泵与风机变速调节的若干问题
风机水泵采用变频调速的分析
风机水泵采用变频调速的分析默认分类 2009-07-03 18:50 阅读70 评论0字号：大中小泵类设备在生产范畴同样有着辽阔的利用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、产业水（油）循环系统、热交流系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。
而且，根据不同的生产需求往往采用调剂阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。
这样，不仅造成大批的能源挥霍，管路、阀门等密封性能的损坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,离心泵，严重时破坏设备、影响生产、危及产品德量。
风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方法运行，存在启动电流大、机械冲击、电气掩护特性差等毛病。
不仅影响设备应用寿命，而且当负载呈现机械故障时不能瞬间动作维护设备,潜水泵，时常涌现泵破坏同时电机也被销毁的现象。
近年来，出于节能的急切须要和对产品德量不断进步的请求，加之采取变频调速器（简称变频器）易操作、免保护、节制精度高，并可以实现高功效化等特色；因而采用变频器驱动的计划开端逐步代替风门、挡板、阀门的把持计划。
变频调速技术的基础原理是依据电机转速与工作电源输进频率成正比的关系：n＝60f（1－s）／p，（式中n、f、s、p分辨表现转速、输进频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率到达转变电机转速的目标。
变频器就是基于上述原理采用交－直－交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技巧于一身的综合性电气产品。
三、节能剖析通过流体力学的基础定律可知：风机、泵类装备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵进口和管路出口的静压力差），额定转速为n0，阀门全开时的管阻特征为r0，额定工况下与之对应的压力为H1，出口流量为Q1。
流量－转速－压力关系曲线如下图所示。
风机与泵的各种调节方式和节能计算_节能培训材料
节能培训材料：风机与泵的各种调节方式及其节能计算节约能源是我国的一项基本国策。
我国人均能源占有量，在全世界194个国家和地区中，大约排位在100另几位。
人均能源十分缺乏。
因此，节约能源是今后我国的长期战略任务。
我国电力工业所消耗的一次能源占有很大的比例，初步估计在35-40%左右。
另一方面，我国的能源利用率不高，单位产值的能耗约为日本的8倍左右，是美国的5-6倍。
因此，电能的节约在整个节能工作中，占有十分重要的地位。
风机、泵是通用的耗电量大的设备，它们被广泛用于国民经济的各个部门和生活设施的各个方面。
它们数量多、分布广、总耗电量巨大，且有很大的节能潜力。
目前我国使用的风机、泵，其本身效率要比先进工业国家的效率低3-5%，而其运行效率低10-30%。
因此，开展风机、泵的节电工作，有着十分深远的意义。
第一部分：风机、泵调速的节能原理一、叶片式风机、泵（包括离心式、轴流式、混流式、旋流式的风机、泵）的相似性原理：（一）、风机与泵的工作原理：叶片式风机与泵的工作原理，就是通过旋转叶轮上的叶片，将能量传递给流体。
（二）、风机与泵的相似性原理：1、同一台风机与泵的相似定律：Q1/Q2=n1/n2；H1/H2=(n1/n2)2，p1/p2=(n1/n2)2；P/P2=(n1/n2)3。
1式中：P1、P2——同一台叶片风机、泵在两种操作状况下的功率；H1、H2——同一台叶片风机、泵在两种操作状况下的扬程；p1、p2——同一台叶片风机、泵在两种操作状况下的压力；Q1、Q2——同一台叶片风机、泵在两种操作状况下的流量；n1、n2——同一台叶片风机、泵在两种操作状况下的转速。
2、几何相似，但尺寸不同的两台叶片式风机、泵间的相似关系为：Q1/Q2=（D1/D2）3；H1/H2=(D1/D2)2，p1/p2=(D1/D2)2；P/P2=(D1/D2)5。
1式中：D——叶片式风机、泵的旋转叶轮外径，其余同上。
二、叶片风机、泵的特性曲线：描述叶片风机、泵额定及运行中的Q-H、Q-p、Q-η、Q-P等关系的曲线。
泵与风机变速调节的若干问题
泵与风机变速调节的假设干问题泵与风机变速调节的假设干问题摘要：本文介绍了泵和风机的调节变速，并对节能降耗进行了分析，希望能够给读者提供一些借鉴和参考。
关键词：泵；风机；变速调节；节能一、前言当前，我国能源消耗巨大，为经济的开展造成了一定阻碍。
设备能耗的浪费也十分惊人。
运用变频调速技术能够有效降低能耗，提高设备的效率。
二、变速调节与节能多年来，在降低泵与风机耗电方面做了不少工作，如改变“大马拉小车〞、切削叶轮、取消压头富裕泵的中间级、采用高效泵与风机、合理选型和配套以及经济调度等。
然而泵与风机由定速电动机传动而以阀门和挡板调节造成的电能巨大浪费却迄今未能消除，而大约有70%的泵与风机在运行中调节流量，解决这一问题的主要途径在于采用变速传动。
自70年代以来，世界上一些工业兴旺国家纷纷开发研制变速调节的新设备，现在已有大量泵与风机采用变速传动。
例如，美国为了改善调峰运行的经济性，首先是把给水泵改为调速泵，其次是把风机改成调速风机。
现已有46%的给水泵和46%的风机改为双速或变速驱动。
过去，我国泵与风机所以长期未能广泛采用变速传动，主要原因在于缺乏实用的变速传动装置。
近年来，由于电子元器件和逆变器的突破性开展，PWM技术和微机控制的应用以及机械变速装置的进步，采用交流电机变速传动已日益获得良好的条件，并逐渐成为企业在节电方面的主要途径。
国家计委和经委已将变速传动列为全国重大节能措施之一。
据资料介绍和实际应用说明，泵与风机采用较低效率的变速装置，一般可节电%，而采用高效率的变速装置，节电率可达%，如四川江油电厂的一台引风机由单连鼠笼式改为双速，其耗电量比原挡板调节降低了%。
三、节能主要原理一般而言该系统中泵和风机在转矩、转速力一而多呈现正相关：转速和轴功率、速度和转矩这两组中每组前者的平方刚好和后者成正比。
所以，根据这个特点，只需要对转速或者速度进行适度的调整就能够实现对轴功率和转矩的调节，从而实现节能的目的。
泵与风机的运行与调节
第六章 泵与风机的运行与调节主要内容（一）管网特性及泵与风机运行 （二）泵与风机的联合运行 （三）泵与风机运行工况的控制调节 （四）泵与风机的叶片切割和加长 （五）泵与风机运行中的几个问题（一）管网特性及泵与风机运行 1、管网特性曲线及其影响因素 2、泵与风机的稳定运行1、管网特性及其影响因素所谓管网特性，就是管网中的流量Q 与所需要消耗的压头H C 之间的关系。
管网特性主要与哪些因素相关？首先，根据水泵的管网特性方程讨论其影响因素，如P111,图5-1示，列伯努利方程：A-1：2-B ：式中H w g 与H w j 为进、出管阻损。
两式相减，并整理后可以得到该水泵管网所需要消耗压头的表达式：式中，管网阻力特性系数：管路的静扬程：H s t 为抛物线的截距，H s t 与流量Q 无关，第二项φ与流量Q 呈平方关系，说明管网特性曲线为二次抛物线，则其管网特性曲线如P112,图5-2中上方的二次曲线。
同理可得风机管网特性曲线。
类似前述E q 的形式（推导略）：H H VP VP g w g AAgggg .211222+++=+ρρH H VP VP jw j BBgg gg .222222+++=+ρρQFH V H V H H P P H VV V V H H H H P P PP Hg d lg d l g g gg g g g g g g t s t s w t AB C A B j w g w j g A B C22.2.2222212..122)(2)()2()()2222()(ζλζλρρρρρ∑+∑+=∑+∑+=+∑++-=--++++++-=-=显然，对于风机管网来说，由于空气密度较小，管网特性曲线方程的第一项中，p t 的值很小，可近似忽略不计，说明风机管网特性曲线的截距比水泵小得多，而对于那些从大气吸入和排至大气等情况来说，式中第一项（p B —p A ）也近似为零，∴图5-2中下方过原点的二次曲线。
泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析~
泵（或风机）并联运行特性及常见问题分析1．概述两台或两台以上的泵（风机）向同一管路输送流体的运行方式称为并联运行，火电机组系统中的给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机等主要辅机广泛采用这种运行方式。
采用并联运行方式主要是为了通过增减并联运行台数实现流量的调节，降低耗电率；其次若并联的泵（或风机）中一台发生故障，仍可维持主机低负荷运行，可以提高机组的可靠性。
掌握泵（或风机）并联运行后的特性曲线、运行工况点变化规律及可能出现的问题，对指导日常运行有很大的帮助；下面就这方面的情况进行简要阐述。
2．如何确定泵与风机并联特性曲线泵（或风机）并联运行后，有如下特征：管路中的总流量等于并联各泵（风机）流量之和；并联后管路中产生的扬程、各泵（或风机）的扬程均相等。
因此泵（或风机）并联后的性能曲线()v Q H --或()v Q P --可采用把并联各泵（或风机）的()v Q H --曲线上同一扬程（或全压）点上流量相加的方法获得。
图1及图2分别为相同性能两泵并联与不同性能两泵并联的性能曲线。
图1 相同性能两泵并联后性能曲线图2 不同性能两泵并联后性能曲线3．如何确定泵与风机并联运行工况点泵（或风机）并联运行工况点由泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --共同确定，两曲线的交点即为并联运行工况点。
求泵（或风机）并联运行工况点的关键是确定泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --，泵并联性能曲线()v Q H --的求法在第2项已经介绍，下面简要介绍一下管路阻力曲线的求法。
一般情况下，泵（或风机）并联运行的管路系统由并联管段和串联管段两部分组成，流体在管路中流动时，管路中的总阻力可表示为∑∑++=并联管段串联管段静HHH H c ；计算串联管段阻力∑串联管段H 时，流量取管路总流量v Q ；计算并联管段阻力∑并联管段H 时，流量取2vQ 。
泵与风机运行工况及调节
第六章 泵与风机 的 运行工况及调节
第二章 离心式泵与风机的基本理的 调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 不外乎有三种方法： 不外乎有三种方法：
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
五、变速调节 1. 相似抛物线 前面已提到过相似抛物线的概念： 前面已提到过相似抛物线的概念：当两泵或风机相似时
Qx Dx n x = Q D n
3
2 H x Dx n x = H D n 2
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
三、变速调节 2. 变速调节 1). 方法：改变泵或风机的主轴转速 皮带轮或液力 方法：改变泵或风机的主轴转速(皮带轮或液力 联轴器)或改变原动机的转速 调速电机、变频、 或改变原动机的转速(调速电机 联轴器 或改变原动机的转速 调速电机、变频、 汽轮机等)； 汽轮机等 ； 2). 实质：改变泵或风机的性能曲线，从而改变工 实质：改变泵或风机的性能曲线， 作点，改变后的工作点由相似定律求出(方法后 作点，改变后的工作点由相似定律求出 方法后 讲)。 。 3). 优点：无任何损失，调节效率高。 优点：无任何损失，调节效率高。 4). 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 5). 适用：大型泵与风机。 适用：大型泵与风机。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
泵与机运行工况及调节
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
工矿企业风机与水泵的调速节能
１ 设备 陈旧， ） 风机 、 水泵本身 的效率 比较低 ；
２ 选型不 当， 裕量过 大或 生产 工 艺变 化 ， 实 际工 ） 富 使
作负 载远离额定负 荷 ， 运行效率太低 ；
３ 很多使用场 合采用 阀 门来调 节风 机 的风 量或水 泵 ）
的流量 ， 节流功率损耗过大 ；
根据公式 ： 点 ａ ｂ点
Ｐ ＝Ｑ ｔ ａ ｔａ／ ｎ Ｐ ＝Ｑ ｂ ＝Ｑ （ ｃ ｂ ｌ ／ Ｈ ｌ Ｈ ＋△ Ｈ） － ／ｑ
如果 不计机泵损失 ， Ｐ 为 轴功率 Ｑ Ｈ 与 阀 门损失 则 。ｅ
Ｑ △ Ｈ之 和 。
Ｈ（ 。和 Ｈ（ ： 表示 调 速 时的 Ｑ＝ｆ Ｈ） ｎ） ｎ） （ 曲线 ， 。 Ｒ 和 Ｒ 表示阀 门调节时管路的阻力曲线 ， ｓ ： Ｈ 为静扬 程。
岩块起 到胶结作 用 ， 也有 效解决 了料石 的点接触 问题 。为 加快施工 速度可加大速凝剂用量 。
／
图 ２ ■ 高形 状 示 意 图
参 考 文 献
［ ］ 三忠． １姚 刷砌巷 道通过 冒顶 区的研究 与实践 ［ ］ 水力采煤 与 Ｊ．
朱筱 云
（ 城 矿 务 局 坪 湖 煤 业 ， 西 丰 城 ３ １３ ） 丰 江 ３ １７
中 图分 类 号 ：Ｍ９ １２ Ｔ ２ ．
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ６— ５ ２ ２０ ）３— ０ ７— １ １０ ２ ７ （０ ７ ０ ０ ８ ０
Ｓ ｅ ｄ Ｇｏ ｅ ｎ ｎ ｎ ｏ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ Ｏ ｌ Ｆａ ｎ ａ ｅ — ｕｍ ｐ ｉ Ｍ ｉ ｎ ｔ ｒ ｉｅ ｐ ｅ ｖ ｒ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｃ ｎ ｍ ｚ ｔｏ ｉ ｎ ａ ｄ Ｗ ｔ ｒ— ｐ ｎ ｎｉ ｇ Ｅｎ ｅ ｐｒｓ ｓ Ｚ ＨＵ ａ ｙ ｎ Ｘｉ ｏ ｕ
风机水泵的变频调速节能分析
风机水泵的变频调速节能分析随着工业自动化的发展，变频调速技术在风机和水泵的应用越来越广泛。
通过使用变频调速器，可以实现风机和水泵的节能运行，提高工作效率，减少能源消耗。
本文将对风机和水泵的变频调速节能进行分析和探讨。
风机和水泵的基本原理是通过转动叶轮或叶片，产生气流或液流，从而实现气体或液体的输送。
传统的风机和水泵通常采用定速电机，工作时始终以额定转速运行。
然而，在实际运行过程中，常常需要根据实际需求调整输出流量或压力。
这种方式效率低下，能耗大，而且对于不同的工况无法提供灵活的调节能力。
而变频调速技术通过改变电机的转速，从而调整风机和水泵的输送流量或压力，使其适应不同的工况。
变频调速器可以根据实际需求调整电机的转速，节省能源，减少功耗。
通过变频调速，可以实现精确的流量或压力控制，提高工作效率，保护设备，延长使用寿命。
变频调速的节能效果主要体现在以下几个方面：1.电机启动时的冲击电流小：传统的固定速度启动电机会引起瞬时的高启动电流，而变频调速器可以平滑启动电机，减少冲击电流，降低电网的压力负荷，提高电网的供电质量。
2.变频调速范围广：变频调速器可以根据需要任意调整电机的转速，适应不同的负载需求。
当工况要求较低的流量或压力时，可以将电机转速调低，减少能耗。
相反，当工况需要较大流量或压力时，可以将电机转速调高，提高输送能力。
3.平滑的工作过程：传统的定速电机在工作过程中会出现起伏的流量或压力波动，而变频调速器可以实现平滑的工作过程，提高系统的稳定性和控制精度。
4.节省运行成本：通过变频调速技术，可以实现风机和水泵的节能运行，降低能源消耗，减少电费支出。
同时，还可以减少维护和修理费用，延长设备寿命。
总之，风机和水泵的变频调速技术可以实现精确的流量或压力控制，提高工作效率，节省能源，降低运行成本。
通过选择合适的变频调速器，合理配置系统参数，可以实现最佳的节能效果。
因此，在实际应用中，需要根据具体工况和需求，选择合适的变频调速器，并进行系统调试和优化，以获得最佳的节能效果。
风机和泵的变频调速及应用
风机和泵的变频调速及应用机床电器2001No.1应用交流风机和栗的变频调速及应用江苏省宜兴非金属化工机械厂王开厦〔〕本文分析了风机。
泵类调速运行的特点，阐述了变频调速节能的基本原理，并介绍了变频调速技术在我厂风机及水泵节能改造中的应用。
当恒速电动机驱动风机、水泵（流体负载）等需要控制流量的机械时，传统的做法是用档板或阀门等节流装置来调节流量，这种方法把大量的能量消耗在节流装置及管道的摩擦发热上，系统效率很低。
如改用电动机调速来改变流量，则系统效率大为提高。
而采用直流电动机调速，虽然具有良好的调速性能，但直流电动机体积大、价格高、维护困难、换向问题突出，不适宜恶劣环境，其他调速方案又都不理想。
变频调速是八十年代迅速发展起来的一种新型交流调速技术经理论和实践证明，风机和泵类的流量控制的最佳选择是采用变频调速器控制。
变频调速以优异的调速性能、显著的节能效果、完善的保护功能、全面的智能化操作，价格也下降到用户可以普遍接受的程度，而逐步进入普及应用阶段。
它具有工作效率高、调速范围宽、输出特性硬、通用性强、节能潜力大，尤其是可以大幅度节约电能，节电率高达30%~50%，一般两年之内可收回投资。
二、风机和泵类调速运行的特点风机、泵类负载的共同特点是：转速在*20%范围内变化时，效率大致不变，而从流体力学理论可知其变速性能为（以风机为例）风量与转速的一次方成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
即当风机转速从n 变到n’时，风量、功率和风压的关系如下：后的风量、功率和风压。
风机通风阻力：p=R*Q2三、风机、泵类变频调速节能的基本原理根据需要的风量用变频器调节电动机转速，而转速的立方与功率成正比，它与调节风门档板来改变风量的方法相比，有明显的节能效果，如所示（以风机为例）。
中的曲线R1为负载阻力特性曲线（风门全开），曲线n1为风机恒转速下的Qip特性曲线，R1与n1两曲线相交于A点，对应的p1Q1为稳定的工作点（工况点）。
泵和风机有何调节方式
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1、节流调节通过改变管路系统调节阀的开度， 使管路曲线形状发生变化来实现 工作位置点的改变； 2、入口导流器调节是通过改变风机入口导流器 的装置角使风机性能曲线形状改 变来实现调节的。 3、旁通调节是在泵与风机的出口管路上安装一 个带调节阀门的回流管路，通过 改变阀门开度，改 变输出流量，达到调节目的。
4、动叶调节是通过改变动叶片安装角来改变泵与 风机的性能曲线形状，使工作 点位置改变，从而实现 工况调节。 5、液位调节是利用水泵系统中吸水箱内水位的升 降来调节流量。 6、变速调节是通过改变转速来调节流量。
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变频技术在泵与风机运行调节
技术成本问题
总结词：高成本
详细描述：变频技术虽然具有诸多优点，但其技术成本相对较高，使得许多企业在 引入该技术时面临经济压力。
解决方案：企业可以根据实际需求和预算情况，选择适合的变频器型号和品牌，同 时考虑采用分期付款、租赁等方式减轻一次性投入压力。
调速范围与精度问题
总结词：调速限制
详细描述：变频调速虽然可以实现无级调速，但在实际应 用中，受到电机、传动机构、负载等多方面因素的影响， 调速范围和精度可能存在限制。
等领域。
变频器企业将面临更多的机遇和 挑战，需要不断创新和完善产品 技术，以满足市场的多样化需求。
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变频技术的定义与原理
定义
变频技术是一种通过改变电源频 率来控制电机运转速度的技术。
原理
通过电力电子器件将工频电源转 换为其他频率电源，以驱动电机 变速运行。
变频技术的分类与特点
交-直-交变频器
将工频交流电通过整流器转换为 直流电，再通过逆变器转换为频 率可调的交流电。具有调速范围 广、动态响应好、精度高等优点。
泵与风机运行调节的意义
01
02
03
节能降耗
通过对泵与风机的运行进 行调节，能够有效地降低 能源消耗，减少运行成本。
提高系统效率
通过合理的调节，可以使 泵与风机始终运行在最佳 工况，从而提高整个系统 的效率。
延长设备寿命
合理的调节方式可以减轻 设备的机械磨损，延长设 备的使用寿命。
传统调节方式的局限性
解决方案：在选择变频器时，应充分考虑其调速范围和精 度指标是否满足实际需求，同时对传动机构、负载等进行 优化设计，以提高整个系统的调速性能。
提高泵与风机的流动效率的措施
合理设计安装位置
确保泵与风机的安装位置合理，避免不必要的管道弯头和阻力，以减少流体在输送过程中的能量损失。
10
加强密封措施
加强泵与风机的密封措施，减少流体泄漏，以提高容积效率和整体效率。
减小过流部件粗糙度
减少泵与风机内部过流部件（如叶轮、壳体等）的表面粗糙度，以降低流体在流动过程中的摩擦损失。
4
合理选择缝隙处零件材料
提高抗咬合和耐磨性，适当减少间隙值，以减少容积损失。例如，在密封环等关键部位使用高质量材料。
5
防止流体脱流
在流道内尽量防止或减少脱流现象，确保流体能够稳定、连续地流动。这可以通过优化流道设计和增加导流装置等方式实现。
提高泵与风机的流动效率的措施
序号
措施
简要说明
1
优化叶轮设计
采用先进的叶轮设计理念和技术，以减少能量损失并提高水力性能。例如，设计更高效的叶片形状和角度，以优化流体流动。
2
改进流道设计
对泵与风机的流道进行合理设计和改进，确保流体流动顺畅，降低阻力。这包括优化流道的几何形状、减少不必要的弯头和变径等。
3
6
定期维护保养
定期对泵与风机进行维护保养，清除水垢、杂质和积尘等，保持设备内部清洁。同时，及时更换磨损严重的部件，如叶轮、密封件等。
7
匹配高效电机
选择与泵与风机相匹配的高效电机，避免“大马拉小车”或“小马拉大车”的情况，以提高整个机，可以采用调速技术（如变频调速）来根据实际需求调节转速，以减少不必要的能量消耗并提高流动效率。
泵与风机变速调节的若干问题
泵与风机变速调节的若干问题
丁学俊
【期刊名称】《流体机械》
【年(卷),期】1993(000)003
【总页数】1页(P28)
【作者】丁学俊
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TH303
【相关文献】
1.背压对泵与风机变速调节节能效益的影响 [J], 符永正;吴克启
2.用变速泵和变速风机代替调节用风阀水阀 [J], 江亿
3.分布式变速泵与风机代替风阀与水阀的可行性研究 [J], 邓玉谦;付祥钊
4.滑阀调节和变速调节螺杆并联机组在速冻行业的应用 [J], 王莉娜
5.管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响 [J], 符永正
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泵与风机运行注意问题
泵与风机运行中的几个问题泵与风机的运行状况对电厂的安全、经济运行十分重要。
目前泵与风机在运行中还存在不少问题，如运行效率偏低、振动、磨损等问题。
近几年来，低效产品已逐步被较高效率的新产品所取代，并随着各种新型、高效调节装置的使用，运行效率已得到了大大改善。
现仅就启动、运行、故障分析，特别是振动、磨损等方面的问题讨论如下：一、泵的启动、运行及故障分析（一）泵的启动水泵启动前应先进行充水、暖泵、及启动前的检查等准备工作，然后才能启动。
1、充水水泵在启动前，泵壳和吸水管内必须先充满水，这是因为在有空气存在的情况下，泵吸入口不能形成和保持足够的真空。
例如，为了在循环水泵的泵壳和吸水管内形成真空，在中央水泵房一般要附设专门用来抽空气的电动真空泵。
靠近汽轮机房就地安装的循环水泵除装有一台电动真空泵外，还设有射汽抽气器或射水抽气器；而与大型火力发电厂的循环水泵配套的真空泵则常采用液环泵，亦称水环式真空泵，以便将泵内的空气抽出，形成真空使水泵充水。
对于高压锅炉给水泵，在其吸入口管的最高点或前置泵连接管的最高点，均设有能自动排除空气和气体的装置，以便在启动之前（经过检修或长期停运后）逐步向给水泵充水，排出泵内的空气。
2、暖泵随着机组容量的增加，锅炉给水泵启动前暖泵已成为最重要的启动程序之一。
这是因为：一方面，处于冷态下的给水泵，其内部存水及泵本身的温度等级都很低；另一方面，对于处于热态下的给水泵，无论其采用什么型式的轴端密封，均会有一些低温冷却水漏入泵内，若此时其出水阀密封性较差，特别是其逆止阀漏水，也会使一些低温水流入泵内。
不同温度的水在泵内形成分层，上层为热水而下层为冷水，使泵受热不均，造成泵体上下温差。
如果启动前暖泵不充分，启动后，给水泵将受到高温水的直接热冲击，造成热胀不均，加剧泵体的上下温差，使泵体产生拱背变形、漏水、泵内动静部分磨损甚至抱轴等事故。
因此，锅炉给水泵无论是在冷态或热态下启动，在启动前都必须进行暖泵。
水泵在变频调速应用中的几个技术问题
————————————（2-5）
————————————（2-6）
式中，
—水泵效率，%；
—电机输入功率，kw；
—水泵输出功率，kw；
—水泵的扬程，mH2O；
—水泵流量， ;
—电机电流，A；
—电机电压，V
—功率因数。
计算中，功率因数取值0.8，测试结果数据见表2-1，其变频调速的工作特性曲线，效率曲线分别见图2-1，图2-2。应该指出：在变频调速的过程中，严格讲，功率因数不完全是常数，应有一些变化。从更严谨角度考虑，采用功率因数表或功率表直接测量更为妥贴。
表3-1 管网功率计算结果
功率曲线名称
S值
功率
Hz
流量
扬程
H(m)
(kw)
0.0448
50
25
28
1.95
40
20
17.9
0.996
30
15
10.1
0.42
0.142
50
15
32
1.33
10
14.2
0.395
5
3.6
0.049
在业内人员中，有的提出：水泵的功率与流量之间，究竟是三次方关系，还是一次方关系？通过上述分析，这个问题已经一目了然。所谓三次方关系，是指流量与管网的输配功率之间的关系。一次方关系是指水泵输出功率与流量之间的关系。水泵只有运行在工作点上，这二者的关系才会交集，重合。因此，水泵的变频调速，最大的优点就是能使水泵始终运行在最节能的工作点上。
“浅谈热网循环泵的特性及应用”一文，在分析系统效率下降之后，就直接判断：变频减速幅度不能过大否则系统不节能的结论，这是不严谨的。因为判断系统是否节能，不光要分析系统效率的高低，而且要研究系统总功率的大小，只有这样，得出的结论才是准确而科学的。
管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响_secret
管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响摘要：泵与风机的变速调节因具有显著的节能效益，得到了越来越广泛的应用。
变速调节的节能效益与管路特性具有密切的关系，也就是说不同的管路特性，变速调节的节能效益不同。
因为采用变速调节增大了系统的投资，所以对有背压系统采用变速调节，必须针对具体情况进行认真的计算和分析，才能对其是否节能、是否经济做出正确的结论。
关键字：变速调节节能效益管路特性背压泵与风机的变速调节因具有显著的节能效益，得到了越来越广泛的应用。
但一个值得注意的问题是：变速调节的节能效益与管路特性具有密切的关系，也就是说不同的管路特性，变速调节的节能效益不同。
甚至对于某些管路系统，若把变速装置的效率考虑在内，采用变速调节与采用节流调节相比，不但不节能，反而耗能更多。
因此，搞清楚管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响，对于正确运用变速调节是必要的。
1 无背压系统的变速节能无背压系统即流体通过泵或风机的能量增值全部用于克服管路阻力的系统，如通风系统、空调冷却水系统、热水采暖系统及其他液体闭式循环系统等。
这种系统的管路特性曲线为：H＝SQ2式中：Q--流量H--对于泵为扬程，对于风机为压头S--阻力系数对于无背压系统，管路特性曲线与泵(或风机)的相似工况线重合，泵(或风机)转速改变前后的两种工况是相似工况，工况参数符合如下的相似律：Q2/Q1＝n2/n1 (1)H2/H1＝(n2/n1)2 (2)N2/N1＝(n2/n1)3 (3)式中n--转速N--轴功率显而易见，对于这种系统，随着所需流量的改变，转速应与流量同比例改变，而功率则与转速的3次方成比例改变。
比如所需流量减少为50%，转速亦应减为50%，而功率则减为(0.5)3＝12.5%。
这是与原工况比较，而所谓的节能是指在达到同样的调节目的的情况下，变速调节与其他调节方式相比的能耗减少，并主要是与节流调节相比较,这是因为节流调节最简单，应用也最普遍。
6-5泵与风机运行中的主要问题(含轴向力平衡)
■防喘振措施（2）
□采用动叶调节。当需要的流量减小时，减小动叶安装 角，使得性能曲线下移，最小输出流量相应变小。 □变转速。当需要的流量减小时，减小动叶安装角，使 得性能曲线下移，最小输出流量相应变小。 □在风机入口处安装吸入阀。当需要的流量减小时，关 小吸入阀，使得性能曲线下移，最小输出流量相应变小。
•采用平衡孔或平衡管 使得叶轮背面压力显著降低，使得轴向力减小
•采用平衡盘（平衡活塞）、平衡鼓或平衡盘平衡鼓组合装置 在末级叶轮后安装一个平衡盘。密封保持两侧压差。
思考：变工况时平衡盘 自动平衡？
间隙b压差p1 p3 p4 间隙b0压差p2 p4 p6 平衡盘压差p p3 p6 p1 p2
转子承受的轴向力由两部分组成： •叶轮两侧的流体压力不相等； •流经叶轮的流体轴向分动量的变化，导致流体对叶轮 产生一个反冲力。
液体ω/2
图5-33 闭式叶轮两侧压力的分布
□闭式叶轮轴向推力的计算
叶轮两侧压力差为：
p2 p1 2 2 2 p(r ) p2 (r ) p1 g r2 r f r 2g g 式中 叶轮旋转的角速度， / s; rad
◆运行中的注意事项
•运行温度正常。轴承温度、泵体表面温度、润滑油温 度在规定范围内。
•振动正常。 •无异常声音。 •无泄漏。 机入口处装吸入 阀。当需要的流量减小时，降 低转速或关小进口阀门，使得 性能曲线下移，临界点K向小 流量方向移动，从而减小了不 稳定工作区域。
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泵与风机变速调节的若干问题
二、变速调节与节能多年来，在降低泵与风机耗电方面做了不少工作，如改变“大马拉小车”、切削叶轮、取消压头富裕泵的中间级、采用高效泵与风机、合理选型和配套以及经济调度等。
然而泵与风机由定速电动机传动而以阀门和挡板调节造成的电能巨大浪费却迄今未能消除，而大约有70%的泵与风机在运行中调节流量，解决这一问题的主要途径在于采用变速传动。
自70 年代以来，世界上一些工业发达国家纷纷开发研制变速调节的新设备，现在已有大量泵与风机采用变速传动。
例如，美国为了改善调峰运行的经济性，首先是把给水泵改为调速泵，其次是把风机改成调速风机。
现已有46%的给水泵和46%的风机改为双速或变速驱动。
过去，我国泵与风机所以长期未能广泛采用变速传动，主要原因在于缺乏实用的变速传动装置。
近年来，由于电子元器件（可关断晶闸管、大功率晶体管GTR等）和逆变
器的突破性发展（脉冲宽度调制），PWM技术和微机控制的应用以及机械变速装置的进步，采用交流电机变速传动已日益获得良好的条件，并逐渐成为企业在节电方面的主要途径。
国家计委和经委已将变速传动列为全国重大节能措施之一。
据资料介绍和实际应用表明，泵与风机采用较低效率的变速装置，一般可节电
（10〜25）%而采用高效率的变速装置，节电率可达（25 一40）% 如四川江油电厂的一台引风机由单连鼠笼式改为双速，其耗电量比原挡
板调节降低了（20〜30）%
三、节能主要原理
一般而言该系统中泵和风机在转矩、转速力一而多呈现正相关：转速和轴功率、速度和转矩这两组中每组前者的平方刚好和后者成正比。
所以，根据这个特点，只需要对转速或者速度进行适度的调整就能够实现对轴功率和转矩的调节，从而实现节能的目的。
为了能够很好的分析出哪种力一式能够更好进行调度，分别使用出口挡板控制和入口挡板控制的两种方式进行分析。
出口挡板由于开度和阻力成反比，因此比较不适合在大区域的地方进行流量调节。
入口挡板虽然没有出口挡板开度和阻力成反比的问题，但是开度减小时会出现流量和轴功率均下降的现象，囚此其节能效果也相对比较差。
图1.图2、图3是该变频技术在电机系统中的主要节能原理显。
四、变速调节的实现改变转速的方法主要有以下几种：
1、通过改变机械装置的传动比来改变转速。
装置需要配置相应的变速齿轮或则皮带轮，这是一种有级变速调节。
2、对于300MV以上机组的锅炉给水泵，由于普遍采用汽轮机驱动，因此可以通过改变汽轮机的进气量来调速，这种方法是一种无级变速调节。
3、采用液力祸合器进行调速。
所谓液力祸合器，它是一种
利用流体的动能来传递能量的机械，能够实现无级调速，而且调速范围较大，比节流调节节省能量。
但是这种方法调速精度不高，设备初期投资较大。
4、变极调速。
通过改变电机定子的极对数来改变异步电机的转速，
大中型异步电机一般采用双速电动机进行变极调速。
5、变频调速。
变频调速是基于电动机转速与工作电源输人频率成正比的原理，采用变频器改变电动机定子端输入电源的频率来改变电动机转速的调节方法。
变频调速是最理想的调速方案，具有调速效率高，调速精度高的特点，而且可以在较大范围内实现无级调速，并且可以实现软起动从而可以减少对设备的机械冲击和对电网的电流击。
随着科技的进步和工业的发展，变频设备的价格呈下降趋势，由于其节能效果显著，因而在中小型电机调速得到了应用。
但是在国内还没有成熟的高压大容量变频设备，这也限制了其应用和推广。
五、泵与风机系统中变频技术应用的分析通过上文的分析可以发现在泵以及风机系统当中应用变频技术，将能够有效实现节能。
下面，笔者将以某泵系统与以及风机系统作为具体实例，具体分析了节能技术的应用能够节约的能源与带来的效益。
改造时，设计的具体参数值如下：总功率为100kW 功率为10kW 转数为1590转/分，风量为11800立方米/时，台数为2,型号为JQ72&应用变频技术后的运行力一式具体为，当系统处十低负荷状态时，同时运行两台风机，保持较低
的转数，当处十高负荷状态时，出口压力则出现下降的现象；当
下降信号被PLC和检测出时，系统将以恒定压力的方式送风。
1、实施改造的具体操作程序
首先要将控制设备安装好，总的安装费用是20.5 万元；其次，将电动机、变频器以及风机连接在一起，并将旁路控制设备安装于变频器当中，以确保在变频器出现故障的情况下，不对电动机的正常运行
造成影响。
最后，当流量信号以及出口压力信号被发出后，将其引至控制柜。
2、系统的组成与功能
应用变频技术的风机系统中包括了变频柜、PLC以及变频器
等设备，以上变频设备具有多个方面的功能。
（1）可以根据流量以及压力的不同，对转数进行自动调节：同时，也可以采用手动装置进行人工调节。
（2）如机组所承受的负荷在50%以上时，系统将会运行双台风机，鼓风时采用恒压的力一式；如机组所承受的负荷在50% 以下时，系统将会运行单台风机，鼓风时采用加压的方式。
（3）在运行电动机的过程中，如出现了不良状况，如短路、过流以及欠压等，系统将会自动启用相应的保护功能。
3、应用变频技术之后，所获得的节能效果应用变频技术对风机系
统进行改造之后，其运行效率得到有
效提高，并降低了能耗，主要表现在以下几个方面。
（1）PLC技术与自动调速技术的应用，使系统运行时的自动化水平得到大幅度的提高，调节风量的能力也得以提升，避免了不根据情况，而以恒定的方式来调节风机的现象，节约了电能。
（2）应用变频技术对风机进行改造之后，电动机转速的调节实现了自动化，调节手段也变得相对简单，同时电动阀被变频器取代，排除了一些潜在的安全隐患。
（3）在运行风机的过程中，能够根据具体的负荷，调整输出的功
率，避免了过大功率造成的浪费，减少了电力能源的使用。
如在本例当中，将变频技术应用在风机系统之后，可减少使用29.6%的电能，平均每年可以节约的电费约为17万元左右。
经过改造之后，风机系统具备了多项报警功能以及保护功能，从而使风机设备的使用寿命得以延长，并减少了维修设备的费用。
六、建议
1、在相似工况下泵或风机的流量与转速成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
对于运行中需要调节流量的泵与风机，采用变速调节代替节流调节可以大幅度地节约电能。
2、对于母管制供水系统。
水泵最优转速的确定是有等式和不等式约束的非线性规划问题，可采用约束变尺度法求解。
3、合理地选择泵与风机调节方式，降低它们的电耗对我国能源节约具有重大意义，建议有关部门研制出成本低、易推广的变速装置，有条件的单位希望采用变速装置。
4、对于采用微机管理的用户，工况变动时很容易实现泵与风机最优转速的开环监控；而对于使用微机控制的用户，只需增加少量的设备就可实现泵与风机最优转速的闭环控制。
七、结束语
总之，泵系统和风机的能耗较大，运行效率低是当前十分普遍的问题，为了有效提高运行效率，要加强对变频技术的不断深入研究，进而提高泵和风机的运行水平。