打开文本图片集

摘要：以常德公司660MW超超临界机组的脱硫系统作为实例加以分析，着重探究永磁调速技术改造对浆液循环泵的节能效果。比较分析阀门控制和转速调节两种调节方法，较为客观地阐述其的供浆功率、作业效率以及电动机的节能潜力。创建了仿真模型，证实了在不同工况下永磁调速系统的调节性能和节能效果，结果证实改造后节能率高于20%，为工业节能提供了有效的技术方案。

关键词：浆液泵；永磁调速；技术应用；节能效果

1工程概述

常德公司一期工程为两台660MW超超临界机组，脱硫系统装置与主机单元配套运行，用湿式石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置，实现全烟气量处理，脱硫设计效率≥98.5％。脱硫装置采用一炉一塔运行方式，FGD装置能在设计煤种工况下的最大和最小污染物浓度之间的任何值下运行，浆液循环泵（LC900/1150B）是＃1机组（660MW）脱硫系统吸收塔浆液循环系统的主要机构之一。浆液再循环系统采用单元制，各个喷淋层配备一台浆液循环泵，当前每台机共配置ABCDEF六台浆液循环泵，为了实现节能降耗目标，现决定采用永磁调速技术加以改造。

2永磁调速用于浆液泵一体机改造中的节能原理

2.1流量调节的方法

浆液泵的流量调节可通过阀门控制和转速调节实现。

阀门控制的原理是以整顿阀门的张开度区管控控制流量大小，电动机的转速维持恒定。在该法下，浆液循环泵的供浆量恒定，根据现实所需增减循环管路内运行阻力区整顿供浆能力。阀门的开启度决定管阻大小，而泵的扬程特性固定不变。

转速调节时即用浆液循环泵转速调控流量，以上过程中阀门始终维持全开状态。通过整顿泵的全扬程大小，以满足现场载供浆量方面提出的差异化需求。在该法下，泵的转速直接影响扬程特性，而管阻大小恒定[1]。

2.2阀门控制和转速调节两种方法的对比

2.2.1供浆功率

通过对比这两种工法不难发现：现实中有生产一定的浆液需求时（设计流量＞生产所需流量），阀门控制下的功率高于转速调节，这就预示着后者的节能效益相对较高。

2.2.2浆液循环泵的作业效率

作业效率 为泵的输出功率 和额定功率 的比值。 即是依照生产现场所需的供浆扬程和流量运算得到的功率。

工作效率相对值 的近似运算公式如下[2]：

式中， 、 分别表示的是流量、转速各自的相对值； 都是常数。

分析（1）式可以发现，循环泵流量与转速两者比值的大小是影响 只高低的主要因素。

由（1）式可以推导出如下的结论：当泵的转速维持一定 ，以调控阀门开度的方式降低流量时，则有 = ，绘制并观察阀门控制与转速调法各自的特性曲线，当流量降到额定流量的六成时，工作效率减少率将是20%。综合以上论述的内容，可见伴随着循环泵流量的减少，泵的工作效率随之降低。

当泵的出口阀处于全开状态并维持不变时， 两者成正比关系，额定流量60%与流量100%时的效率值是相等的。由此可见，当运用永磁调速控制技术时，浆液循环泵的工况始终维持最佳状态。

2.2.3电动机的节能

在企业早期安装  脱硫浆液循环泵时，多数状况下会留置一定的裕量，选择电动机选型环节同样会留有一些裕量。这就意味着生产运行过程中，电动机并不处于满负荷运作状态。使用永磁调速技术加以控制，使浆液循环泵出口阀门保持全开状态，基于永磁调速形式以降低电动机转速，电动机输出电压随之减少，电动机的工效随之增加。

总结式论述，水泵的轴功率和流量之间的关系可用图1表示。图内，曲线①对应的是调节阀门开度时的功率曲线；当流量 =60%时，B点直接决定着功率大小。曲线②为调整转速时， =60%时，C点决定着功率。观察图3可以发现，和调节阀门开度之间做对比，调控发动机转速大小后节省下的功率 是十分理想的。

2.3 功率和转速的关系分析

风机泵等离心负载契合比例定律，即有：

（流量变化与转速变化两者呈正相关性）

（压力变化和转速变化的平方呈正比关系）

（电机功率改变量与转速变化的立方存在正比关系）

当转速减小时，轴功率指标值迅速降低，此时的工况中会取得显著的节能效果，当现实需求流量需求减少为满负荷的20%时，输出压力会降至满负荷的38%，而此时功率减少了50%。若忽视调速装置的能耗情况，节能效果能实现50%。

3仿真分析

配备永磁调速驱动器以后，能够以调控气隙大小的方式达到对流量和（或）压力指标大小的连续化管控，将最初系统中控制流量和（或）压力阀门构造取而代之。在发动机转速恒定的工况下，通过调控风机或水泵装置的转速，完全契合离心负载的比例定律。综合分析以上罗列的公式，不难发现当输出流量和（或）压力值降低时，电机功率骤然降低，能源需求随之减少，进而取得了较好的节能效果。

基于浆液循环泵的型号）现场管道）转速及流量等创建系统仿真模型。在不同期望管道流量工况下，永磁调速系统可以智能化地调控发电机复杂转矩大小，减少能源消耗。在仿真系统内，测定管道真实流量 、发电机输入电压 、定子电流 等信号，能够较为精准地分析并证实本系统投用期间的控制性能与节能成效[3]。

4改造后的节能效果

严格按照操作规程在电机与减速器之间安装好永磁调速器（WF-TWU850一体机），依照现实工况要求，整顿负载转速大小，基于调速操作实现节能目标。

改造之前#1机组E浆液循环泵运行电流平均值为145A，改造后的#1机组E浆液循环泵在330MW、660MW两个典型负荷工况下，节能率不得低于20%（改造后运行电流平均值不大于116A）。以上任一工况节能率低于20%，考核20万元；节能率低于15%，考核30万元；节能率低于10%，考核50万元。

结束语：

基于永磁调速器去改造浆液循环泵设备，不仅能显著增加系统运行的效率，还一精准调控循环泵流量和压力指标的方式，改善了电动机的负载状态，能够取得十分理想的节能成效。仿真分析及实践应用均证实了改造方案的实用性，节能效率不低于20%，可见永磁调速技术的应用效益显著，对促进电厂绿色、可持续发展有很大现实意义。

参考文献：

[1]杨可银，徐俊峰，黄海，等.风机水泵应用转差调速设备节能效果分析[J].机械制造与自动化，2024，53（01）：103-107.

[2]张希健，魏松，王义锐.某泵站水泵机组永磁调速改造设计[J].水利水电技术（中英文），2023，54（S2）：289-292.

[3]任清波，史悦洋，仝宗良，等.基于永磁变频真空泵的智能真空系统设计与应用[J].建筑机械，2023，（08）：160-164.

作者简介：白航（1992-）男，汉，湖北黄冈，工程师，本科，研究方向：大功率油冷永磁调速技术应用及节能效果分析。