摘要：这是化工技术高速发展的时代，也是讲究节能可持续发展的时代。随着电学技术应用的更加深入和广泛，对化工机泵的质量的要求日益提高。如何利用交流电来对化工机泵进行调速节能成为了一个备受关注的课题。将通过简单介绍化工机泵采用交流调速节能的研究背景，总结了常用的化工机泵和交流电进行调速和节能的方法原理，最后结合实例介绍交流电在化工机泵运行中进行变频的实际应用。
关键词：化工机泵；交流；调速；节能
1.概述
随着经济的发展和人们生活水平的提高，节能已经成为了可持续发展的必然选择。如果无节制地耗能，无论是不可再生资源还是可再生资源都将满足不了人类无穷的欲望，从而“濒临灭绝”。尽可能地减少能源消耗，也就是所谓的节能，是顺应人类社会发展规律的战略，是现在全世界重点关注的重要问题。
众所周知，我国是一个人口众多的国家，这也就意味着我国各个产业消耗的总能源十分巨大，特别是化工和农业更是如此。而化工机泵在我国众多行业中有重要应用，很多的化工机泵由于没有使用交流电来进行变频，高强度长时间都是超负荷运载高工作量，这也导致了能源的极大损耗。所以如何在不降低质量甚至是提高质量的情况下实现化工机泵节能就非常重要。而随着科技的发展，探索化工机泵更加高效节能的方式愈来愈多，并且逐渐出现了一种经济节能的方式，那就是利用交流电来使化工机泵调速节能。综上，化工机泵利用交流电来调节速度、减少能源消耗势不可挡，非常值得研究。
2.常用化工机泵介绍
泵是进行液体加压和输送的机械。泵把原动机的机械能以及其他能量传到液体，这些液体的能量也就成为了势能和动能。
化工机泵多种多样，在各行各业有很多应用。按照化工机泵的工作原理来分类，包括叶轮式泵、容积式泵和其他类型泵等。按照用途来分类，化工机泵包括工艺流程泵、公用工程泵、辅助用途泵、管路专用泵。按照使用条件来分有大流量泵、微流量泵、高温泵、低温泵、高压泵、低压泵。
当然，对于大多数人来说，可能最常用的化工机泵主要是风机类泵、水泵类。风机、水泵是工业、农业甚至是生活中的重要化工机泵。其应用面非常广泛，且用量很大。风机水泵的应用多种多样的根本原因主要是其电动机的不同。从负载特性来说，风机水泵电动机可以分为恒定功率、平方转矩、恒定转矩等。根据其使用电源的不同，还可以分为直流电和交流电。使用交流的风机水泵电动机还包括了单相的和三相的。具有不同负载特性的风机水泵在各行各业中各司其职，各有不同的作用，例如用于升降机和切割机床的风机水泵就不一样，一个是用恒定转矩的，一个则是恒定功率的。
3.交流电使化工机泵调速节能的原理和方法
3.1工作原理
交流电是一种电流大小和方向都根据时间来进行周期性变化的电流。其最大区别于直流电的特点就是，交流电的方向随着时间会有变化，但是直流电没有周期性变化。目前交流电被广泛运用于店里的传输，因为相比直流，交流输电更加高效低损耗，从而实现节能的目标。
想要化工机泵达到节能的目的，其实关键是要使化工机泵保持适当实际的负载负荷，并且要和化工机泵对应的控制方案相匹配，从而使整个化工机泵的使用过程达到高效率的运行效果，减少不必要的能量损耗。
而通过交流电使化工机泵调速节能的原理其实在于利用交流电流的调速器来对风机水泵的负载进行有效控制。交流调速器的选择很重要。选择的关键是要看是否满足3个条件：（1）这个调速器和化工电泵的电动机的攻略是不是相匹配的，两者必须是适合彼此的，能够匹配上的。（2）可以进行调节的流量限度有多大。最好是让这个调节的限度越大越好。（3）根据化工机泵的实际流量情况匹配对应的调速器，因为并不是所有的化工机泵都是适合用交流电的调速器的。强行匹配很可能会适得其反，不但没法达到节能的效果，反而增加了损耗。
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在整个调速的过程汇总需要在交流变频器里面设置对应的调节方法，使得调速器能够根据实际电动机的负载负荷情况来调节化工机泵的电动机转动速度，从而保证压强的稳定性，构造化工机泵的高效运行环境，以此满足所需工艺的要求，达到调速节能的目的。除此之外，使用交流电流的调速器还有一个特殊的优点。那就是可以让大型的化工机泵的电动机实现柔性启动以及柔性停机的效果，很大程度上减少了在启动过程中对整个系统的冲击和损耗，从而减少了化工机泵出现故障的概率，更是在很大程度上减少了能源的损耗，提高了经济效益。
利用交流电来使化工机泵调速节能其实关键是作用于其电动机。想要达到调速节能，主要有两种方法：一方面主要是通过调节化工机泵的电动机在旋转时的磁场，利用改变其同步转速来调节速度，比如变频以及变极；另一方面，还可以调节化工机泵电动机的转差率，不过这种情况需要在保持化工机泵的电动机旋转时的磁场中的同步转速稳定不变，才可以进行调速，这种方法最典型的就是通过调压来调速。
3.2调速节能方法
（1）变频调速是使用交流电的电动机想要调速的最佳之选。之所以称为变频，就是因为这种方法其实就是通过调节交流电的电流频率来使电动机旋转的磁场的同步旋转速度也发生变化，侧面使得速度得到调节的效果。这种方法不仅能够根据不同化工机泵不同电动机的实际负载情况来让电动机高效运行，并且保证低损耗的效果。可以说，利用变频来调速的方法目前唯一的缺点就是其使用装置价格较为昂贵，难以大面积铺开使用。
（2）变极调速则是使电动机磁场的极对数发生变化，从而使得同步转速也发生变化，间接导致电动机的转动速度得到调节。此方法的工作原理非常简单，且成本很低。不过相比之下，这种方法的应用范围就没有变频的高。
（3）调压调速是改变了化工机泵电动机里面定子的电压，从而改变了前面所说的转差率来实现调速的效果。不过这种方法目前主要是用于使用异步电动机来带动的风机水泵。
4.交流电在化工机泵中的实际应用
4.1鼓风机
此处的鼓风机指的是用于加热炉烟气回收系统的关键设施——加热炉鼓风机。原本的加热炉鼓风机是利用调节风门挡板来调节风量和风速。这种模式对能源的损耗很大。如果采用交流电来调节速度则可以达到节能的效果。当采用交流电来调节速度时，化学机泵运转过程中的负载负荷可以得到有效控制，避免由于过大电流导致变频器跳闸的现象。另一方面，当鼓风机的电压改变时，交流还可以补偿电压，使工艺负荷正常，从而减少能源消耗，降低电流，保证鼓风机的安全性和稳定性。可以说，交流调速节能不仅使得加热炉鼓风机安全高效运行，而且能够减少能源消耗，提高经济效益。
4.2输送泵
目前，使用较多输送泵主要是离心泵。输送泵会高损耗的原因主要有2点：（1）输送泵的电动机在进行高强度工作的时候容易产生负载波动，电动机内的机械零件在负载波动过大时会振动移位。（2）在输送过程中时常会有化工物质泄露的问题，这时候输送泵会直接接触到具有腐蚀性的化工物质，损坏输送泵，导致其使用效果降低。
当使用交流电使得输送泵能够调速时，就能够实现对输送泵电动机的转动速度的自由掌控。这样可以通过控制介质流量来使输送泵的出口阀门全部打开，从而降低输送泵电动机的转动速度，减小通过的电流对系统的冲击。最重要的是，能够使得输送泵中的轴承温度不会过高，避免有腐蚀性的化学物质泄漏损害输送泵，从而达到良好的节能的效果。
结束语
面对全世界都在呼吁节能减排的现状，各行各业减少能源损害的趋势已经势不可挡。应进一步研究如何更好地开发和应用化工机泵的交流调速节能技术，从而实现未来化工机泵的高效节能。
参考文献
[1]史宏伟，贾宇.关于化工机泵采用交流调速节能的研究[J].化工管理，2016.
[2]蓝士煃.化工机泵采用交流调速节能的探讨[J].化工厂设计，2018.
[3]汪学峰.变频调速节能技术在石油化工行业的应用[J].电机与控制应用，2018.
论文作者:陈光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：化工论文; 交流电论文; 电动机论文; 节能论文; 调速器论文; 负载论文; 水泵论文; 《基层建设》2019年第29期论文;