华润水泥（汕头）有限公司
摘要：本文通过技改实例，就水泥厂生产供水流量由阀门控制改为变频调速控制，通过DCS设计控制程序，自动调节管道流量，以便满足流量不是恒定的生产需求，深度剖析变频调速控制流量的节能及有效延长设备寿命的原因。
关键词：流量 转速控制 节能
一．概述
水泥厂的生产用水，主要是用在生产线设备以及空压机的冷却作用，根据生产需求，用水的流量往往不是恒定的，流量的控制如果靠人工调节总管的阀门开度，节能效果甚微；若是调节电动机的转速，根据水泵的压力---流量特性曲线，按照工艺要求的流量，自动实现变速变流量控制，是节电的有效方法，而用变频调速控制水的流量，节能效果明显。
二．技改实例
1.技改前状况：
某水泥厂有两台循环水泵，一用一备，功率为75KW，向1#、2#生产线及空压机供应冷却水，如果两条线不生产，当供水的用量很小时，阀门的开度靠人工关小，但水泵电机仍以工频运行（见图1）。
3.从电动机的效率看节能[2]
从节能的角度看，在设计电动机时，常常把最高效率点设在额度功率的70%~100%之间，80%满载时的电动机的运行效果最佳，当电动机的平均负载在70%以上时，可以认为电动机的容量是合适的。 一般在设计供水系统时，由于：①对用户的管路情况无法预测；②管阻特性难以计算；③在选择电动机时还要考虑发热、电网电压波动、电动机容量级差等因素，所以选择的电动机很难和水泵的要求完全一致。一般认为，所选电动机的容量比水泵要求的适当的大些是容许的。因此，在决定额定扬程和额定流量时，通常裕量较大。这样电机常常处于轻载状态，其效率和功率因数都很低。如果采用变频调速，功率因数较高，尤其在整流桥与滤波电容之间串接直流电抗器，可使功率因数达到0.95。
四．水泵变频调速能消除水锤效应和延长水泵的寿命 [2]
1.水锤效应产生的原因： 水锤效应是指电机在直接启动时水的流量在较短的时间内，从零猛增到额定流量，由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，因此，在较短时间内流量的巨大变化将引起对管道压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一样。水锤效应具有极大地破坏性：压力过高会导致管子破裂，压力过低又会导致管子的瘪塌，此外，水锤效应也可能损坏阀门和固定件。在直接停机时，供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止，也同样会引起压力冲击和水锤效应，产生的根本原因是在启动和制动过程中动态转矩太太。
2.水锤效应的消除：采用变频调速后，可通过升速时间和降速时间的设置，来分别延长启动过程和停机过程，都能使动态转矩大为减少。从而彻底消除水锤效应，
3. 延长水泵寿命的因素：水锤效应的消除，无疑可大大延长水泵及管道系统的寿命。此外，由于水泵平均转速下降，使①叶片承受的应力大为减少；②轴承的磨损也大为减少。所以，采用变频调速以后，水泵的工作寿命将大大延长。
五．结语
水泥厂是能耗大户，节电潜力较大，变频调速供水技术成熟，节能效果明显，应大力摧广应用，这无疑对提高企业的经济效益带来实实在在的好处。
参考文献：
1.《钢铁企业电力设计手册》上册，钢铁企业电力设计手册编委会，冶金工业出版社，1996
2.张燕宾 编著，SPWM变频调速应用技术，第2版，机械工业出版社 ，2002
身份证：44522219870707XXXX
简历：助理工程师，2010年参加华润水泥（汕头）有限公司筹建建设180万吨/年产的两条水泥生产线,投产后任电气部助理工程师,从事技术管理工作。
论文作者:李应生,助理工程师
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/15
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