摘   要：本文通过介绍英威腾Goodrive5000高压矢量变频器在南非某铜矿厂给水泵上的应用，分析水泵变频改造的可行性，以及改造后的节能效益及其它显著优点。

关键词：Goodrive5000高压矢量变频器 铜矿 给水泵 节能

1.引言

有色金属开采，在破碎筛分环节，当破碎系统采用强化筛分措施无效时，会引入洗矿流程，以此达到筛选矿石的目的。给水泵是洗矿环节中重要的设备。水泵采用出口阀门调节流量，存在严重的节流损耗。尤其在负荷变化运行时，由于水泵的运行偏离高效率点，使其运行效率降低。同时现有调节流量的方法不改变电机的转速，因此电机消耗的功率不变。若使用变频器对电机进行调速，既保证和改善工艺，又可达到节能降耗的目的和效果。

2.工况分析

现场在没有使用变频器之前，给水泵的流量调节是采用改变给水泵出口阀门的开度进行的，调节线性度差，大量能量消耗在阀门上。同时由于频繁的对阀门进行操作，导致阀门的可靠性下降，影响整个系统的稳定运行。下图为典型的阀门控制节流运行曲线图：

图1 阀门节流调节曲线

水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA,管网理想阻力曲线R1=K1*Q；与流量Q成正比。采用阀门节流控制时，实际管网阻力曲线R2=K2*Q；

采用阀门节流控制，是以增加阀门阻力，消耗水泵的多余能量为代价的。如果水泵在A点工作时，水泵提供的扬程与管路所需要的扬程相等，没有能量浪费，但是当水泵在B点工作时，水泵提供的扬程为HB，管路所需要的扬程为HB'，浪费的扬程ΔHB-HB',相应多消耗的功率为ΔNB=ρgQBΔHB/ηB。

当采用变频改造后，阀门开度保持在一个较大的范围内，根据水泵的固有特性，通过调节变频器的输出频率来改变电机的转速，水泵的运行曲线变成F2，流量与扬程对应的减小，在满足运行工况要求的同时，降低了电动机的功耗。达到减少能量消耗的目的。如下表格为现场水泵电机参数表：

表1 给水泵电机参数表

   

表2电机详细规格参数表

3.改造方案

根据现场需要，我们选取高压变频器带一拖二手动旁路系统。让2套水泵系统可以互为备用。在控制柜面板上设有本地/远程按钮、急停按钮、以及变频、工频、故障指示灯等。现场采用的Goodrive5000系列高压变频器，现场中控室监视变频器的各种状态及运行情况。如下表格为配置变频器参数表：

表3 变频器参数表

现场使用图示：

图4 现场应用图示

4.方案优势及效果

改造投产以后，具备以下优点：

●转速调节效果明显、快捷、安全可靠；

●减少了维修停工损失，节省了大量的维修费用，延长水泵的使用寿命；
●减低转速运行时，能有效地降低离心泵的汽蚀余量，使泵远离汽蚀区，减少离心泵发生汽蚀的可能性；
●输出波形完美，失真度小于4% ，对电机不产生谐波污染，有效降低了电机的发热量；

●高功率因数，达0.95以上，无需另加功率因数补偿装置。

●转矩脉冲很低，不会导致电机等机械设备的共振，同时也减少了管道的振动与磨损。
●实现电机软启动，运行加速时间可以任意调节。可避免因大电流启动冲击造成对电机绝缘的影响，

●显著的节能效益：

5.结束语

对于采用传统阀门控制水泵的应用场合，由于存在诸多的缺点与弊端，已经慢慢被淘汰取代掉。采用变频改造后，改善了工艺过程，减少了维护时间，节约了维护费用，增加了系统可靠性，提高了设备使用寿命，更好地保护电机，减少了对电网的冲击，更重要的是显著的节能效果，减少了能源浪费。根据客户反馈，现场运行效果良好。能够全面推广及应用。

参考文献

[1] 《GD5000系列高压变频调速系统产品说明书》    深圳市英威腾电气股份有限公司

[2] 《高压变频调速技术工程实践》    中国电力出版社 徐甫荣编著2012-1-1