调频技术在石化企业离心泵组在离心泵组中的应用分析
中的应用，不仅可节约能源，更重要的是给生产操作带来了方便，使设备运行更加平稳，延长了设备的寿命，为生产提供了可靠的保证。本文试就离心泵组采用调频电机进行分析。
　　一、节电分析
　　石化行业工艺流程泵的能耗较大，主要有以下两方面原因。
　　(1)由于泵选型时留有裕量，甚至泵的额定参数超过工艺参数的一倍以上。而实际工艺操作常有变动，当泵的实际操作参数偏离其额定参数时，泵的工作效率将大大降低(图1)。
　　(2)流量的减小往往是通过关小泵出口阀来实现，这样阀门处阻力加大，水力损失也随之增大，必然降低泵的总效率，由此而引起的电能损失也是相当可观的。　　

图1　流量减小效率降低　　图2　流量减小效率不降低

当采用调频电机时，可以按需要升降电机转速，改变泵的性能曲线，使泵的额定参数满足工艺要求。转速度调节的依据是：
　　Q2=(n2／n1)Q1
　　H2=(n2／n1)2H1
　　P2=(n2／n1)3P1
式中　Q2、H2、P2、n2――调速后的实际流量，扬程、轴功率、转速
　　　Q1、H1、P1、n1――额定流量、扬程、轴功率、转速
　　假如转速降低一半，即：n2/n1=1/2，则P2/P1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。
　　另外，从图2可以看出：当转速由n1降为n2时，泵的额定工作参数Q、H、P都降低了。但从效率曲线η-Q看，Q2点的效率值与Q1点的效率值基本是一样的。也就是说当转速降低时，额定工作参数相应降低，但效率不会降低，有时甚至会提高。因此在满足操作要求的前提下，泵仍能在同样甚至更高的效率下工作。
　　降低了转速，流量就不再用关小出口阀来控制，出口阀始终处于全开状态，避免了由于关小阀门引起的水力损失增加，也就避免了总效率的下降，确保了能源的充分利用。
　　二、操作分析
　　在实际生产操作过程中，泵的参数(尤其是流量)需时常调整，不仅需要调节参数，而且备用设备需时常切换。一些小装置，工艺时常变动，工艺参数又主要通过调节出口阀来控制，人工关小或开大阀门不仅费事，速度慢，也缩短阀门的寿命(填料及阀杆的磨损)。
　　采用调频电机就不用调节出口阀，只需在控制室内调节电机的转速即可。同时，变频电机的启动转速可以从零开始逐渐升高，因此，带负荷直接启动不会有较大的启动电流，避免了通常泵组首先关闭出口阀后再启动的要求(无载启动是为了降低启动电流，保护电机)。如果泵的出口有可靠的单向阀，备用设备平时完全可以将出入口阀置于开位，处于随时备用启动状态，在操作室内可瞬间完成设备的切换，不至于给生产带来波动，避免因设备突发故障造成生产操作忙乱，甚至发生连带事故。如果在运转设备与备用设备之间实现计算机联锁控制，完全可以实现生产的无人操作。
　　三、设备运行平稳寿命延长
　　采用调频电机后，无论哪种工艺条件，随时可以通过调整转速使泵在接近额定状态下工作，这样就可避免因通过阀门控制使泵过多偏离额定工作区而引起的振动，严重时会引起悬臂泵轴头断裂。
　　通常情况下，调频电机的应用主要是为了降低泵的转速。由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了许多零部件，特别是密封、轴承的寿命。
　　四、调频电机应用中应注意的问题
　　调频电机可以任意调节机组的转速，这给调节带来了便利，但是每个机组都有其一定的固有频率，因此，如果电机的转速频率虽然正好能满足工艺要求，但又恰好接近其固有频率，将会发生共振，给机组带来严重危害。某装置一轻质油泵采用调频电机，工艺操作中转速调到2000r/min，结果连续三次发生电机风叶振碎(当时只在操作室对转速进行控制，而未注意机组的振动情况)，经现场分析共同倾向于共振所致，所以调频电机应用必须注意以下两点。
　　(1)在满足工艺要求接受的前提下，必须考虑尽量避开机组的临界转速，或者机组的临界转速可以通过试验法来测定，或参看机组说明书；也可以通过改善机组支承的方法，改变其临界转速。
　　(2)对于采用滑动轴承的设备，如若使用调频电机，调速范围必须限定在机组要求的转速范围内。转速不可太低，否则轴承不易形成油膜，难以保证轴承正常的使用。
　　另外，一台设备配备调频电机需要增加投资几万、几十万甚至上百万元，所以在能源浪费较大的情况下，采用调频电机才有节电效益。

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