水泵变频运行的特性曲线

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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。

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。

实验2 离心泵性能特性曲线测定实验

1.2离心泵性能特性曲线测定实验 1.2.1实验目的1）．了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作。

2）．测定恒定转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

3）．测定改变转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

4）．测定串联、并联条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

5）．掌握离心泵流量调节的方法（阀门、转速和泵组合方式）和涡轮流量传感器及智能流量积算仪的工作原理和使用方法。

6）．学会轴功率的两种测量方法：马达天平法和扭矩法。

7）．了解电动调节阀、压力传感器和变频器的工作原理和使用方法。

8）．学会化工原理实验软件库（组态软件MCGS 和VB 实验数据处理软件系统）的使用。

1.2.2基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下扬程H 、轴功率N 及效率η与流量V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。

由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。

1 ) 流量V 的测定与计算采用涡轮流量计测量流量，智能流量积算仪显示流量值V m 3/h 。

2) 扬程H 的测定与计算在泵进、出口取截面列柏努利方程：gu u Z Z g p p H 221221212-+-+-=ρ (1—9) p 1,p 2：分别为泵进、出口的压强 N/m 2 ρ：液体密度 kg/m 3u 1,u 2：分别为泵进、出口的流量m/s g ：重力加速度 m/s 2 当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为： gp p H ρ12-=(1—10)由式（1-10）可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。

本实验中，还采用压力传感器来测量泵进口、出口的真空度和压力，由16路巡检仪显示真空度和压力值。

中央空调节能报告

中央空调节能分析随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，中央空调已进入宾馆、饭店、工矿企业、办公楼等各领域。

常规中央空调系统是按照最大冷热负荷进行选型设计。

而全年最热及最冷的天气只有几天，因而中央空调大多数时间是在低于机组额定负荷即部分负荷状态下运行，造成了电能极大的浪费，随着科技的发展，变频器已广泛应用于各行各业，其价格便宜，技术成熟，特别是对风机、水泵的节能改造目前已在工业领域中广泛推广，其平均节电在30%以上。

一．中央空调结构见上页，中央空调主要由以下部分组成：冷冻水循环系统1.1.冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管道组成。

从冷冻主机流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，通过各房间的盘管，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。

同时，房间内的热量被冷冻水吸收，使冷冻水的温度升高。

温度升高了的循环水经冷冻主机后又成为冷冻水，如此循环不已。

冷却水循环系统2.2.冷却水循环系统冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。

冷冻主机在进行热交换、使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。

该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。

冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降温了的冷却水，送回到冷冻机组。

如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。

冷却风机3.3.冷却风机（1）盘管风机安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水管冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换。

（2）冷却塔风机用于降低却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

可以看出，中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。

在这里，冷却水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。

因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制是中央空调控制系统的重要组成部分。

三．变频节能改造1、冷冻水泵变频控制中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷工作设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，从而达到节能目的。

离心泵特性曲线

离心泵特性曲线首先离心泵的特性曲线图如下接下来是对于这个图的一些解读：离心泵的性能曲线包括流量-扬程（Q-H）曲线、流量-功率曲线（Q-N）、流量-效率曲线（Q-ŋ）以及流量-汽蚀余量（Q-NPSHr）曲线。

水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。

水泵性能曲线主要有三条曲线：流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—效率曲线。

它是离心泵的基本的性能曲线。

比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点称驼峰性能曲线。

比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。

比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。

一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。

上述曲线都是在一定的转速下，以试验的方法求得的。

不同的转速，可以通过公式进行换算。

在性能曲线上，对于一个任意的流量点，都可以找出一组与其相对应的扬程、功率、效率以及汽蚀余量值。

通常，把这一组相对应的参数称为工作状况，简称工况或工况点。

对于离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点。

泵在最高效率点工况下运行是最理想的。

但是用户要求的性能千差万别，不一定和最高效率点下的性能相一致。

要想使每一个用户要求的泵都在泵最高效率点下运行，那样做需要的泵规格就太多了。

为此，规定一个范围（通常以效率下降5%~8%为界），称为泵的工作范围。

我们利用叶轮的切割或者变频技术可以扩大泵的工作范围。

我们把同一类型的水泵，将它的各种不同比转数以及相同比转数不同口径的泵的工作区域集中画在同一个Q-H坐标平面上。

为了使图面上大泵的方块不致太大，坐标可以采用对数坐标，于是就得到了该类型泵的系列型谱。

各类型的泵均有各自的型谱，使用户选用水泵十分方便。

每种系列用几种比转数的水力模型，泵的口径按一定的流量间隔比变化。

同一口径的泵扬程也按一定的间隔变化。

ISO 2858规定了标准的型谱。

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，水泵液下排污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=K1Q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30~35H 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(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。

MD480T变频器技术方案

汇川MD480T变频器调速技术方案沈阳汇创智能技术有限公司2018年05月15日目录一、概述 (4)二、传统节流方式介绍 (5)2.1 挡板调节 (6)2.2 液耦调速 (7)三、项目节能分析 (8)3.1风机水泵工变频运行特性分析 (9)四、变频分析与优势 (10)4.1产品介绍 (11)4.2产品优势 (11)4.3变频主要特点 (19)4.4MD480与DCS接口 (19)五、现场安装 (20)5.1现场安装 (20)5.2MD480技术特点与优势 (21)6、售后服务承诺 (22)6.1产品技术部分 (22)6.2售后服务部分 (23)一、概述节约资源、保护环境是我国的基本国策。

在开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会和促进可持续发展的道路上举足轻重。

在此，沈阳汇创特别提交本方案，旨在引入新的技术模式来服务企业，为广大企业的节能降耗和绿色生产做出贡献。

众所周知，电动机的应用极为广泛，它是工矿企业中的主要动力。

在冶金、钢铁、石油、化工、水处理等各行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械。

其消耗的能源占电机总能耗的70%以上，而且绝大部分都有调速的要求，但目前我国的调速和起动方法仍很落后，浪费了大量的能源且造成机械寿命的降低。

因此，推广应用变频调速及起动装置的效益和潜力非常巨大的。

由于交流电压、大功率、技术复杂等因素，变频器的产业化在80年代中期才开始形成，但随着大功率电力电子器件制造技术迅速发展和巨大的市场推动力，变频器近十多年的发展非常迅速，使用器件已经从SCR、GTO、GTR发展到IGBT和IGCT等，功率范围从几百千瓦到几十兆瓦，技术上已经成熟，可靠性得到保障，使用面越来越广。

工业制造属于高耗能行业，能源消耗占总成本的比重很大，如何通过加强管理和技术改造，以期最大限度地降低生产成本、全面提升企业的综合竞争能力，是摆在每一个企业面前的当务之急。

当前，国家非常重视节能工作，大力提倡技术创新，并在《中华人民共和国节约能源法》第39条中将变频调速列入通用节能技术加以推广，大量设备的技术改造势在必行。

水泵变频运行特性曲线精编

水泵变频运行特性曲线精编Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-229861 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。

泵性能曲线

a 性能曲线的形成b 性能曲线的测试实际上，由于流动损失数据不足，故离心压缩机的性能曲线基本还是依靠机器实测而得（有的用相似换算得到）。

测试装置如图所示，该装置所示调节阀和流量计均安在排气管路上，同样也可以安在进气管路上。

试验时，先稳定在某一转速下运行，用调节阀调节流量。

开始时阀门全开，这时的流量即为压缩机的最大流量，记下各测点的数据，然后把阀门稍微关小，再记各数据。

依次减小流量，直到压缩机出现不正常工作情况，即所谓的喘振工况时试验到此停止，此时的流量即为压缩机的最小流量。

c 性能曲线的特点随着流量的减小，压缩机能提供的压力比将增大。

在最小流量时，压力比达到最大。

离心压缩机有最大流量和最小流量两种极限流量；排除压力也有最大值和最小值。

效率曲线有最高效率点，离开该点的工况效率下降的较快。

功率N与Gh th大致成正比，所以功率曲线一般随Q j增加而向上倾斜，但当ε-Q j曲线向下倾斜很快时，功率曲线也可能先向上倾斜而后逐渐向下倾斜。

d 最佳工况点工况的定义：性能曲线上的某一点即为压缩机的某一运行工作状态(简称工况)。

最佳工况点：通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点，一般应是该机器设计计算的工况点。

如图所示，在最佳工况点左右两边的各工况点，其效率均有所降低。

e 稳定工作范围压缩机性能曲线的左边受到喘振工况的限制，右边受到堵塞工况限制，在这两个工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。

压缩机变工况的稳定工作范围越宽越好。

改变泵性能曲线的方法有哪几种？如何改变？改变泵性能曲线的方法有变速调节、切割叶轮外圆等。

1、变速调节：是在管路特性曲线不变时，用变转速来改变泵的性能曲线，从而改变它们的工作点。

当转速改变后，扬程和流量都会改变，而且随着转速的提高，qv与H都将增大，，用此法来调节流量和扬程，不会产生附加的能量损失，所以这种方法是最经济的。

但对原动机提出了新的要求，即原动机应是可调转速的，如蒸汽机、内燃机等，或增设变速装置，因变速装置投资较大，一般中小型泵很少采用。

水泵选型及其管道选择相关计算

• 二、管道循环泵的选型 • 定时循环就是每天在供应热水之前，将管网中已经变冷了的
存水抽回并补充以热水的循环方式。
• Qb≥（2～4）V • Hb≥hp＋hx＋hj • Qb——循环水泵流量（L/h） • V———循环管网的水容积(L) • Hb——循环水泵扬程（mmH2O） • hp——循环流量通过配水管路的水头损失（mmH2O） • hx——循环流量通过回水管路的水头损失（mmH2O） • hj——加热设备的水头损失 • 循环泵安装在供水管道的旁通上，扬程取供回水管道的沿程
或等于1.5X泵的重量 – 不同功率的泵的安装
THE END
谢谢
• 气压给水设备的水泵，应设自动开关装置。 • 二、气压给水设备的布置要求
• 气压给水设备的罐顶至建筑结构最低点的距离不得小于1.0m；
• 罐与罐之间及罐壁与墙面的净距不宜小于0.7m。
• 变频供水泵
• 变频供水泵选型注意问题：
• （1）在满足流量的情况下尽量选择两个或多个水泵，做到一工一变；
• nmax————水泵一小时内最多启动次数，宜采用6～8次；
• C————安全系数，宜采用1.0～1.5。 • 压力罐的容积一般可为小时供水量的10％～5％，
即若小时供水量10吨，压力罐的容积应为500～ 1000升。
– 气压给水设备，应装设安全阀、压力表、泄水管和密闭人孔或手孔。
• 气压水罐的工作台数宜选用2～4台并联运行，使其中一部分水泵连续运行，只有一台水泵经常启闭。这样可以减少调节水容积。但水泵过多会增加机电设备费用和泵房面积，因此应通过技术经济比较确定。
总损失。
• 三、水箱间循环泵选型 • 扬程：两水箱进出口静高差＋管道水头损
失 • 循环流量：考虑水箱间循环回水管道的流

水泵特性曲线的关系

主要是由三条特性曲线组成，分别是：H-qv曲线，表示泵的扬程与流量关系。

P-qv曲线，表示泵的轴功率与流量的关系。

n qv曲线，表示泵的效率与流量的关系。

扬程随流量的增加而减少，轴功率随流量的增加而增加；流量为零时，效率为零；流量增加，效率增加，但当流量增大到某一标准值时，流量在增大，效率反而下降1、特性曲线主要是用于选泵使用，不同曲线会极大影响泵的效率，泵并联运行也需要性能曲线，合理配备水泵的台数。

2、关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。

3、离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。

4、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。

还有的调节方式就是增加变频装置，很好用的。

5、当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。

6、合理，主要就是检修，否则可以不用阀门。

7、这个问题的条件不充分，如果选用的是同一台水泵，同样的电机功率，外网不变的情况下，那么压力不会变化，轴功率会增加。

&问题的本身就是错误的，有效压头并不一定随着流量的增加而下降，这与叶轮安装角有关，还有可能增加。

但就通常使用的泵而言这个问题也是有问题的，扬程随着流量的增加可以大幅度降低的，这与泵的种类，也就是泵的性能曲线有关。

离心泵的特性曲线是将由实验测定的Q、H、N、n等数据标绘而成的一组曲线。

此图由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。

不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线：(1) H-Q线表示压头和流量的关系；(2)N-Q线表示泵轴功率和流量的关系；(3)n线表示泵的效率和流量的关系；(4)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。

离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。

关于离心水泵性能曲线与参数

关于离心水泵性能曲线与参数！一、关于离心水泵参数之间必须遵从的关系：1、能量关系：机械能守恒原理：功率N ∝扬程H ³流量Q2、流体动力学原理：A、阻力矩M正比流速v的平方：M ∝ v^2B、速度头与水头的转换关系（流速v的平方与扬程H的转换关系）：v^2 /2∝gHC、流量与管网阻力R的关系：H ∝流量Q^23、运动学关系：线速度与角速度成正比 v ∝ω4、功能关系：A、功率N = 转矩M³角速度ωB、功率N ∝角速度ω的立方：N ∝ω^3二、各种曲线：1、流量-扬程曲线（Q-H）2、流量-功率曲线（Q-N）3、流量-效率曲线（Q-η）4、流量-气蚀余量曲线（Q-（NPSH）r）5、意义：A、性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程、功率、效率和气蚀余量值；B、这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点；C、离心泵取高效率点工况称为最佳工况点；D、最佳工况点一般为设计工况点；E、一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近；F、在实践中选高效率区间运行、即节能、又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

要分清几个过程的前提条件：1、管网曲线一定时：1）系统压力增大，流量增大，压力与流量的平方成正比，即H ∝流量Q^22）是一个系统功率增大的过程，或者说泵机转速提高的过程，变频频率升高的过程； 3）管网曲线是一个二次曲线；4）就相当于电路电阻R一定，电压变化、电流变化、功率变化的情况；2、改变管网曲线，增大流量：1）相关物理过程例如打开出水龙头时；2）改变管网曲线减小管网阻力R，系统流量增大，压力减小很少认为恒定，3）压力恒定，系统流量与功率成正比，流量增大，功率增大，电机转子转速在稳定区速度梢微降低，负荷增大；4）这就是泵的实际运行状态，流量大，功率大，流量小功率小，例如风门关小时、回流阀开大时，系统流量减小，功率减小，用电量也小；5）风门关小时、回流阀开大时，系统流量减小，功率减小，用电量也小，此时转子转速在稳定区速度梢微升高，负荷减轻；6）如果这时改变出水管径，就等于改变流量，改变电机运行功率，这就是改变出水管径改变流量的原理；7）相当于电路的电压不变，电阻R变化时，电流、功率变化的情况；3、泵机功率不变：1）相关物理过程如灭火水枪；2）用减小出水管截面，增大管网阻力R，减小流量、增大压力，泵机功率不变；3）目的在于增大压力，增大出口水流速度等；4）也是管网改造，减小流量、增大扬程、不增大系统功率的方法的原理；5）这个过程H-Q曲线，是上翘的双曲线形，流量与压力反比降低，或压力与流量反比升高的曲线；6）这个过程相当于恒流源电路中，外电路变阻器的电阻增大时，电流减小、电压升高、功率不变的情形；1、管网曲线一定时：这种运行情况适宜封闭式流体循环系统；２、改变管网曲线，调节流量：1）这是大部分风机、供水泵的正常工作状态；2）在这种状态下运行时，忽略压力的变化既恒压；3）在这种状态下运行时，流量与电机输出功率成正比，既风门大功率大、风门小功率小，所以用风门调节风量大小并不浪费电。

水泵并联及变频计算书(个人手写,仅供参考。)

水泵变频调速运行工况计算
已知水泵Q1= H1= Q2= H2=
水泵工作特性曲线HP=
0.278 m3/s 12.5 m 0.444 m3/s 7.0 m
16.49 -
管路系统特性曲线H0=
运行工况点 Q= H=
流量下降比例
变频运行后流量Q=
变频运行后扬程H=
8.00 +
0.406 m3/s 8.45 m
Q= 水泵并联出水实际总流
量Q= 水泵并联出水流量差Q=
选泵应以水泵单台运行工况点为准。
7.39
DN600
0.54
DN9008.00 +2 Nhomakorabea39 Qn
0.406 m3/s
8.45 m
8.45 m 1.034 m3/s 10.55 m
10.54 m
4384.80 m3/h
3722.40 m3/h 662.40 m3/h
水泵并联工作计算书
计算单台水泵工作特性曲线
HP= Hb-s1*Qn
n=
1.852
已知水泵Q1=
0.278 m3/s
H1=
12.5 m
Q2=
0.444 m3/s
H2=
7.0 m
（H1-H2）/ s1= （Q2n-Q1n）
H1+s1*Q1n=H2 Hb= +s1*Q2n
s1=
42.67
Hb=
16.49
DN600X400
偏心渐缩ζ=
0.26
DN600弯头
ζ=
1.01
DN600蝶阀
ζ=
0.30
DN600伸缩
接头ζ=
0.21

离心泵特性曲线

离心泵的特性曲线如下水泵的性能参数之间有一定的关系，例如流量，Q扬程，h轴功率，n速度，n效率。

它们之间的关系由一条曲线表示，该曲线称为泵的性能曲线。

水泵性能参数之间的相互变化关系和相互制约：首先，水泵的最高转速是前提。

泵性能曲线主要有3条曲线：流量扬程曲线，流量功率曲线和流量效率曲线。

这是离心泵的基本性能曲线。

比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特性，称为驼峰性能曲线。

转速在80到150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。

比转速大于150的离心泵具有陡峭的下降性能曲线。

一般来说，当流量较小时，扬程较高，并且随着流量的增加，扬程逐渐减小。

扩展数据工作原则离心泵的工作原理是：由于离心力的作用，离心泵可以将水送出。

在泵工作之前，泵体和进水管必须充满水以形成真空状态。

当叶轮快速旋转时，叶片推动水快速旋转。

旋转的水在离心力的作用下飞离叶轮。

泵中的水排出后，叶轮的中心部分形成真空区域。

在大气压（或水压）的作用下，水源水通过管网被压入进水管。

这样，可以实现连续泵送。

这里值得一提：启动离心泵之前，必须在泵壳内注满水，否则泵体会被加热，振动，出水量减少，泵损坏（简称为“气蚀”）并导致设备事故！离心泵的性能曲线包括流量扬程（Q-H）曲线，流量功率曲线（q-n），流量效率曲线（Q-H）和流量NPSHr（q-npshr）。

以上曲线是在一定速度下通过实验获得的。

可以通过公式转换不同的速度。

在性能曲线上，对于任何流量点，都可以找到一组相应的扬程，功率，效率和NPSH值。

通常，这组相应的参数称为工作条件，或简称为工作条件点。

离心泵的最高效率点的工作状态称为最佳工作状态点。

泵在最高效率点的运行是最理想的。

但是，用户所需的性能差异很大，这不一定与最高效率点下的性能一致。

为了使每个用户所需的泵在泵的最高效率点工作，它需要太多的泵规格。

因此，将范围（通常效率降低5％〜8％）定义为泵的工作范围。

我们可以使用叶轮切割或变频技术来扩大泵的工作范围。

水泵变频运行的图解

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。

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。

【大学本科毕业设计】基于PLC的变频调速恒压供水系统-----自动化等专业3

摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。

变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。

采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。

压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。

通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。

关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。

小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下[1]：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。

(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。

实验四离心泵特性曲线测定实验

实验四离心泵特性曲线测定实验一、实验目的：1、熟悉离心泵的结构与操作方法，了解压力、流量的测量方法。

2、掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。

二、实验内容：1、熟悉离心泵的结构与操作。

2、手动（或计算机自动采集数据和过程控制）测定某型号离心泵在一定转速下，Q （流量）与H （扬程）、N （轴功率）、η（效率）之间的特性曲线。

一、实验原理：A 、离心泵性能的测定：离心泵是最常见的液体输送设备。

对于一定型号的泵在一定的转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 的改变而改变。

通常通过实验测出Q-H 、Q-N 及Q-η关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

本实验中使用的即为测定离心泵特性曲线的装置，具体测定方法如下：1、H 的测定：在泵的吸入口和压出口之间以1N 流体为基准列柏努利方程出入入出入出入出出入出出出入入入）--+-+-+-=+++=+++f f H gu u g P P Z Z H H gu g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ （4-1）上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。

于是上式变为：gu u g P P Z Z H 2(22入出入出入出）-+-+-=ρ （4-2）将测得的高差）入出Z Z -(和入出PP -的值以及计算所得的u 入，u 出代入式4-2即可求得H 的值。

2、 N 的测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

即：泵的轴功率N ＝电动机的输出功率，kw电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。

泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw 。

凝结水泵进行变频改造的运行分析

凝结水泵进行变频改造的运行分析关键词:凝结水泵;变频改造;节能降耗;运行分析引言乌拉山发电厂装机容量为2×300MW,每台机组配备两台100%容量的工频凝结水泵互为备用,目前已经先后对#4、5机组的凝结水泵进行了变频改造,改造后变频凝结水泵运行,工频凝结水泵备用,每月定期凝结水泵变频切换,用以干燥电机绕组和保证其处于良好备用状态。

凝结水泵变频投运后,既实现了凝结水泵水量的自动调整又降低了厂用电率,实现了节能降耗的目标。

1变频技术节能应用分析1.1节能原理根据水泵的特性分析如下水泵是一种平方转矩负载,其转速n与水量Q、压力p、转矩T及水泵的轴功率P的关系如下式所示:Q∝n p∝T∝n2P∝Tn∝n3转速:n 水量:Q 压力:p 转矩: T轴功率:P上式表明,水泵的水量与其转速成正比,水泵的压力与其转速的平方成正比,水泵的轴功率与其转速的立方成正比。

当电动机驱动水泵时,电动机的轴功率P(kW)可按下式计算。

P=Qp·10-3/ηcηb式中Q-水量,m3/sp-压力,Paηb-水泵的效率ηc-传动装置效率,直接传动时为1。

由上式我们可以做出变频调速控制时的特性曲线图。

由此特性曲线可以看出水泵在低速时节电比较显著,转速越高节电越不明显,如果转速到额定值时,不但不节约电能反而浪费能源。

结论:变频器不宜超载超速运行,否则将变为耗电设备,并使变频器难以承受。

1.2 随着我厂凝结水泵变频器的投运,克服了凝结水泵在运行中存在的性能调节差,能耗高,效益较低,维护工作量大等难题。

凝结水主调门开度平均只能达到45%左右,电机恒速转动,约有50%的能量白白消耗在主调门开度上。

同时,因科技含量低、设备运行可靠性不高,这样影响了机组的安全稳定运行。

日常维护量大,影响了机组的安全稳定运行。

通过变频改造,水泵水量与压力的调节,由通过调节主调门开度改为通过变频器调节电机速度来控制水泵的吸水量,主调门开度可以开到100%。

水泵并联

2.1水泵并联运行的一般情况水泵并联运行的主要目的是增大所输送的流量。

但流量增加的幅度大小与管路性能曲线的特性及并联台数有关。

图4所示为两台及三台性能相同的 20sh-13型离心泵并联时，在不同陡度管路性能曲线下流量增加幅度的情况，从图可见，当管路性能曲线方程为hc=20+10q2时（q 的单位为m3∕s ）,从图中查得:200 400 600 800 1000 1200 1400 1600图2-4不同陡度管路性能曲线对泵并联效果的影响比较两组数据可以看出：管路性能曲线越陡，并联的台数越多，流量增加的幅度就越小。

因此，并联运行方式适用于管路性能曲线不十分陡的场合，且并联的台数不宜过多。

若实际并联管路性能曲线很陡时，则应采取措施，如增大管径、减少局部阻力等，使管路性能曲线变得平坦些，以获得好的并联效果。

一般的供水系统都采用多台泵并联运行的方式，并且采用大小泵搭配使用，目的是为了灵活的根据流量决定开泵的台数，降低供水的能耗。

一台泵单独运行时：q1=730l∕s (100%)两台泵关联运行时：q2=1160l∕s (159%) 三台泵并联运行时：q3=1360l∕s (186%)但当管路性能曲线方程为hc=20+100q2 时（q 一台泵单独运行时：q1=450l∕s (100%) 二台泵并联运行时：q2=520l∕s (116%) 三台泵并联运行时：q3=540l∕s (120%)的单位为 m3∕s ）,从图2-4可查出:2-70个 H(m) 60 50 40 30 20 10Hc=20+100Q aHc=20+10Q供水高峰时，几台大泵同时运行，以保证供水流量；当供水负荷减小时，采用大小泵搭配使用，合理控制流量，晚上或用水低谷时，开一台小泵维持供水压力。

多台并联运行的水泵，一般采用关死点扬程(或最大扬程)相同，而流量不同的水泵。

这些泵并联运行时，每台泵的出口压力即为母管压力，且一定大于每一台泵单泵运时的出口压力(或扬程)：(管道系统不变)hn=ha2=hb2=hc2 .......... > ha1、hb1、hc1并联运行泵的总出口流量为每台泵出口流量之和，且每台泵的流量一定小于该泵单泵运行时的流量：(管道系统不变) qn=qa2 + qb2 + qc2........ V qa1 + qb1 + qc1 + .........若并联运行的泵的扬程不同，而且流量也不同时，则在并联运行时扬程低的泵的供水流量会比单泵运行时减小很多。

水泵变频运行特性曲线

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/n22轴功率比例定律 P1/P2=n1/n23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,也就是水泵的净扬程H0.水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水.因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度,见图2.图2 单台水泵变频运行特性曲线图2中,额定工作点仍然为A,理想管网阻力曲线R1与流量成正比.变频后的特性曲线F2,工作点B.流量为零时的净扬程H0,变频运行实际工作点HB与净扬程的差△H=HB-H0,为克服管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程.由于管网阻力曲线与图1不同,因此不满足相似定律.2 图2中的工作点A为水泵额定工作点,满足水泵的额定扬程和额定流量.因此R1成为理想的管网阻力曲线.但是由于实际管网阻力曲线不可能为理想曲线,因此实际的最大工作点一定要偏离A点.如果实际最大工作点向A点右下方偏移,则由于流量增加较大,容易造成水泵过载.因此实际额定工作点应该向A点左上方偏移,见图3.图3 实际工作点向A点偏移3 图3中,在节流阀门全部打开,管网阻力曲线R2为实际管网阻力曲线.变频器在50Hz下运行时的实际最大工作点C,实际最大流量QC比水泵的额定流量QA小,最大流量时的扬程HC比水泵实际额定扬程HA高.实际工作点C的参数只能通过实际测试才能得出.当在变频器频率为F2时的特性曲线F2,实际工作点B.实际工作点与净扬程的差△H=HB-H0=K2QB2,为克服实际管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程.工作点B的实际扬程HB=K2QB2+H0.5 相同性能曲线水泵工频并联运行时的图解分析 1 两台或两台以上的泵向同一压力管道输送流体时的运行方式称为并联运行.并联运行的目的是为了增加流体的流量,适用于流量变化较大,采用一台大型泵的运行经济性差的场合.同时水泵并联运行时可以有备用泵,来保证系统运行的安全可靠性.2 水泵并联运行工况的工作点,由并联运行的总性能曲线和总的管道特性曲线的交点来确定.并联运行的总性能曲线,是根据并联运行时工作扬程相等,流量相加的原则,在同一坐标扬程下,将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的,见图4.相加的原则,在同一坐标扬程下,将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的,见图4.图4 水泵并联运行特性3 图4为两台相同性能泵并联工作的总性能曲线与工作点.其中A为任意一台泵单泵运行时的工作点,净扬程H0.B为两台泵并联运行时单台泵的工作点.F2为两台泵并联运行时的总的性能曲线,在纵坐标相同的情况下,横坐标为单台泵性能曲线的两倍.并联运行的工作点C点的流量QC=2QB,扬程H C=HB.管网阻力曲线不变,只是两台泵并联运行时,流量为两台泵的流量和.4 两台相同性能的水泵并联运行有如下特点:l HC=HB>HA:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于单台泵运行时的扬程.l QC=2QB<2QA:即两台并联运行的总输出流量为两台单泵输出流量之和,每台泵的流量一定小于单泵运行时的流量.因此并联运行时的总流量,不能达到两台单泵的流量和.l 管网阻力曲线越陡,泵的性能曲线越平坦,并联后的每台泵的流量同单泵运行时的流量比较就越小,并联工作的效果越差.l 并联运行适合于性能曲线较陡,以及管网阻力曲线较平坦的场合.6 不同性能水泵并联运行的图解分析关死点扬程或最大扬程相同,流量不同的水泵并联运行时的性能曲线图5 扬程不同的水泵并联运行特性曲线1 F1为大泵的性能曲线,大泵单泵运行时的工作点A1.2 F2为小泵的性能曲线,小泵单独运行时的工作点B1.3 F3为并联水泵的总性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC= QA2+ QB2.关死点扬程或最大扬程相同,流量不同的水泵并联运行的特点1 HC=HB2=HA2>HA1>HB1:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于每台泵单泵运行时的扬程.2 QC=QA2+QB2<QA1+Q B1:即两台泵并联运行的总输出流量为两台泵输出流量之和;每台泵的流量一定小于该泵单泵运行时的流量.因此并联运行时的总流量,不能达到每台泵单泵运行的流量和.关死点扬程或最大扬程不同,流量也不同的水泵并联运行时的性能曲线如图6所示.图6 扬程不同、流量不同水泵并联特性曲线1 F1为大泵的性能曲线,大泵单泵运行时的工作点A1.2 F2为小泵的性能曲线,小泵单独运行时的工作点B1.3 F3为并联水泵的总的性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC =QA2+QB2.关死点扬程或最大扬程不同,流量也不同的水泵运行时特点1 HC=HB2=HA2>HA1>HB1:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于大泵单泵运行时的扬程HA1,更大于小泵单泵运行时的扬程HB1.2 QC=QA2+QB2<QA1+QB1:即两台泵并联运行的总输出流量为两台泵输出流量之和;每台泵的流量一定小于该泵单泵运行时的流量.因此并联运行时的总流量,不能达到每台泵单泵运行的流量和.3 两泵并联运行时,扬程低的水泵并联运行时流量减少更快.4 当管网阻力曲线变化时,容易发生工作点在D的位置,该点的扬程高于小泵的最大扬程,造成小泵因扬程不足不出水,严重时会发生汽蚀现象.7变频泵与工频泵并联运行时的图解分析变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线,与关死点扬程最大扬程不同,流量也不同的水泵并联运行时的情况非常类似,可以用相同的方法来分析.图7中:图7 变频泵与工频泵并联运行特性曲线1 F1为工频泵的性能曲线,也是变频泵在50Hz下满负荷运行时的性能曲线假定变频泵与工频泵性能相同,工频泵单泵运行时的工作点A1.2 F2为变频泵在频率F2时的性能曲线,变频泵在频率F2单独运行时的工作点B1.3 F3为变频和工频水泵并联运行的总的性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC=QA2+QB2.变频泵与工频泵并联运行时的特点1 F2不仅仅是一条曲线,而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族.F3也不仅仅是一条曲线,而是在F1性能曲线右方偏上的一系列曲线族.2 F2变化时,F3也随着变化.工作点C也跟着变化.因此变频泵的扬程HB2,流量QB2,工频泵扬程HA2,流量QA2,以及总的扬程HC=HB2=HA2,和总流量QC= QA2+QB2都会随着频率F2的变化而变化.3 随着变频泵频率F2的降低,变频泵的扬程逐渐降低,变频泵流量QB2快速减少;工作点C的扬程也随着降低,使总的流量QC减少;因此工频泵的扬程也降低,使工频泵流量QA2反而略有增加,此时要警惕工频泵过载.8水泵运行时的特例变频泵与工频泵并联运行特例之一,是频率F2= F1=50Hz 图8中:图8 变频泵在50Hz时与工频泵并联运行特性曲线1 F1为工频泵的性能曲线,也是变频泵F2= F1=50Hz下满负荷运行时的性能曲线假定变频泵与工频泵性能相同,工频泵和变频泵单泵运行时的工作点A1.2 F3为变频和工频泵并联运行时总的性能曲线.工作点C,扬程HC=HB2=HA2等于每台泵的扬程,每台泵的流量QA2=QB2,总流量QC=QA2+QB2=2QA2.即当F2= F1=50Hz时,变频泵与工频泵并联运行时的特性,与两台性能相同的泵并联运行时完全一样.变频泵与工频泵并联运行特例之二是F2=MIN图9中:图9 变频泵在最低频率下与工频泵并联运行特性曲线1 F1为工频泵的性能曲线,工频泵单泵运行时的工作点A1.2 F2=MIN为变频泵最低频率下单泵运行时的性能曲线.3 F3为变频和工频泵并联运行时总的性能曲线,工作点C不与F3相交,只与F1相交,扬程HC=HA1=HA2=HB2等于每台泵的扬程,工频泵的流量QA2=QA1,总流量QC=QA2=QA1,QB2=0. 即当F2=MIN时,变频泵的扬程不能超过工频泵的扬程,因此变频泵的流量为零.变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线,与单台工频泵运行时的性能曲线相同,变频泵没有流量输出,但仍然消耗一定的功率.4 在此运行状况中,变频泵的效率降到最低,因此变频泵最好不要工作在这种工况中.5 在这种特例中,变频泵极易产生汽蚀现象,易造成泵的损坏,解决的办法是将再循环打开,使泵保持一定的最小流量,但这样做使泵的能耗增加.水泵变频不论是单泵运行还是并联运行都有一个极端理想的特例,就是只有净扬程,没有管网阻力.或者管网阻力与净扬程相比可以忽略.则管网阻力曲线可以看成是一条与净扬程点平行的一条直线. 水泵将水通过粗管道垂直向上打入一个开口的蓄水池就是属于这种情况.电厂锅炉给水泵系统中,由于给水压力极高,管网阻力相对较小,因此采用变频运行时也可以看成属于这种情况见图10.图10 没有管网阻力时变频泵与工频泵并联运行特性曲线1 F1为变频器最高运行频率性能曲线,工作点A,F2和F3为变频运行性能曲线.H0为实际扬程.2 图10中不论怎样调节频率,扬程都恒定不变,只是流量变化.水泵的输出功率只随流量的变化而变化.从图10中可以看出,随着频率的减少,微小的频率变化ΔF会引起很大的流量变化ΔQ.性能曲线越平坦,ΔF引起的ΔQ就越大.因此频率越低,流量越小时这种变化就越大.所以说频率与流量之间的关系为QA/F1-FMIN,是一种非线性的很难说是几次方的关系.由于功率与流量成正比,功率与频率的关系为H0QA/F1 -FMIN,也很难说与频率是几次方的关系.3 在这种情况下进行变频运行时,流量不宜太小,以防止微小的频率或转速的变化引起流量较大的变化,造成水泵流量不稳定.4 FMIN越高,F1-FMIIN就越小,流量和功率随频率的变化就越大.9 结束语经过以上分析,就可以解释上面当中的一些问题了:1 水泵在30~35Hz以上时才能出水,是因为水泵性能曲线的最高扬程必须大于水泵的净扬程,或者大于并联运行的工频泵的工作扬程,该频率对应于水泵变频运行时的最低频率F2=FMIN.2 频率在最低频率以下时,水泵不出水,没有有效功率输出,其损耗仅为水泵的空载损耗,因此电机的电流和功率都非常小,此时水泵效率降到最低.一旦运行频率大于最低频率,水泵出水后的流量一方面要克服管网阻力做功,另一方面还要克服净扬程做功,因此水泵功率大幅度增加,电机电流也大幅度增加,有一个突跳.然后才随着频率的增加继续增加.只要运行频率大于最低频率FMIN,水泵就不会不出水.这是因为只要水泵性能曲线的最高扬程大于净扬程或其它泵工作扬程,水泵就一定会出水.不要总以为变频泵的扬程比工频泵的扬程低,其实变频泵与工频泵并联运行时的扬程是一样的,只是性能曲线中的最高扬程不同,性能曲线不同,因此流量不同.3 由于变频泵始终有流量,因此不存在工频泵的流量向变频泵倒灌的现象.何况管道中还有逆止阀的存在,如果变频器的频率低于最低频率,则变频泵不出水,逆止阀自动关闭.。

水泵变频运行的特性曲线

水泵变频运行的特性曲线The manuscript was revised on the evening of 2021水泵变频运行的特性曲线（一）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。

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=K1Q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。

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。

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