供油泵永磁調(diào)速技術(shù)改造與節(jié)能探討

摘 要：將鍋爐燃油系統(tǒng)供油泵由原本的剛性聯(lián)軸器改造成永磁調(diào)速器，以保證鍋爐運(yùn)行安全為基礎(chǔ)進(jìn)行改造，能夠?qū)崿F(xiàn)對永磁調(diào)速器間隙的自動調(diào)節(jié)，以此來改變供油泵轉(zhuǎn)速，以此起到降低電動機(jī)電流的目的，最終達(dá)成節(jié)能目標(biāo)，就此本文基于寶熱燃油系統(tǒng)供油泵，分析如何對其進(jìn)行永磁調(diào)速技術(shù)改造并實現(xiàn)節(jié)能，以供參考。

關(guān)鍵詞：供油泵;永磁調(diào)速;技術(shù)改造;節(jié)能

0 前言

從永磁調(diào)速技術(shù)的性質(zhì)來看，其具有液力耦合以及變頻調(diào)速方面的應(yīng)用優(yōu)勢，將其應(yīng)用于供油泵中，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍降低系統(tǒng)能量消耗量，起到很好的節(jié)能作用，同時能夠進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。就此本文對供油泵永磁調(diào)速技術(shù)改造與節(jié)能進(jìn)行詳細(xì)探討，具有一定現(xiàn)實意義。

1 燃油系統(tǒng)概況

共計三臺寶熱燃油系統(tǒng)供油泵，且全部為臥式離心泵，供油泵與電動機(jī)兩者的連接方式為剛性聯(lián)軸器。對于供油泵的設(shè)計，主要采取工頻運(yùn)行方式。燃油系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，供油泵運(yùn)行數(shù)量為一臺，另外兩臺分別為聯(lián)動備用和備用，該燃油系統(tǒng)具備可兩臺供油泵并列運(yùn)行的條件。供油泵在運(yùn)行期間，其供油流量、供油壓力分別為16t/h-19t/h;3.0MPa-3.1MPa。在這樣的工況背景下，供油泵電動機(jī)運(yùn)行電流為142A，下表1為近兩年機(jī)組耗油量數(shù)據(jù)表，足以看出，鍋爐耗油量水平相對比較低，這種大流量爐前燃油循環(huán)只能用于事故狀態(tài)下的助燃、穩(wěn)燃保障，但也在很大程度上帶來一定的能源浪費(fèi)。

為實現(xiàn)節(jié)能降耗這一目標(biāo)，這就需要對轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。從燃油系統(tǒng)的角度來講，通過節(jié)能降耗促使系統(tǒng)處于穩(wěn)定、安全運(yùn)行狀態(tài)下，來降低供油泵無用功是對其進(jìn)行節(jié)能改造的主要方向。

2 供油泵永磁調(diào)速技術(shù)改造方案

通過系統(tǒng)節(jié)流的方式來降低其供油流量，使其達(dá)成相應(yīng)節(jié)能成效，但因這種節(jié)能方式的將原本供油泵特性曲線改變，使得節(jié)流導(dǎo)致供油泵內(nèi)部存在憋壓情況，機(jī)械很容易因密封遭受損壞影響，同時閥門磨損能量消耗比較大，另外鍋爐在運(yùn)行期間，需要相關(guān)工作人員隨時對其進(jìn)行投油工作，需要人工勞動力進(jìn)行操作比較之后，不能切實保證燃油系統(tǒng)運(yùn)行的安全性[1]。

通過對供油泵電動機(jī)采取變頻改造的方式能夠很好的滿足燃油系統(tǒng)在運(yùn)行方面提出的要求。就寶熱機(jī)組來講，因其年耗燃油量相對比較低，通過對其進(jìn)行節(jié)能變頻改造后，能夠促使電動機(jī)在長時間內(nèi)處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行，相比較于以往使用的普通電動機(jī)變頻來看，普通電動機(jī)需要解決的問題主要有效率比較低，運(yùn)行溫度高，絕緣容易老化，噪音震動大等，另外還要解決電動機(jī)在初始投資時的高額費(fèi)用以及運(yùn)維檢修方面的問題。

借助永磁調(diào)速器改造供油泵，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗這一使用目標(biāo)，永磁調(diào)速器本身具有運(yùn)行穩(wěn)定、響應(yīng)快以及滿足燃油系統(tǒng)安全運(yùn)行的優(yōu)勢，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，故障發(fā)生幾率比較低，以上都在很大程度上節(jié)約了電動機(jī)的成本支出，實現(xiàn)了安全和節(jié)能要求。

由永磁調(diào)速器代替剛性聯(lián)軸器。具體來講，永磁調(diào)速器導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與電動機(jī)軸相連，永磁轉(zhuǎn)子和調(diào)速機(jī)構(gòu)與供油泵軸相連，電動執(zhí)行器與電源、信號線相接。永磁調(diào)速器就是借助導(dǎo)體與永磁兩種轉(zhuǎn)子之間存在氣隙來達(dá)成電動機(jī)和供油泵兩者轉(zhuǎn)矩傳輸裝置這一功能，以此來達(dá)成兩者不需要機(jī)械作用來實現(xiàn)連接的一種傳動方式。與此同時，通過永磁調(diào)速器特有的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)功能，能夠改變導(dǎo)體與永磁兩種轉(zhuǎn)子的有效耦合面積，以此來起到改變供油泵的轉(zhuǎn)速的作用，除此之外，還解決旋轉(zhuǎn)機(jī)器存在的調(diào)速節(jié)能、減震等方面的問題[2]。

在進(jìn)行供油泵永磁調(diào)速改造過程中，其中使用的控制器為智能PID儀表，該控制器與供油母管壓力變送器、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相匹配，在運(yùn)行過程中形成一種壓力閉環(huán)狀態(tài)下的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于該控制器的使用原理如下：首先智能PID儀表目標(biāo)壓力值需要設(shè)置為供油母管預(yù)期提出的要求，在運(yùn)行過程中，PID控制器會持續(xù)將壓力變送器反饋的當(dāng)前供油壓力與之前設(shè)定的壓力目標(biāo)進(jìn)行比較，以此來對電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。若實際壓力比目標(biāo)壓力小的情況下，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會推進(jìn)永磁轉(zhuǎn)子，促使耦合面積擴(kuò)大，這樣就可以增加供油泵轉(zhuǎn)速和供油壓力;相反，若實際壓力比目標(biāo)壓力大的情況下，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會拉出永磁轉(zhuǎn)子，縮小耦合面積，通過這種方式降低供油泵轉(zhuǎn)速和供油壓力。

上表2為PID控制器的參數(shù)設(shè)定值，通過對其進(jìn)行永磁調(diào)速技術(shù)改造后，其運(yùn)行方式如下，供油泵處于正常運(yùn)行時，其供油壓力、PID控制器輸出下線和上線分別為3.03±0.05MPa、11.3%和23.5%;對于供油泵出口處閥門處于全開轉(zhuǎn)換臺下，同時鍋爐回油設(shè)為自動，對于開度至、供油流量設(shè)為8%、8.5t/h ，關(guān)閉供油再循環(huán)一、二次門，通過這種方式降低系統(tǒng)運(yùn)行期間供油流量不必要損失，以此達(dá)成高效節(jié)能目標(biāo)。

3 供油泵永磁調(diào)速技術(shù)改造后節(jié)能成效

鍋爐正式投油后，供油與回油兩者之間的流量出現(xiàn)一定差距，若供油壓力降低，系統(tǒng)就會將其反饋至PID控制器中，控制器就會在3s內(nèi)向點(diǎn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，要求其推進(jìn)永磁轉(zhuǎn)子，促使耦合面積擴(kuò)大，通過加快供油泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度的方式來提升供油流量和壓力，從整體上來看，整個燃油系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)安全穩(wěn)定，基于速度的基礎(chǔ)符合運(yùn)行安全提出的要求。經(jīng)過永磁調(diào)速技術(shù)改造后，供油泵出口處不需要進(jìn)行節(jié)流，不存在壓力差，同時運(yùn)行狀態(tài)也不存在憋壓情況。下表3為供油泵改造前后節(jié)能效果參數(shù)對比：

根據(jù)上表3參數(shù)值變化足以看出，其一，各項參數(shù)值都有一定的下降，在很大程度上起到了對供油泵、電動機(jī)運(yùn)行的改善作用，同時也降低了維護(hù)工作量;其二，永磁調(diào)速器借助執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械限位，以此約束導(dǎo)體和永磁兩個轉(zhuǎn)子在耦合面積上的最大極限，有效改善供油泵過載保護(hù)問題;其三，經(jīng)過改造后，電動機(jī)和供油泵兩者不需要機(jī)械左右即可連接，實現(xiàn)了電機(jī)側(cè)與泵測兩處發(fā)生故障后互相不干擾的目的，有效減少了設(shè)備發(fā)生故障的幾率;其四，經(jīng)過改造電動機(jī)和供油泵可實現(xiàn)柔性啟動，有利于延長設(shè)備使用壽命，同時維護(hù)工作相對比較簡單，成本支出低，起到一定的節(jié)能作用[3]。

4 總結(jié)

綜上所述，永磁調(diào)速技術(shù)是當(dāng)前比較新型的節(jié)能技術(shù)，將其應(yīng)用于供油泵中，一方面能夠切實滿足當(dāng)前燃油系統(tǒng)提出的安全、可靠運(yùn)行要求;另一方面投入成本比較低，使用壽命比較久，實現(xiàn)長期節(jié)能成效。該項技術(shù)經(jīng)過改造并進(jìn)行大范圍推廣，也為其他泵類、風(fēng)機(jī)等轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造奠定了良好的基礎(chǔ)，對企業(yè)未來節(jié)能降耗改造工作起到指導(dǎo)性作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪家勝.永磁調(diào)速技術(shù)在火電機(jī)組泵與風(fēng)機(jī)上的節(jié)能研究與應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（31）.

[2]張源，李碩.永磁調(diào)速器改造方案研究[J].能源與節(jié)能， 2019，000（001）：166-168.

[3]張紅君.農(nóng)村供用電技術(shù)改造節(jié)能措施探討[J].農(nóng)家參謀，2019，616（08）：160.

作者簡介：

孫曉清（1977- ），女，技校文化程度，現(xiàn)就職于中油電能熱電二公司，從事供油泵改造工作。