变频器在真空泵上的专用解决方案 附水环式真空泵节能技术改造措施研究.docx

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1、一、前言真空泵是一种旋转式变容真空泵须有前级泵配合方可使用在较宽的压力范围内有较大的抽速对被抽气体中含有灰尘和水蒸气不敏感广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。真空泵分类广泛，注意有WLW系列真空泵、W型真空泵、2X型真空泵、ZJ型真空泵、SL型罗茨鼓风机、JZJX型真空泵、JZJS型真空泵、JZJWLW型真空泵、JzJP型真空泵、RPP型真空泵、2XZ型真空泵等型号。真空泵广泛用于塑料机械、农药化工、染料化工、砖瓦机械、低温设备、造纸机械、医药化工、食品机械、工业电炉、电子行业、真空设备、化肥、冶金、石油、矿山、地基处理等领域。真空泵作用就是从真空室中抽出气体分子，降低真空室内的气体压力

2、，使之达到要求的真空度。中国生产真空泵的厂家很多，全部真空的年销售额大约在1.5亿元左右，但仅相当于美国Kinney公司一家真空泵的年销售额。通过对全球真空泵市场的分析我们可以看出，各类真空泵的市场及应用领域都在不断变化和发展。中国真空泵制造业有着悠久的历史和雄厚的基础，国产真空泵已经在各个不同领域得到应用并经过验证，有些泵还出口国外，得到国外用户的认可并受到好评,应该说中国真空泵制药业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。二、传统真空泵的控制问题真空泵的负载随着真空度的增加而减小，在容器内空气阻力大时，真空泵往往工作在过载状态，随着真空度的增加，电流下降，电机正常工作。当容器密封正常时，电机在

3、过载状态下工作时间短，不会造成烧电机的事情发生;当容器密封下降时，电机在过载状态下工作时间延长，时有烧电机现象发生。为解决泵过载的问题，传统上采用以下方法：（D采用机械式自动调压旁通阀。旁通阀安装在罗茨真空泵的出口和入口之间的庞统管路上。此阀控制泵出入口之间的压差不超过额定值。当压差达到额定值时，阀门靠压差作用自动打开，使罗茨真空泵出口和入口相通，使出入口之间的压差迅速降低，这时罗茨真空泵在几乎无压差的负荷下工作。当压差低于额定值时，阀自动关闭，气体通过罗茨真空泵由前级泵抽走，带有旁通溢流阀的罗茨真空泵可以与前级泵同时启动，使机组操作简单方便。（2）采用液力联轴器采用液力联轴器也能防止泵的过载

4、现象发生，使泵可以在高压差下工作。液力连轴器安装在泵和电动机之间。在正常工作状态下，液力联轴器由电动机端向泵传递额定力矩。罗茨真空泵的最大压差由液力联轴器所传递的最大转矩来决定，而液力联轴器的最大转矩由其中的液体量来调节。当泵在高压差下工作或前级泵同时启动时，在液体联轴器内产生了转速差即滑动，只传递一定的力矩，使泵减速工作。随着抽气的进行，气体负荷减小，罗茨真空泵逐渐加速至额定转速。（3）采用真空电气组件控制泵入口压力在罗茨真空泵的入口管路处安装真空膜盒继电器或电接点真空压力等压力敏感组件。真空系统启动后，当罗茨真空入口处压力低于给定值（泵允许启动压力）时，压力敏感组件发出信号，经电气控制系统

5、开启罗茨真空泵（如真空系统中装有罗茨真空泵旁通管路，则同时关闭旁通管路阀门）。若泵入口压力高于规定值时，则自动关闭罗茨真空泵（或同时打开泵旁通管路阀门），若泵入口压力高于规定值时，则自动关闭罗茨真空泵（或同时打开泵旁通管路阀门），从而保证了罗茨真空泵的可靠运转。显然以上方法结构复杂、成本高，控制精度差，能源浪费严重，已经不能适应设备发展的要求。三、普通的变频器应用方案为了保护电机，部分真空泵厂家采用变频器，用电流互感器和电流变送器检测电机的实际电流，然后将转换后的模拟量信号输入变频器，让变频器做PID运算，从而控制电机的电流和电机的转速，最后达到保护电机的目的。ABC由上图可以看出其控制问路复

6、杂，虽然变频器能够实现电流的闭环PID控制，但控制精度不高，转换复杂。无法区分电机堵转电流和正常负载电流，可能造成电机长时间工作在堵转状态，造成烧电机。控制效果不太理想。四、深川SVF-EV矢量变频器真空泵专用方案深川SVF-EV矢量变频器采用全球领先的无速度传感器矢量控制算法,把电机定子电流按坐标变换分解为转矩电流风量和励磁电流分量，从而实现精确的转矩控制。与V/F控制算法相比具有低频力矩特性好，动态响应特性好，速度控制精度高等优点。深川SVF-EV矢量变频器真空泵专用方案不需要在外部添加任何设备,变频器本身就能实现对电机电流和转速的精确控制。无论容器的密封性能好坏，深川SVF-EV矢量变频

7、器不需要任何外围辅助设备情况下，均可以控制电机电流在电机额定值以内，且控制范围内可以任意调整，控制精度达到1%。在此基础上，使真空泵以最高效率运行，以最快速度到达设定的真空度。同时深川SVF-EV矢量变频器还可以快速识别真空泵堵转电流和负载电流。当真空泵因机械原因堵转时，能够立即识别并报警停机，防止故障进一步扩大。五、结束语综上所述，深川SVF-EV变频器真空泵专用方案不仅解决了真空泵的控制难题，成本上省去了传统的机械防过载装置，同时简化了变频控制电路，综合效益大幅度提高。在实际使用中，获得了真空泵生产厂家的一致好评。水环式真空泵节能技术改造措施研究摘要：本文立足于水环式真空泵运行的实际情况，

8、简略阐述了该课题的研究背景，并从冷却水源技术改造、选用板式换热器以及汽蚀问题改造几方面着手，对水环式真空泵节能技术改造的实践应用进行了详细分析，旨在为相关研究人员提供参考，进而提升水环式真空泵的节能效果和经济效益。关键词：水环式真空泵;节能技术;可持续发展水环式真空泵在应用过程中有着相对简便的操作方式、紧凑的工作结构，与此同时，其对于环境还存在极强的适用性，所以能够广泛应用在工业生产领域。但在正式应用水环式真空泵的过程中，时常会面临来自蒸气压以及工作液泡等方面的负面影响。基于此，研究人员应当针对水环式真空泵应用中面临的各种问题展开深入探讨,进而探索出更加科学的节能技术改造措施。1研究背景在水环

9、式真空泵运行的过程中，有诸多因素会对其自身性能造成影响，具体包括真空泵转速、吸入口混合物温度、吸入口压力、工作水流量以及工作水进口温度等等。其中真空泵工作水的进口温度是相对较为关键的一个因素，若是其处在吸入口温度、吸入口压力、工作水流量以及转速不发生变化的状态下,但是真空泵本身所具有的工作水进口温度要比设计水温高，那么真空泵的抽吸效果便会有所降低，并小于设计值。水环式真空泵自身冷却系统的冷却介质温度以及冷却效率将会直接影响工作水的进口温度,在设计凝汽器真空泵冷却器冷却水源时所使用的是两路水源，分别为低压开式水和开式水补充水泵。当机组处在正常运行状态下主要是使用低压水作为冷却水，但是在夏季炎热天

10、气下，环境温度相对较高，受到冷却塔冷区效果以及机组负荷等方面的影响，低压开式水的温度将会达到33C,所以若是采用这种冷却方法不仅难以达到良好的效果，并且会对真空泵正常的工作效率造成负面影响。进而制约机组整体运行安全性以及经济性的提高，为了能够进一步缓解机组真空过高的问题，则应当对真空泵工作水温度进行有目的地降低，进而提升水环式真空泵整体运行的节能性和经济性，同当下工业领域节能降耗以及可持续发展的要求相适应1。2水环式真空泵节能技术改造的实践应用2.1 冷却水源技术改造通过冷却水源技术改造能够在运行过程中有效将真空泵的工作水温度降低,具体包括以下三种措施。首先，在开式补充水低于低压开始水温时，便

11、可以将开式补充水泵启动并提供给真空泵，该方式的应用会在极大程度上增加开式补充水泵运行所消耗的电能，难以达到节能降耗的目标。其次，便是降低真空分离器换水的工作水温，但这种方式将会造成除盐水损失，同样难以产生节能的效果。最后便是对真空泵冷却器的冷却水源展开相应的改造工作，由于机组负荷并不会在极大程度上对变频冷却水造成影响，与此同时，其将会从工业水池中直接抽取，所以相对于循环水温来说，其水温相对较低。在应用该方式的过程中，工作人员仅仅需要将联络管道增设在开式水补充水管和变频冷却水管之间，便能够起到提升机组真空以及降低真空泵工作水温度的作用，同时还不会对变频器的持续平稳运行造成负面影响。综合考虑上述三

12、种方案的具体情况，确定可以使用变频器冷却水泵将冷却水提供至真空冷却器。以某公司的冷却水源技术改造实践来看，相关调查研究表明，其每一台真空泵冷却器所具有的冷却水量都为30m3ho开式水补充水泵在综合泵房中安装，其同相邻的变频器冷却水泵有着相同的供水水质，与此同时，其变频器冷却水泵所具有的额定流量为550m3h,当在变频运行的过程中，其流量稳定调节范围具体处在450m3h-660m3范围内，而其工作扬程稳定则在52-82m之间。通过对于该公司真空泵冷却水源的改造工作，较之以往，其工作水温度有了3.5的下降，并在极大程度上提升了真空泵的工作效率，不仅能够为真空泵冷却系统的持续平稳运行提供充足的保隙,

13、还可以在原有的基础上将凝汽器真空年平均数值降低，具体大约为0.719kPa,并降低供电煤耗的年平均值，这些均提升了水环式真空泵的节能效果，对于其经济性的提升有着重要意义。2.2 选用板式换热器板式换热器所具有的传热系数要比管式换热器大,在应用板式换热器时将会不断减少其换热端差，进而达到降低真空泵运行水温的效果。以某公司的4组30MW机组为例，其在应用传统真空泵换热器时换热系数为460W(mK),而在更换管式换热器之后，其换热系数增加到了800W(mK)I200W/(mK)之IW，这样便增加了开放式冷却水管是换热器在换热之后所具有的温度，具体数值为但在进一步更换从国外引进的先进板式换热器之后，其

14、换热系数又持续增加到了4000W(mK)6000W(mK)范围之内。在完成上述改造工作之后，其真空泵平均工作水温较之以往会有5左右的下降，与此同时还会减少约lg(kWh)的供电消耗，通过展开详细的计算可得，与改造之前相比，其能够节约15万t的用煤量，在经济效益方面有96.4万元的提升。2.3 汽蚀问题改造若想高效解决水环式真空泵的汽蚀问题，工作人员应当加强对于工作水温度以及入口压力两部分因素的重视，工作水温度的实际情况将会直接影响水环式真空泵的工作特性。水环式真空泵所可以达成的最大真空泵在极大程度上会受到工作水温度的影响。由此可见，若是工作水温度越高，那么便会加剧汽蚀现象的严重程度。为了能够进

15、一步实现水环式真空泵温度的降低势必要在其中投入大量的成本，特别是在夏季来临的时候，这一工作难度还会有所增加，如果采用提升凝汽器压力或者是降低系统真空度的方式将会在一定程度上对机组本身的负荷能力产生负面影响。所以最佳方法其实是在保持系统压力和工作水温稳定不变的状况下，将大气喷射器加装在水环式真空泵当中，这样便可以达到增加水环式真空泵入口绝对压力的效果，进而缓解水环式真空泵所面临的汽蚀问题。除此以外，采用增加大气喷射器的手段还可以起到减少泵体振动的作用，进而将泵体和有关设备所受到的损害尽可能降到最低，这有助于促进系统真空度的提升，最终达到减少机组热量消耗的效果。汽蚀问题改造方面所体现出的经济效益主

16、要便在于降低了水环式真空泵的故障率,这有效减少了其在使用和维修方面成本的消耗，从长远的角度来看有助于促进水环式真空泵的可持续运行2。3结论综上所述，合理进行水环式真空泵节能技术改造，能够有效提升其运行质量和效率，对于工业生产经济效益以及生态效益的综合提升有着积极的促进作用。因此，相关人员应当加强对于节能降耗的重视，进而为企业的可持续发展创造良好的条件。参考文献：2.4 杨作梁，杨森，马洪源，等.水环真空泵夏季工况性能下降应对措施对比研究IJ.汽轮机技术，2020,62(1)：53-56,60.2.5 陈科，王爱其，方瑞明.透平风机替代水环式真空泵的节能改造实践J.中华纸业，2021,42(2)：42-46.