流體離合器調速、滑差電機調速等)的節能效果更顯著,且使用維護簡便,易于實現自動化控制和過程控制。這項技術已在日本、德國等發達國家得到了廣泛應用。其主要特點是:(1)具有顯著的節能效果:當將變頻器聯接至輸油泵機組以控制電動機轉速時,電動機所需動力與轉速的三次方成正比,即能耗與轉速的三次方成正比。若降低電機的轉速,則耗電量的減少以三次方關系下降,即:節能=1-(1-轉速下降%)3若泵機轉速下降20%,則(1-20%)3=51.2%,即節能達50%.因此,當輸油機組不需要運行在額定轉速時(據統計,泵機組一般平均運行在70%的額定功率上),運用變頻調速技術,可節約大量電能。對軍用油庫、尤其是對于一泵輸多個儲罐的山洞油庫,可以通過這項技術的運用,達到減少水擊壓力、隨機控制輸油管線內壓力狀況、延長管線系統設施壽命的目的。(2)具有良好的機械特性:變頻器在低頻時可使電動機具有較高的啟動轉矩,最高可達額定啟動轉矩的150%,其啟動電流只有額定電流的11.2倍(普通交流電機的啟動電流約為其額定電流的47倍),故對電網的沖擊較小。在啟動損耗方面,約是直接啟動時損耗的1%,因而電動機繞組不會產生過熱現象,這對負載頻繁變化的輸油系統來說,意義重大。變頻器制動時輸出頻率降低,電動機的同步轉速可能低于電動機的實際轉速,電機處于發電機狀態,故降低了制動損耗。(3)變頻范圍寬、動態響應良好、調速精度高:對大落差或一泵輸多罐的輸油系統來說,系統內的壓力狀況和流量需求可實現高效的實時調節和補償,避免了傳統回流控制方案造成的損耗,因而節約了能量減少了由此而引起的管路水擊。
變頻調速控制系統設計變頻調速控制系統由變頻器、變送器和調節器及儀表柜等構成,通過調節泵電機轉速來控制輸油泵的流量,達到節能降耗目的。輸油泵轉速調節方法的基本原理輸油泵轉速調節方法的基本原理是通過改變輸油泵的壓頭曲線來改變工況點。為了得到所需的流量和揚程,在計算所需轉速時,不能直接利用比例定律,因為排出管路特性曲線不是它的相似拋物線且不通過原點。決定其轉速的方法參見所示:可首先在泵性能曲線(Q-H曲線)上按要求的流量Q2和管路特性曲線Q-hW得出要調整到的工況M2,而后通過M2點作一條通過坐標原點的二次拋物線與泵性能曲線相交得M1點,最后根據與M1對應的流量Q1,用比例定律計算應調到的轉速。變頻調速控制系統控制系統在輸油泵電機上加裝變頻器和調節器,在泵排出管路上加裝壓力變送器,構成壓力控制系統。輸油泵排出管路上安裝的壓力變送器反映管路的回壓信號,該信號由壓力變送器轉換成420mA的直流信號送入壓力調節器,與設定信號相比較,其差值模擬量輸送給變頻器頻率控制端,隨時調整輸出頻率,控制輸油泵的轉速以達到所要求的控制外輸壓力,達到節能降耗的目的。應用實例與意義三峽地區某遷建油庫,采用碼頭躉船上輸油泵向儲罐區輸油,輸油管路采用D219@6mm、D159@4.5mm無縫鋼管,儲罐區所處的最高標高為230.5m.碼頭躉船標高因受三峽工程不同時期水位的影響,故可按一期水位(135m)水力計算(最大落差時)選泵,再按二期水位(157m)或三期水位(175m)對輸油泵進行變頻調速,使泵工作點參數處于高效區,并達到安全運行、節能增效的目的。