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变频水泵性能分析

变频水泵性能分析
变频水泵性能分析

变频水泵性能分析

根据水泵流体力学原理可知:

1、流量与转速的一次方成正比,即Q1/Q2=N1/N2,Q:流量,N:转速;

2、压力与转速的二次方成正比,即H1/H2=(N1/N2)2,H:压力,N:转速;

3、功率与转速的三次方成正比,即:P1/P2=(N1/N2)3,P:功率,N:转速。

分析如下:

根据流体力学的相似原理,两种流动作到完全相似,必须满足几何相似、运动相似和动力相似。以相似原理为指导, 在风机、水泵、以及飞机制造行业,利用模型级进行新机种设计的方法也被广泛而有效地使用。

几何相似就是实际和模型级水泵相应几何尺寸之比等于常数,一般,选取水泵叶轮外径d2为水泵的特性尺寸,几何相似即可由公式(1)表示:

d2/ d20= sl=常数 (1)

式中:d2—实际叶轮外径,也是变频工况时实际叶轮外径,m;

d20—模型级叶轮外径,也是额定工况变频水泵叶轮外径,m;

sl—水泵几何比例因子;

对于一台变频水泵, 额定工况(下标为0的参数)水泵的叶轮外径d20和变频工况时的叶轮外径d2是相等的, 因此

sl=1 (2)

运动相似即实际和模型级水泵相应点的流体质点的牵连速度、相对速度和绝对速度组成的速度三角形相似,一般,选取水泵叶轮外径的圆周速度u2为水泵的特性速度,运动相似即可由公式(2)表示:

u2/ u20= sv=(n/ n0)× sl = 常数 (3)

式中:u2—实际叶轮外径圆周速度,也是变频工况时变频水泵叶轮外径圆周速度,m/s;

u20—模型级叶轮外径圆周速度,也是额定工况时变频水泵叶轮外径圆周速度,m/s;

sv—流体质点速度比例因在子,对于变频水泵有:

sv= n/ n0 (4)

n—实际叶轮转速,也是变频工况时变频水泵叶轮转速,rpm;

n0—模型级叶轮转速,也是变频水泵叶轮额定转速,rpm;

由公式(1)、(2)可以推导出水泵的流量关系式:

Q/Q0= sq=(n/ n0) × (sl)3 (5)

式中:q—实际水泵流量,也是变频工况时变频水泵流量,m3/s;

q0—模型级水泵流量,也是额定工况时变频水泵流量,m3/s;

sq—水泵流量比例因子。对于变频水泵有:

Q/Q0= sq=(n/ n0) =常数 (6)

动力相似即实际和模型级水泵相应点的流体质点受到的作用力相似,离心式水泵主要是通过叶轮向流体质点施加离心力做功,才将叶轮的机械能转变成流体质点的压力能,从离心机械原理可知,水泵的压头p和其特性点质点的特性速度表示的动能1/2ρu22成正比,动力相似即可由公式(7)表示:

p/ p0= sp=(n/ n0) 2× (sl)2=常数(7)

式中:p—实际水泵压头,也是变频工况时变频水泵压头,pa;

p0—模型级水泵压头,也是额定工况时变频水泵压头,pa;

sp—水泵压头比例因子。对于变频水泵有:

p/ p0= sp=(n/ n0) 2=常数(8)

由公式(5)和(7)可得出水泵功率的相似关系式(9):

N/ N0= sN=(n/ n0) 3* (sl)4=常数(9)

式中:N—实际水泵功率,也是变频工况时变频水泵功率,w;

N0—模型级水泵功率,也是额定工况时变频水泵功率,w;

sn—水泵功率比例因子。对于变频水泵有:

N/ N0= sN=(n/ n0) 3=常数(10)

从公式(6)、(7)、(9)可以看出,相似流动最大的特征是各种比例因子都为常数;也可看出三个相似条件表达式中都有几何比例因子sl,因此,几何相似是相似的先决条件,动力相似是从运动相似推导出来的,它们是相关的。

离心泵的性能参数与特性曲线

离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。特性曲线是在一定转速下,用20℃清水在常压下实验测得的。 (一)离心泵的性能参数 1、流量 离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积,一般用Q表示,常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。 2、压头(扬程) 离心泵的压头是指离心泵对单位重量(1N)液体所提供的有效能量,一般用H表示,单位为J/N或m。压头的影响因素在前节已作过介绍。 3、效率 离心泵在实际运转中,由于存在各种能量损失,致使泵的实际(有效)压头和流量均低于理论值,而输入泵的功率比理论值为高。反映能量损失大小的参数称为效率。 离心泵的能量损失包括以下三项,即 (1)容积损失即泄漏造成的损失,无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。闭式叶轮的容积效率值在0.85~0.95。 (2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力,流道面积和方向变化的局部阻力,以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。这种损失可用水力效率ηh来反映。额定流量下,液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致,这时损失最小,水力效率最高,其值在0.8~0.9的范围。 (3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦,泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。机械损失可用机械效率ηm来反映,其值在0.96~0.99之间。离心泵的总效率由上述三部分构成,即 η=ηvηhηm(2-14) 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。通常,小泵效率为50~70%,而大型泵可达90%。 4、轴功率N 由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率,单位为W或kW。离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量,则有 Ne = HgQρ(2-15) 式中 Ne------离心泵的有效功率,W; Q--------离心泵的实际流量,m3/s; H--------离心泵的有效压头,m。 由于泵内存在上述的三项能量损失,轴功率必大于有效功率,即 (2-16) 式中 N ----轴功率,kW。 (二)离心泵的特性曲线 离心泵压头H、轴功率N及效率η均随流量Q而变,它们之间的关系可用泵的特性曲线或离心泵工作性能曲线表示。在离心泵出厂前由泵的制造厂测定出H-Q、N-Q、η-Q

水泵性能参数

水泵性能参数 单级单吸管道泵 产品型GD型号: 产品报 价: GD管道泵,GD型管道泵,单级管道泵一般供输送温度低于80?c无腐蚀性的清水或产品特物理、化学性质类似清水的液体。如果过流部件用不习惯制造,则可输送奶类、点: 饮料、酱油等卫生液体。 点击放大 GD型单级单吸管道泵的详细资料: GD管道泵,GD型管道泵,单级管道泵 GD型管道泵产品概述 GD型管道泵是立式单级管道泵,可以直接安装在管道中直接进行加压。泵的出入口在同一水平方向上,并成180?,泵主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、机械密封等零件组成。

口径100mm及以下的泵与电动机共轴,叶轮直接装在电动机上,轴向力由电动机轴承承受。泵的支撑方式分无支承脚与有支承脚两种。 口径125mm及以上泵,泵轴与电动机分开,泵轴由中间轴承体轴承支承。电动机轴套入泵轴内。整机有底座支承,轴封采用机械密封。 泵由电动机直接驱动,从电动机端部看,泵为顺时针方向旋转。 GD型管道泵一般供输送温度低于80?c无腐蚀性的清水或物理、化学性质类似清水的液体。如果过流部件用不习惯制造,则可输送奶类、饮料、酱油等卫生液体。 GD管道泵轻便灵活,使用时可以直接将泵安装在水平管道中,小型泵还可以安装在竖直管道中运行。根据具体情况可以单台工作,也可多台串联或并联运行,适合工业系统中途加压、城市高层建筑给水及空调循环水输送使用。 GD型管道泵的性能范围:流量Q为6-200m3/h;扬程H为13-78m。 型号意义:列GD150-315A GD—管道离心泵 150—泵出入口直径(mm) 315—叶轮名义直径(mm) A—泵叶轮外径第一次切削。 GD型管道泵性能参数表 流量必需汽扬程转速配用功率重量 Capacity 效率蚀余量型号 Head Speed Motor Weight Efficiency (NPSH)r Type 米转/分千瓦千克米/时升/秒 (%) 米 (m) (r/min) (kW) (kg) (m/h) (l/s) (m) 4 1.11 15. 5 42 2.6 GD32-120 6 1.67 13 2800 0.55 45 3.2 15 7.2 2 11 43.5 4.2

水泵变频运行特性曲线

水泵变频运行特性曲线 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

一、引言 水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果,这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的,本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 二、水泵变频运行分析的误区 1.有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律 流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2 扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)2 轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)3 并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比,水泵的扬程与转速的平方成正比,水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的,但是却无法解释如下问题: 1)为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水 2)为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一个 突跳, 后才随着转速的升高而升高 2.绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。 图1 水泵的特性曲线

图1中,水泵在工频运行的特性曲线为F 1,额定工作点为A,额定流量Q A , 额定扬程H A ,管网理想阻力曲线R 1 =KQ与流量Q成正比。采用节流调节时的实际 管网阻力曲线R 2,工作点为B,流量Q B ,扬程H B 。采用变频调速且没有节流的特 性曲线F 2,理想工作点为C,流量Q C ,扬程H C ;这里Q B =Q C 。 按图1中所示曲线,要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到30~35Hz以下时就不出水了,流量已经降到零。 3.变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时,由于工频泵出口压力大,变频泵出口压力小,因此怀疑变频泵是否会不出水是否工频泵的水会向变频泵倒灌 4.以上分析的误区 1)相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律,它表明相 似泵( 或风机)在相似工况下运行时,对应各参数之相互关系的计算公式。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下,输送相同的流体,且泵的直径和输送流体的密度不变,仅仅转速不同时,水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 2)在风机单机运行时,风门挡板不变且温度和密度不变时,管网阻力只与风 机的流量 有关,阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同,可以应用比例定律。但在风机并联运行时,由于出口风压受其它风机的风压的影响,出口流量也与总流量不同,造成工况变化,因此比例定律已经不再适用了。

变频水泵节能原理及分析

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 1.1 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 1.2 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线

在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

水泵变频运行的特性曲线

水泵变频运行的特性曲线(一) 1引言 水泵冷油泵采用变频调速可以达到很好的节能效果,这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的,本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 2水泵罗茨真空泵变频运行分析的误区 2.1有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律 流量比例定律 n1/n2 Q1/Q2二 扬程比例定律H1/H2=(n1/n2) 2 轴功率比例定律P1/P2=(n1/n2) 3 并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比,水泵的扬程与转速的平方成正比, 水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的,但是却无法解释如 下问题: (1)为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz 以上时才出水? (2)为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一个 突跳,然后才随着转速的升高而升高? 2.2绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示

图1 水泵的特性曲线 图1中,水泵液下排污泵在工频运行的特性曲线为F i,额定工作点为A,额定流量Q A,额定扬程H A,管网理想阻力曲线R i=K i Q与流量Q成正比。采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2,工作点为B,流量Q B,扬程H B。采用变频调速且没有节流的特性曲线F2,理想工作点为C,流量Q C,扬程H C;这里Q B=Q Q O 按图1中所示曲线,要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到30~35H z以下时就不出水了,流量已经降到零。 2.3变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时,由于工频泵出口压力大,变频 泵出口压力小, 因此怀疑变频泵是否会不出水?是否工频泵的水会向变频泵倒灌? 3以上分析的误区

水泵的性能曲线图分析

水泵的性能曲线图分析: 泵的特性曲线均在一定转速下测定,故特性曲线图上注出转速n值。 水泵的性能曲线图上水平座标标示流量,垂直座标标示压力(扬程),其中有根流量与压力曲线,一般情况下当压力升高时流量下降,你可以根据压力查到流量,也可从流量查到压力;还有根效率曲线,其这中间高,两边低,标明流量与压力在中间段是效率最高,因此我们选泵时要注意泵运行时的压力与流量,处于效率曲线最高附近;再有一个功率(轴功率)曲线,其一般随流量增加而增加。注意其轴功率不应超过电机功率。 1、曲线:Q-H,流量与扬程曲线趋势图,粗线是推荐工作范围。扬程--流量曲线 以离心式水泵为例,水泵性能曲线图包含有Q-H(流量-扬程)、Q-N(流量-功率)、Q-n(流量-效率)及Q-Hs(流量-允许吸上真空高度)。每一个流量Q都相应于一定的扬程H、轴功率N、效率n和允许吸上真空高度Hs 。扬程是随流量的增大而下降的。 Q-H(流量-扬程)是一条不规则的曲线。相应于效率最高值的(Qo,Ho)点的参数,即为水泵铭牌上所列的各数据。它将是该水泵最经济工作的一个点。在该点左右的一定范围内(一般不低于最高效率点的10%左右)都属于效率较高的区段,称为水泵的高效段。在选泵时,应使泵站设计所要求的流量和扬程能落在高效段范围内。 因无法上图,请自找一幅水泵性能曲线图对照着看。主要就这些了。 GPM :加仑/分钟,流量单位 3.=gallons per minute 加仑/分,每分钟加仑数(等于4.546升/分) 273L/h。 其中ft是英尺,表示扬程。 1英尺=12英寸, 1英寸=2.54厘米所以, 1英尺=12×2.54=30.48厘米=0.3048米. 比如说自来水管道压力为0.2Mpa,它能供到多高的高度呢转换公式是什么请大家告诉我一下!谢谢 转换公式:高度H=P/(ρg) 压力为P=0.2 Mpa=200000 Pa 高度H=P/(ρg)=200000/(1000*9.8)= 20.41 m 以上是静压转换为压力高度的计算公式,实际在使用时,水以某一流量沿管道流动,流动中有沿程水头损失和局部水头损失,水并不能供到上述高度,应是上述高度再减去水在管道流动的水头损失。 0.1个兆帕理论上能撑起10米水柱, 水泵扬程与压力有什么关系 扬程就是压力。 压力的单位是bar 巴扬程单位是m 米1巴=10米 2、功率曲线(泵轴功率与流量的关系N-Q) HP与功率的比例关系? 答:HP是英制功率的计量单位,即马力。而KW是公制功率计量单位,它们的关系:1HP=0.75KW。 首先你要明白水泵性能曲线是由管路性能曲线和扬程流量曲线构成的,其实很简单。他的交点就是工况点,两水泵并联时流量叠加,扬程基本不变。串联时扬程叠加流量不变。 cdlf2系列里面还有多级叶轮的,根据叶轮代号查看对应极数的扬程(纵坐标),X+Y 对应的那个点。压力就是扬程,1公斤=10米 汽蚀余量 Capcity m3/h H (m) N (﹪) P (kw) Speed (rymin) (NPSH)r

水泵的参数及性能

水泵的参数及性能 水泵的主要参数 水泵参数是指泵工作性能的主要技术数据,包括流量、扬程、转速、效率和比转数等。 1、流量(Q) 泵的流量是指单位时间内所排出的液体的数量。通常泵的流量用体积计算,以Q表示,单位为米3/时(m3/h)、米3/秒(m3/s)、升/秒(1/s),也可用重量计,以G表示,单位为吨/时(t/h)、吨/秒(t/s)、千克/秒(kg/s)。 G与Q的关系: G=r×Q r-液体重度(千克/米3) 因水的重量近似1000千克/米3,故 1升/秒=3.6米3/时=3.6吨/时 2、扬程(H) 泵的扬程是指单位重量的液体通过泵所增加的能量。以H表示,实质上就是水泵能够扬水的高度,又叫总扬程或全扬程。单位为米液柱高度,习惯上省去“液柱”,以米(m)表示。 泵的总扬程由吸水扬程与出水扬程两部分组成,因此 总扬程=吸水扬程=出水扬程 但由于水流经过管路时受到各种阻力而减少了泵的吸水扬程和出水扬程,因此 吸水扬程=实际吸水扬程+吸水损失扬程 出水扬程=实际出水扬程+出水损失扬程 损失扬程=吸水损失扬程+出水损失扬程 总扬程=实际扬程+损失扬程 由于水泵铭牌上标明的扬程是上述水泵的总扬程,因此不能误认为铭牌上的扬程是实际扬程数值,水泵的实际扬程都比水泵铭牌上的扬程数值小。因此在确

定水泵扬程时,这一点要特别注意。否则,如果只按实际扬程来确定水泵的扬程,订购来的水泵扬程就低了,那可能会降低水泵的效率,甚至打不上水来。损失扬程与管路上的水管和附件种类(低阀、闸阀、逆止阀、直管、弯管)、数量、水管内径、管长、水管内壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切关系,这一点在管路设计和选配水管和附件时也应注意。 3、允许吸上真空高度(Hs) 允许吸上真空高度是指真空表读数吸水扬程,也就是泵的吸水扬程(简称泵的吸程),包括实际吸水扬程与吸水损失扬程之和。以Hs表示,单位为米(m)。 允许吸上真空高度是安装水泵高度的重要参数,安装水泵时,应使水泵的吸水扬程小于允许吸上真空高度值,否则安装过高,就吸不上水或生产气蚀现象。如生产气蚀,不仅水泵性能变坏,而且也可能使叶轮损坏。 4、转速(n) 转速是指泵叶轮每分钟的转数,以n表示,单位为转/分(r/min)。每台泵都有一定的转速,不能随意提高或降低,这个固定的转素称为额定转速,水泵铭牌上标定的转速即为额定转速。如泵运转超过额定转速,不但会引起动力机超载或转不动,而且泵的零部件也容易损坏;转速降低,泵的效率就会降低,影响水泵的正常工作。 5、比转数(ns) 在前述水泵型号中,有些型号的组成部分有比转数这个参数。比转数与转速是两个概念,水泵的比转数,简称比速,常用符号为ns。水泵的比转数是指一个假想的所谓标准水泵叶轮的转数,这个假想的水泵与真实水泵的叶轮各部分都几何相似,而在消耗功率为0.735千瓦、扬程为1米、流量为0.075立方米/秒时所具有的转数。叶轮形状相同或相似的水泵比转数相同,叶轮形状不相同或不相似的水泵比转数不相同。如轴流泵比转数比混流泵大,混流泵比转数也是反映水泵特性的综合性指标。此外,要注意比转数大的水泵,其转速不一定高;比转数小的,转速不一定低。大流量、低扬程的水泵,比转数大,反之则小。一般比转数较低的离心泵,其流量小、扬程高;而比转数较高的轴流泵,其流量大、扬程低。 6、功率

水泵深度变频节能改造分析

水泵深度变频节能改造分析 发表时间:2018-03-20T11:41:12.230Z 来源:《电力设备》2017年第29期作者:刘辉 [导读] 摘要:目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造,对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。 (安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽阜阳 236400) 摘要:目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造,对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。本文以凝结水变频控制系统出发,并结合实际生产数据分析,提出凝结水泵变频调节系统节能改造的相关建议。 关键词:凝结水泵;变频运行;节能效果 1凝结水系统概述 凝结水泵是火电厂的重要辅机,其耗能在厂用电中占一定的比重。凝结水泵工频方式运行时耗能高、节流损失大、压力高,使凝结水系统的整体效率偏低。目前,大多数火电厂都对凝结水泵进行了变频改造,多采用“变频一拖一”“变频一拖二”运行方式,一般可节电30%左右,且设备运行可靠,可明显提高电厂的技术和经济指标,所以凝结水泵变频改造技术己成为电力行业广泛推广的节能项目之一。本文以华能营口热电厂凝结水泵的深度变频改造为例,分析其节能效果。 某厂两台330MW机组,每台机组配备3台50%容量的凝结水泵,2台运行1台备用,其中A泵采用“变频一拖一”控制,B,C泵采用“变频一拖二”控制,同时给水管道上配置了除氧器给水主调节阀和给水辅调节阀。凝结水泵采用抽芯式结构,部件可拆装更换,泵壳设计成全真空型。凝结水泵深度变频改造的同时也给凝结水系统的控制带来一系列的新问题: (1)改造后,水泵的保护、联锁及凝结水系统相关调节阀的控制回路都需要做改动和优化,保证在各种异常工况下泵及相关调节阀的正确动作,来维持凝结水位的稳定运行; (2)改造后,泵由变频控制,原有调节阀调节系统压力难以满足原有凝结水用户对压力的需求,所以必须根据机组的工况设定合适的压力,来满足整个系统安全性和经济性的要求。 2凝泵变频控制系统的改进 2.1凝泵变颓控制系统的改进 改造之前,低负荷运行时,一台凝结水泵运行,用再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位;高负荷时,两台凝结水泵运行,用调整再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位。 改造后,整个除氧器水位自动控制系统设计为典型的两段式控制,即两套控制回路,其中一套为凝泵出口母管压力控制回路,靠凝结水泵变频控制,其中母管压力设定值为机组负荷的折线函数;另一套为除氧器水位控制回路,由除氧器主、辅调节阀控制,并且控制方式采用了单冲量和三冲量。当凝结水流量大于350t/h时,凝结水泵需提高转速以满足系统需要,此时凝泵变频器投入水位自动控制,调节门自动切换为凝泵出口压力控制。由于除氧器容积较大,作为被调量的除氧器水位存在较大惯性,负荷增减过程中给水流量变化较大时有可能出现“虚假水位”现象,使得给水流量和凝结水流量的不平衡增大,延长了调节时间,故凝泵变频器调节除氧器水位设计三冲量控制回路以解决这一问题,主调节器调节除氧器水位,副调节器调节除氧器入口凝结水流量,同时将总给水流量作为副调节器的前馈信号。当凝结水流量发生扰动时,通过内回路的作用可以迅速消除:当给水流量发生扰动时,通过内回路的作用可以使凝结水流量迅速跟踪给水流量的变化。 2.2报泵变颇独制系统改进后调节手段 (1)机组启机自第一台凝结水泵启动至150MW负荷时,凝泵变频不得投自动,手动调整凝泵变频保持凝泵出口压力在1.OMPa以上,此时除氧器水位由除氧器水位主调阀投自动(除氧器辅调阀不能投自动)或手动调整保持。 (2)机组负荷大于150MW且凝结水流量大于350 tlh,两台凝结水泵均变频启动运行正常,进入凝汽器疏水扩容器的疏水门全部关闭后可考虑将凝泵变频器投入自动运行。 (3)凝泵变频器投入自动运行前,应检查凝泵出口压力给定值与凝泵出口实际压力基本相同,但不得小于0.70 MPao (4)凝泵变频器投入自动运行后应检查凝泵出口压力和除氧器水位平稳,无较大波动,除氧器水位主调阀和凝泵变频器自动调整正常,两台汽泵密封水压差在正常范围。 (5)机组负荷大于170MW,除氧器水位主调阀接近全开后,手动将除氧器水位辅调阀逐渐开启,以满足公司节能要求。 (6)机组正常运行凝泵定期轮换应在负荷低于250MW以下进行。先解除备用泵联锁,缓慢转移出力后停运一台运行泵,再变频启动备用泵,操作过程中注意保持凝泵出口压力稳定。 此次改造方案实施前凝结水泵虽采取变频运行,但出口压力不能降低很多,变频深度受到影响,正常运行除氧器水位调整门开度未能全部打开,存在节流现象,凝泵变频的节电优势没有很好发挥。为充分发挥凝泵变频运行的节能、节电潜力,为了充分体现价值工程,汽机、热工专业技术人员经过多次试验,并对数据进行分析,提出除氧器水位由凝结水泵变频控制的改造方案,经多专业密切配合,进行了现场实施。 3凝泵深度变频运行节能效果 制约凝结水泵变频改造节能效果的最主要因素是凝结水泵出口压力允许最低值,其是由众多凝结水用户共同决定的。最常见的凝结水用户为给水密封水、低压旁路减温水和低压缸轴封减温水等。 3.1报泵深度变翻运行效果 图1为机组负荷与凝泵出口压力关系曲线,根据试验结果看出,#1,#2机凝结水泵变频调节除氧器水位改造方案实施后,凝泵出口压力由最低的的1.2MPa降低至0.75MPa,由最高的2.1MPa降低至1.7MPa o

水泵变频运行分析修订稿

水泵变频运行分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

水泵变频运行的图解分析方法 作者:变频器世界 1 引言 采用变频调速可以达到很好的节能效果,这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的,本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 2 水泵变频运行分析的误区 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用水泵中的比例定律 流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2 扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)2 轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)3 并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比,水泵的扬程与转速的平方成正比,水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的,但是却无法解释如下问题: (1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水 (2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一个突跳,然后才随着转速的升高而升高 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。 图1 水泵的特性曲线 图1中,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量QA,额定扬程HA,管网理想阻力曲线R1=KQ与流量Q成正比。采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2,工作点为B,流量QB,扬程HB。采用变频调速且没有节流

的特性曲线F2,理想工作点为C,流量QC,扬程HC;这里QB=QC。 按图1中所示曲线,要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到 30~35Hz以下时就不出水了,流量已经降到零。 变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时,由于工频泵出口压力大,变频泵出口压力小,因此怀疑变频泵是否会不出水是否工频泵的水会向变频泵倒灌 3 以上分析的误区 (1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律,它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时,对应各参数之相互关系的计算公式。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下,输送相同的流体,且泵的直径和输送流体的密度不变,仅仅转速不同时,水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 (2) 在风机单机运行时,风门挡板不变且温度和密度不变时,管网阻力只与风机的流量有关,阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同,可以应用比例定律。但在风机并联运行时,由于出口风压受其它风机的风压的影响,出口流量也与总流量不同,造成工况变化,因此比例定律已经不再适用了。 (3) 相似定律在引风机中,如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时,作为特例,其形式也发生了变化,与上述比例定律不同,必须进行温度或密度的修正。 (4) 在水泵方面,比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差,即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水,水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力,在这种情况下,当转速降到零时,扬程(压力)也降到零,流量也正好降到零,这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况,可以使用比例定律。 (5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况,水泵的出水口和进水口之间是有高度差的,有时还很大。在水泵并联运行时,水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水,水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量,总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大,因此并联运行的水泵扬程更高,工况发生变化,因此比例定律在此也不再适用。 4 单台水泵变频运行的图解分析 (1) 单台水泵变频运行分析的关键,在于水泵进出口水位的高度差,也就是水

变频水泵节能原理及分析

变频水泵节能原理及分 析 Revised as of 23 November 2020

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。

图1 水泵调速时的H-Q曲线 在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

离心泵特性曲线的测定

离心泵特性曲线的测定 一、 实验目的 1、了解离心泵的结构与特性,熟悉离心泵的使用。 2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线,并确定泵的最佳工作范围。 3、熟悉孔板流量计的构造、性能及安转方法。 4、测量孔板流量计的孔流系数C 随雷若数Re 变化的规律。 5、测定管路特性曲线。 二、 基本原理 离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率和轴功率N ,在一定转速下,离心泵的送液能力(流量)可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而且,当期流量变化时,泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和使用离心泵,就必须掌握流量变化时,其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。 1、扬程H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面,列机械能衡算方程: ∑+++=+++f h g u g p H g u g p 2z 2z 2 2 222111ρρ 因两截面间的管长很短,通常将其阻力项∑f h 归并到泵的损失中,且泵的进出口为等径 管则有 式中 H 0 :泵出口和进口的位差,对于磁力驱动泵32CQ-15装置,H 0= ρ:流体密度,kg/m 3 ; p 1、p 2:分别为泵进、出口的压强,Pa ; u 1、u 2:分别为泵进、出口的流速,m/s ; z 1、z 2:分别为真空表、压力表的安装高度,m 。 2、轴功率N 的测量与计算 N=N 电k 式中—N 电为泵的轴功率,k 为电机传动效率,取k= 3、效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率N e 与轴功率N 的比值。反映泵的水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率N e 可用下式计算: 故泵的效率为 %100g ?=N HQ ρη 4、泵转速改变时的换算 在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n? 下(可取离心泵的额定转

水泵技术参数

增压稳压机组、空调定压机组、消防泵组(含自动巡 检)、污水泵技术要求 一、招标内容 1.北小营商务综合楼项目:消火栓稳压机组、喷淋稳压机组、消防水泵、污水 泵,均自带控制箱(其中消防水泵含自动巡检系统)。 2.厂家负责成套机组供应、运输到现场、指导施工方安装、培训、保修等。 3.设备清单及技术参数表

注:1、气压罐容积为最低有效容积,为了布置美观,参数近似的尽量选用同规格。 二、技术标的编制参照及使用的规范和标准: 《立式水泵隔振及其安装》95SS103 《给水设备安装》(冷水部分)S1(一)2004 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002 《电气控制设备规范》 《通用用电设备配电设计规范》 《离心泵技术条件》GB/T5656-1994 《热水离心泵技术条件》JB/T5414-1991 《清水离心泵能效限定值及节能评价值》(GB19762-2007) 《泵产品涂漆技术条件》JB/T4297-1992 《离心泵、混流泵、轴流泵汽蚀余量》GB/T13006-1991 《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》GB/T3216-1989 《泵的振动测量与评价方法》JB/T8097-1999

《泵的噪声测量与评价方法》JB/T8098-1999 《离心泵、混流泵和轴流泵验收试验规范》 ISO 2548-1973-C. 三、产品主要技术要求 (一)通用要求 1.选配水泵厂家标配的知名品牌优质电机,防护等级不低于IP55 (污水泵IP54),绝缘等级不低于F级。 2.水泵运行产生的噪音应满足国家标准要求。 (二)消火栓及喷淋稳压机组技术要求 1.该机组由立式离心水泵两台(一备一用)、电控系统、立式隔膜 式气压罐、压力控制器、阀门管路、共同底座等组成。 2.隔膜式气压罐按国标91SS852标准图集制造,气压罐设有泄水 装置、气囊压力监测表,并配有气囊充气接口。 3.机组应有排水设施,便于维修时泄水或排除事帮漏水。 4.机组的连接管道、配件、气压水罐等外表面应刷防锈漆两道, 气压水罐内表应刷无毒防腐涂料。 5.水泵、电机、管道安装技术要求均按有关技术规定执行,在管 路系统上设安全阀,远传压力表等附件。 6.电控系统具有自动、手动功能,并与消防控制中心或消防泵房 联网,电气元器件采用ABB、施耐德同等档次。 7.两台稳压水泵一用一备,轮流工作自动切换,交替运行。 8.除第“二”条外,本机组还应遵照《高层民用建筑设计防火规 范》(简称《高规》)GB50045-95、《气压给水设计规范》CECS76:95、

水泵变频运行特性曲线

一、引言 水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果,这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的,本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 二、水泵变频运行分析的误区 1.有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律 流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2 扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)2 轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)3 并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比,水泵的扬程与转速的平方成正比,水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的,但是却无法解释如下问题: 1)为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水? 2)为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一个突跳, 后才随着转速的升高而升高? 2.绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。 图1 水泵的特性曲线 图1中,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量Q A,额定扬程H A,管网理想阻力曲线R1=KQ与流量Q成正比。采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2,工作点为B,流量Q B,扬程H B。采用变频调速且没有节流的特性曲线F2,理想工作点为C,流量Q C,扬程H C;这里Q B=Q C。 按图1中所示曲线,要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到30~35Hz以下时就不出水了,流量已经降到零。 3.变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时,由于工频泵出口压力大,变频泵出口压力小,因此怀疑变频泵是否会不出水?是否工频泵的水会向变频泵倒灌? 4.以上分析的误区 1)相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律,它表明相似泵(

变频水泵节能原理及分析精编版

变频水泵节能原理及分 析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线

在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

水泵的六个基本性能参数及品牌概述

水泵的六个基本性能参数及品牌概述 水泵的基本性能,通常由6个个性化的参数即可。 1. 流量(泵) 不要在单位体积的液体泵内的载体。以字母Q表说,流量或单位是常用立方米/小时午/ s的流动单元重量常用吨/小时 2.主管(总负责人) 水泵的单位重量(1公斤)的液体所作的权力,这是单位重量液体通过水泵后,离心泵其能量值。随着字母H表示,单位为kg ·并购/公斤,也可将液体流体泵送转换柱高度(米)的代表,工程单位使用国际压力,帕斯卡尔。 3.轴功率 水泵轴是从原来的动机的权力交付到N轴功率派生说。为电气传动原动机,轴功率单位千瓦说。 4.效率 水泵有效功率和轴功率比为η说。水泵效率如下: η= N u / N η= N的ü/否 其中N - 轴功率,千瓦; ü-有效力量,即单位,每时间的液体流经水泵收到水泵能源,千瓦。 水泵的有效功率为: Nu = γQH/102怒江=γQH/102 5.速度 水泵叶轮过境速度,离心泵通常是过境人数每分钟的时候,信中说,N表示。r的普通单位/分钟。(在往复泵的速度通常表示为往复活塞(子数/分钟)。

6.要允许的高度和汽蚀真空吸 要允许在高度真空吸水泵的标准是指一个国家(即,自动取款机温度20℃,1表面压力),运行时,水泵的最大允许高度的真空对吸力。与房协表示,单澳位的MH2水泵厂血清Hs 常用来反映离心泵的SAP。 水泵汽蚀是指液体入口的单位重量已超过饱和蒸气压的丰富能源。到HSV说单位mH 的二澳水泵汽蚀装置常用来反映轴流式泵, 锅炉给水泵,如SAP。水泵汽蚀的样品也表示,只有在房协的价值单纯疱疹病毒的价值,他们是从不同的角度反映了水泵的吸水性能是好还是坏参数,房协的更大的价值,水泵吸水性能好;单纯疱疹病毒的更大的价值,水泵吸水性能更糟。

水泵变频运行的图解分析方法

水泵变频运行的图解分析方法 作者:变频器世界 1 引言 水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果,这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的,本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 2 水泵变频运行分析的误区 2.1 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律 流量比例定律Q1/Q2=n1/n2 扬程比例定律H1/H2=(n1/n2)2 轴功率比例定律P1/P2=(n1/n2)3 并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比,水泵的扬程与转速的平方成正比,水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的,但是却无法解释如下问题: (1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水? (2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一个突跳,然后才随着转速的升高而升高? 2.2 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。 图1 水泵的特性曲线

图1中,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量QA,额定扬程HA,管网理想阻力曲线R1=KQ与流量Q成正比。采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2,工作点为B,流量QB,扬程HB。采用变频调速且没有节流的特性曲线F2,理想工作点为C,流量QC,扬程HC;这里QB=QC。 按图1中所示曲线,要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到30~35Hz以下时就不出水了,流量已经降到零。 2.3 变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时,由于工频泵出口压力大,变频泵出口压力小,因此怀疑变频泵是否会不出水?是否工频泵的水会向变频泵倒灌? 3 以上分析的误区 (1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律,它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时,对应各参数之相互关系的计算公式。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下,输送相同的流体,且泵的直径和输送流体的密度不变,仅仅转速不同时,水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 (2) 在风机单机运行时,风门挡板不变且温度和密度不变时,管网阻力只与风机的流量有关,阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同,可以应用比例定律。但在风机并联运行时,由于出口风压受其它风机的风压的影响,出口流量也与总流量不同,造成工况变化,因此比例定律已经不再适用了。 (3) 相似定律在引风机中,如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时,作为特例,其形式也发生了变化,与上述比例定律不同,必须进行温度或密度的修正。 (4) 在水泵方面,比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差,即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水,水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力,在这种情况下,当转速降到零时,扬程(压力)也降到零,流量也正好降到零,这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况,可以使用比例定律。 (5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况,水泵的出水口和进水口之间是有高度差的,有时还很大。在水泵并联运行时,水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水,水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量,总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大,因此并联运行的水泵扬程更高,工况发生变化,因此比例定律在此也不再适用。

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