供油泵永磁調速技術改造與節能探討

摘 要：將鍋爐燃油系統供油泵由原本的剛性聯軸器改造成永磁調速器，以保證鍋爐運行安全為基礎進行改造，能夠實現對永磁調速器間隙的自動調節，以此來改變供油泵轉速，以此起到降低電動機電流的目的，最終達成節能目標，就此本文基于寶熱燃油系統供油泵，分析如何對其進行永磁調速技術改造并實現節能，以供參考。

關鍵詞：供油泵;永磁調速;技術改造;節能

0 前言

從永磁調速技術的性質來看，其具有液力耦合以及變頻調速方面的應用優勢，將其應用于供油泵中，能夠實現大范圍降低系統能量消耗量，起到很好的節能作用，同時能夠進一步強化系統運行可靠性。就此本文對供油泵永磁調速技術改造與節能進行詳細探討，具有一定現實意義。

1 燃油系統概況

共計三臺寶熱燃油系統供油泵，且全部為臥式離心泵，供油泵與電動機兩者的連接方式為剛性聯軸器。對于供油泵的設計，主要采取工頻運行方式。燃油系統處于正常運行狀態下，供油泵運行數量為一臺，另外兩臺分別為聯動備用和備用，該燃油系統具備可兩臺供油泵并列運行的條件。供油泵在運行期間，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，供油泵電動機運行電流為142A，下表1為近兩年機組耗油量數據表，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只能用于事故狀態下的助燃、穩燃保障，但也在很大程度上帶來一定的能源浪費。

為實現節能降耗這一目標，這就需要對轉機進行節能改造。從燃油系統的角度來講，通過節能降耗促使系統處于穩定、安全運行狀態下，來降低供油泵無用功是對其進行節能改造的主要方向。

2 供油泵永磁調速技術改造方案

通過系統節流的方式來降低其供油流量，使其達成相應節能成效，但因這種節能方式的將原本供油泵特性曲線改變，使得節流導致供油泵內部存在憋壓情況，機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，另外鍋爐在運行期間，需要相關工作人員隨時對其進行投油工作，需要人工勞動力進行操作比較之后，不能切實保證燃油系統運行的安全性[1]。

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

借助永磁調速器改造供油泵，能夠實現節能降耗這一使用目標，永磁調速器本身具有運行穩定、響應快以及滿足燃油系統安全運行的優勢，同時具有結構簡單、使用壽命長，故障發生幾率比較低，以上都在很大程度上節約了電動機的成本支出，實現了安全和節能要求。

由永磁調速器代替剛性聯軸器。具體來講，永磁調速器導體轉子與電動機軸相連，永磁轉子和調速機構與供油泵軸相連，電動執行器與電源、信號線相接。永磁調速器就是借助導體與永磁兩種轉子之間存在氣隙來達成電動機和供油泵兩者轉矩傳輸裝置這一功能，以此來達成兩者不需要機械作用來實現連接的一種傳動方式。與此同時，通過永磁調速器特有的調節機構功能，能夠改變導體與永磁兩種轉子的有效耦合面積，以此來起到改變供油泵的轉速的作用，除此之外，還解決旋轉機器存在的調速節能、減震等方面的問題[2]。

在進行供油泵永磁調速改造過程中，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、電動執行機構相匹配，在運行過程中形成一種壓力閉環狀態下的自動調節系統。對于該控制器的使用原理如下：首先智能PID儀表目標壓力值需要設置為供油母管預期提出的要求，在運行過程中，PID控制器會持續將壓力變送器反饋的當前供油壓力與之前設定的壓力目標進行比較，以此來對電動執行機構動作進行相應調節。若實際壓力比目標壓力小的情況下，電動執行機構就會推進永磁轉子，促使耦合面積擴大，這樣就可以增加供油泵轉速和供油壓力;相反，若實際壓力比目標壓力大的情況下，電動執行機構就會拉出永磁轉子，縮小耦合面積，通過這種方式降低供油泵轉速和供油壓力。

上表2為PID控制器的參數設定值，通過對其進行永磁調速技術改造后，其運行方式如下，供油泵處于正常運行時，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換臺下，同時鍋爐回油設為自動，對于開度至、供油流量設為8%、8.5t/h ，關閉供油再循環一、二次門，通過這種方式降低系統運行期間供油流量不必要損失，以此達成高效節能目標。

3 供油泵永磁調速技術改造后節能成效

鍋爐正式投油后，供油與回油兩者之間的流量出現一定差距，若供油壓力降低，系統就會將其反饋至PID控制器中，控制器就會在3s內向點動執行機構發出指令，要求其推進永磁轉子，促使耦合面積擴大，通過加快供油泵運轉速度的方式來提升供油流量和壓力，從整體上來看，整個燃油系統運行狀態安全穩定，基于速度的基礎符合運行安全提出的要求。經過永磁調速技術改造后，供油泵出口處不需要進行節流，不存在壓力差，同時運行狀態也不存在憋壓情況。下表3為供油泵改造前后節能效果參數對比：

根據上表3參數值變化足以看出，其一，各項參數值都有一定的下降，在很大程度上起到了對供油泵、電動機運行的改善作用，同時也降低了維護工作量;其二，永磁調速器借助執行機構機械限位，以此約束導體和永磁兩個轉子在耦合面積上的最大極限，有效改善供油泵過載保護問題;其三，經過改造后，電動機和供油泵兩者不需要機械左右即可連接，實現了電機側與泵測兩處發生故障后互相不干擾的目的，有效減少了設備發生故障的幾率;其四，經過改造電動機和供油泵可實現柔性啟動，有利于延長設備使用壽命，同時維護工作相對比較簡單，成本支出低，起到一定的節能作用[3]。

4 總結

綜上所述，永磁調速技術是當前比較新型的節能技術，將其應用于供油泵中，一方面能夠切實滿足當前燃油系統提出的安全、可靠運行要求;另一方面投入成本比較低，使用壽命比較久，實現長期節能成效。該項技術經過改造并進行大范圍推廣，也為其他泵類、風機等轉機進行節能改造奠定了良好的基礎，對企業未來節能降耗改造工作起到指導性作用。

參考文獻：

[1]汪家勝.永磁調速技術在火電機組泵與風機上的節能研究與應用[J].科學技術創新，2019（31）.

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

[3]張紅君.農村供用電技術改造節能措施探討[J].農家參謀，2019，616（08）：160.

作者簡介：

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