以上）的電網(wǎng)中，或者在同一電源變壓器上連接有晶體管變流器而不使用換流電抗器，或者同一電網(wǎng)上有功率改善用切換電容器組時(shí)，應(yīng)配置AC電抗器或DC電抗器，它們也有改善變頻器電源側(cè)功率因數(shù)和降低輸入高次諧波電流的效果。

??B.變頻器與供電電源之間應(yīng)裝設(shè)帶有短路及過載保護(hù)的低壓斷路器、交流接觸器，以免變頻器發(fā)生故障時(shí)事故擴(kuò)大。電控系統(tǒng)的急?？刂茟?yīng)使變頻器電源側(cè)的交流接觸器斷開，徹底切斷變頻器的電源供應(yīng)，保證設(shè)備及人員安全。

??C.③變頻器輸入端R、S、T與輸出端U、V、W不能接錯(cuò)。若接錯(cuò)輕則不能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速、電機(jī)也不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，重則燒毀變頻器。

??D.在啟動(dòng)、停止頻繁的場(chǎng)合，不要用主電路電源的通、斷來控制變頻器的啟動(dòng)、停止，應(yīng)使用變頻器控制面板上的RUN/STOP鍵或SF/SR控制端子，以延長(zhǎng)變頻器的使用壽命。

??E.變頻調(diào)速的多速電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行中不能改變極對(duì)數(shù)，以防止產(chǎn)生很大的沖擊電流，造成變頻器過載跳閘，甚至燒毀的嚴(yán)重事故。

??F.自通風(fēng)異步電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（20HZ以下），轉(zhuǎn)子風(fēng)葉的冷卻能力下降，如果在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，勢(shì)必造成點(diǎn)擊溫升增加，調(diào)速系統(tǒng)的特性變壞。所以當(dāng)自通風(fēng)異步電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行并拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，必須采取強(qiáng)制冷卻措施，改善點(diǎn)擊的散熱能力，保證變頻調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

??G.當(dāng)變頻器和電動(dòng)機(jī)之間的接線超長(zhǎng)時(shí)，隨著變頻器輸出電纜長(zhǎng)度的增加，其分布電容明顯增大，從而造成變頻器逆變輸出的容性尖峰電流過大引起變頻器的跳閘保護(hù)，因此必須使用輸出電抗器或du/dt濾波器或正弦波濾波器等裝置對(duì)這種容性尖峰電流進(jìn)行限制。

??H變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為保證工作安全、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地，在控制箱中絕對(duì)不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。另外，環(huán)境溫度太高且溫度變化較大時(shí)變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，需在箱中增加干燥劑和加熱器。

??I.防止電磁波干擾，變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。

??J.變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E（G）接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地點(diǎn)必須與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層應(yīng)接至E（G）上，其另一端絕不能接于地端，否則會(huì)引起信號(hào)變化波動(dòng)，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實(shí)際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。


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