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热循环水是轮胎硫化的重要介质，它的温度和压力是否稳定，对硫化轮胎的质量起着重要作用。为了提高循环水供水温度指标的质量，各轮胎生产厂家都陆续采用高效除氧热水器，在稳定热水温度方面取得很好的效果。在循环水压力指标控制方面，通常采用调节阀旁路调节，这种调节方法压力波动较大，为了保证工艺对循环水压力波动的要求，轮胎生产厂普遍采用增加一次水泵来弥补压力波动。
根据对我公司使用的多台循环水泵的观察分析，一次水泵使用率很低。在轮胎硫化过程中，每个周期约1h，而一次水所用的时间只有20s左右。为了保证工艺对轮胎硫化循环水压力波动的要求，一次水泵必须始终开着，并使水泵一直处在满负荷工作状态(采用旁路调节)，消耗了大量的电能。循环水的压力控制也同样采用旁路调节，通常在选择水泵时均有20%以上的裕量，这部分裕量也通过旁路阀被消耗掉了。在能源日益紧缺的今天，解决这种无为的消耗显得越来越重要。
1 控制方案分析
经过对调节系统的认真分析研究和方案对比，我们认为在水泵出口安装调节阀，控制阀门开度，用改变管路特性曲线的方法来调节压力较为合理。
1.1 从调节特性方面对比
如图1所示。曲线L1为没有调节阀时的管路特性，曲线L2为调节阀在某一开度时的管路特性。 （图片） 从图中可以看出，当调节阀在某一开度时，A点为调节阀后的压力和流量，压力为H1，流量为Q2。
硫化工艺要求循环水压力波动要小。采用旁路调节，当负荷突然增大或减小时，由于检测、控制及调节系统的滞后，压力波动较大；采用主管路调节，当负荷突然增大时，调节阀供出的流量与调节阀前后压差成开方关系，即使调节阀不动作，在压力波动允许的范围内，流量自然增大，这是由于水泵扬程有H2-H1的裕量，流量有Q1-Q2的裕量。这种响应是水泵特性所决定的，起到了调节压力的作用，称为随动调节，加上调节阀接到控制信号再调节，使循环水压力波动大大减小。
1.2 从用电方面对比
图2为水泵厂家提供的泵输出流量与电机输出功率曲线。从图中可以看出，当泵出口流量减小时，电机输出的功率也在减小。用旁路调节对水泵来说是一种恒输出，无论使用负荷的大小，电机，总是处于高负荷状态，多余的能量从旁路阀无为的释放了。此时泵虽然运行在高效率状态，但是电机输出的功率是最大的。而主管路调节是在负荷用量减小时，调节阀的开度也减小，使泵出口流量减小，从而使电机输出的功率也减小。此时虽然泵运行的效率降低，但是电机耗能也在减小，起到了节能的效果。（图片） 2 节能效果分析
众所周知，水泵生产厂家设计的泵扬程、流量确定以后，在配备电机时，电机额定功率的选择一般都有20%的裕量，也就是说在电机输出额定功率的80%时，就可以达到水泵铭牌标注的额定流量。
使用厂家在选择水泵时，考虑到可能出现的特殊情况，一般选择泵的额定流量大于正常用量的20%以上，即只使用泵额定流量的80%就可以满足工作需要。这样我们就可以计算出在满足生产需要时，电机输出功率的利用率，即为电机和水泵的利用率之积:80%×80%=64%。这说明在正常生产情况下，最多只使用电机额定功率的64%。由此可知，采用在主管路上装调节阀，控制阀门开度，可以使电机只消耗正常生产所必需的能量；而用旁路调节的方法，一般是在泵起动后，观察电流表，调整泵出口截止阀，使电流表指示在电机额定电流值附近，水泵电机基本上一直工作在额定功率状态，与生产实际使用的负荷无关。
根据以上分析，可作如下结论:采用在主管路上安装调节阀控制压力比旁路调节至少节电36%，并且泵的功率越大，节电效果越显著。（图片） 3 实施效果
在主管路上安装调节阀进行压力控制的方案，首先应用在硫化罐循环水上，我公司从控制系统中直接打印出来的，供水压力和供、回水流量记录曲线见图3，图中上部两条直线分别为工艺要求的上限和下限，直线中间为循环水供水压力曲线，下部两条曲线是循环水供、回水流量曲线。从记录的曲线中可以看出，当设备充水时，供水流量突然增大88.29-46.86=41.43t/h，即供水流量变化是泵额定流量的37.66%(泵的额定流量110t/h)。供水压力波动控制在工艺要求的范围内3.049Mpa-2.8MPa=0.249MPa即满足了工艺要求。根据这种新方案的运行情况，经公司技术部门研究决定，取消了一次水，直接使用循环水硫化，节约一次水设备投资费用20多万元。
在正常生产情况下观察循环水泵的电流指示，一般在额定电流的65%以下，即电机的视在功率是额定视在功率的65%。由于公司具有良好的功率因数补偿手段(功率因数补偿为95%以上)，根据对电机、水泵工作特性的分析和计算，电机输出的有功功率在额定功率的50%以下，与旁路调节的方案相比，节约用电一半以上;若将取消一次泵节约的电能也计算在内，节能效果更加可观。
4 结论
从主管路上安装调节阀的控制方案实施效果看，采用主管路调节来取代旁路调节，既可减少压力波动又可起到节电效果。
2/15/2009
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