变频水泵性能分析
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。
变频泵的特点优点
变频供水设备优点1、长沙中崛变频泵采用高性能进口变频调速器,配用先进的数字微机控制技术,自动化程度高,可实现恒压变量、多恒压变量、变压变量多种控制方式,多种启停方式,压力稳定精度≤±1%;2、节能效果显著,节能率一般可达20%一50%;3、微机控制对多台泵(或潜水泵)实现变频软启动,无冲击电流,机械冲击磨损较小,可延长设备使用寿命、提高系统的稳定性和减小对电网的冲击。
变频泵中多台水泵可实现循环扁动运行,以均衡各泵的工作量进一步延长水泵寿命;4、微机控制器功能强人,系统设计配置灵活;根据需求设定多达6台主泵及l台附属小泵的供水控制系统。
功能完善,安全可靠,可满足各种特殊要求;5、长沙中崛供水的变频泵具有完善的故障自检和自处理功能,对过压、欠压、过流、过载、缺相、短路、过热和变频器故障均能自行诊断,及时发出声光信号,并能存储异常状态的情况,以便检修分析;6、全数字智能化微机控制,可根据具体情况修改运行参数;变频供水设备特点1、节电:优化的节能控制软件,使水泵实现最大限度地节能运行;2、节水:根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象;3、运行可靠:由变频器实现泵的软起动,使水泵实现由工频到变频的无冲击切换,防止管网冲击、避免管网压力超限,管道破裂。
4、联网功能:变频泵采用全中文工控组态软件,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。
并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。
5、控制灵活:分段供水,定时供水,手动选择工作方式。
6、自我保护功能完善:如某台泵出现故障,主动向上位机发出报警信息,同时启动备用泵,以维持供水平衡。
万一自控系统出现故障,用户可以直接操作手动系统,以保护供水。
水泵分析报告
水泵分析报告一、引言水泵是用于将液体从一处输送到另一处的机械设备。
它在各种领域中广泛应用,包括建筑工程、工业生产、农业灌溉等。
为了确保水泵的高效运行和可靠性,对水泵进行分析是非常重要的。
本报告将对水泵进行全面的分析,包括原理、构造、性能参数等方面的内容。
同时,还将对水泵常见问题进行分析,并提出解决方案。
通过对水泵的深入分析,可以为用户提供准确的选择和使用指导。
二、水泵原理水泵主要通过转动叶轮来产生离心力,将液体从进口抽入泵内,然后通过排水管道将液体输送到出口。
水泵的工作原理基于质量守恒定律和能量守恒定律,并依赖于泵的转动部件的设计和材料特性。
三、水泵构造水泵通常由以下几个基本部件组成:1.泵体:用于容纳水泵的所有部件,并提供与管道系统的连接。
泵体一般由铸铁或不锈钢制成,具有良好的耐腐蚀性。
2.叶轮:是水泵的关键部件,通过旋转产生离心力,并将液体输送到出口。
叶轮一般由铸铁或不锈钢制成,具有较高的强度和耐用性。
3.导叶:用于引导流体进入叶轮,并控制流体的流向和速度。
导叶通常由铝合金或塑料制成,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
4.轴承:支撑叶轮转动的轴承系统,通常采用球轴承或滚动轴承,具有较高的承载能力和稳定性。
5.机械密封:防止泵体内外的液体泄漏,通常采用机械密封装置,如填料密封或机械密封,具有较高的密封性能。
6.电动机:驱动水泵运转的动力装置,通常采用电动机,具有较高的转速和功率。
四、水泵性能参数1.流量:指水泵单位时间内从进口吸入和排出的液体体积。
流量是衡量水泵输送能力的重要参数,通常以立方米/小时或升/秒为单位进行表示。
2.扬程:指水泵输送液体时所克服的垂直高度差。
扬程是衡量水泵输送能力的重要参数,通常以米为单位进行表示。
3.功率:指水泵输送液体时所需的功率。
功率是衡量水泵能耗的重要参数,通常以千瓦(kW)为单位进行表示。
4.效率:指水泵输送液体时的能量转换效率。
效率是衡量水泵能源利用率的重要参数,通常以百分比形式表示。
水泵变频运行分析报告
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。
小型变频水泵测评报告
小型变频水泵测评报告
本次测评报告针对一款小型变频水泵进行评测。
该水泵采用了变频技术,具有自动控制、节能高效等特点,适用于家庭供水、农田灌溉及工业用水等领域。
首先,在外观方面,该水泵采用了紧凑而简洁的设计风格,整体造型美观大方。
机身采用高强度塑料材质制成,具有良好的耐腐蚀性能,适合在不同环境条件下使用。
同时,水泵的尺寸相对较小,便于携带和安装,符合小型水泵使用的便捷性要求。
其次,在性能方面,该水泵搭载了先进的变频控制系统,能够根据实际需求调整水泵的运行频率,实现精确控制和节能运行。
在启动时,水泵采用了渐进式启动技术,有效避免了电网冲击和起动时的机械冲击,保护电网设备和水泵本身。
在运行过程中,水泵能够自动调整功率,根据水压变化实现自动控制,并能实时监测水泵的运行状态,一旦发生异常情况能够自动停机,确保安全可靠性。
第三,对于噪音方面,该水泵采用了低噪音设计,减少了水泵工作时产生的噪音。
在运行过程中,水泵的噪音控制在合理范围内,对周围环境和人体健康没有显著影响。
这让人们无需担心使用水泵会给生活和工作带来噪音困扰。
此外,该水泵还具备多种保护功能,如过载保护、短路保护、电压保护等,有效保护了水泵设备的安全和稳定运行。
同时,水泵还采用了高效节能的电机,使得其能够更加节约能源,降低使用成本。
综上所述,该小型变频水泵在外观、性能和使用方面均表现出色。
其紧凑的设计、精确的控制和高效的节能使得其成为家庭供水、农田灌溉和工业用水等领域的理想选择。
GW级机组凝结水泵变频运行性能分析
0 引言
凝 结 水
上 海 外 高 桥 第 二 发 电厂 ( 下 简 称 外 二 厂 ) 我 以 是
国 首 座 拥 有 单 机 容 量 10 0 MW 的 火 力 发 电 机 组 . 0
其 凝 结 水 泵 作 为 凝 结 水 系 统 的 重 要 动 力 设 备 ,采 用 改 变 凝 汽 器 调 节 门 开 度 来 实 现 凝 汽 器 水 位 渊 节 的运 行 方 式 . 在 较 大 的 节 流 损 失 冈 此 , 2 台 机 组 的 存 对 凝 结 水 泵 进 行 变 频 改 造 . 通 过 变 频 调 速 装 置 iI 凝 J节 吉 结 水 泵 , 其 处 于最 佳运 行状 态 , 高 运行 效 率 , 使 提 达
远 远 超 过 实 际 所 需 扬 程 ( 除 氧 器 采 用 滑 压 运 行 .其 实 际 工 作 压 力 低 3)
I g rol n e s l-Dr s e e s r公 司 3 APKD-6 型 立 式 多 级 离 心 0 泵 . 出 口 压 力 32 泵 .9 MPa, 定 流 量 2 l 6.3 th, 额 7 1 / 扬 程 3 0. /; 动 机 为 韩 国 Hy n a 3 6I 电 1 u d i公 司 HRQl56 - 9
方 式 .分 析 了 变 频 运 行 中对 凝 汽 器水 位 的 自动 控 制 、2台凝 结 水 泵 的 连 锁 保 护 等 问 题 的 控 制 辑 策 略 ,并 ~ 逻 通 过 对 凝 结 水 泵 变 频 运 行 前 后 的 系 统 性 能 比较 计 算 证 明 了 G 级 机 组 凝 结 水 泵 采 用 变 频 运 行 对 降低 能耗 。 W
1组 并 联 的 全 容 量 凝 汽 器 主 调 节 门 和 3 0% 容 量 凝 汽
水泵性能总结报告
水泵性能总结报告引言水泵作为一种常见的流体输送设备,在工业生产和日常生活中具有广泛的应用。
水泵的性能直接影响到输送流体的效率和能耗。
本报告对水泵的性能进行了总结和分析,并提出了一些建议以优化水泵的性能。
水泵分类和原理根据不同的工作原理和用途,水泵可以分为离心泵和容积泵两大类。
•离心泵:利用离心力将流体从中心向外推送的泵。
其工作原理基于离心力与压力的平衡关系,通过旋转叶轮将流体的动能转换为压力能,实现流体的输送。
•容积泵:通过改变容积,将流体从泵的入口处抽入并排出的泵。
其工作原理基于容积变化引起的压力差,通过容积的周期性变化实现流体的吸入和排出。
水泵性能参数流量流量是指单位时间内通过泵的液体体积。
通常以单位时间内液流通过泵的立方米数表示,单位为m³/h或L/s。
流量是衡量泵性能的重要参数之一。
扬程扬程是指液体在泵的作用下克服阻力提升的高度。
通常以米为单位。
泵的扬程与流量成反比关系,随着流量的增大,泵的扬程逐渐减小。
扬程是决定泵能否正常运行的关键因素之一。
功率功率是指单位时间内泵所输出的工作量。
通常以千瓦(kW)为单位。
泵的功率与流量及扬程有关,流量和扬程越大,泵所输出的功率也就越大。
效率效率是指泵的输入功率与输出功率之比,以百分比表示。
泵的效率直接关系到泵的能耗,高效率的泵能够节省能源并减少运行成本。
水泵性能测试为了确保水泵的正常运行,需要进行性能测试以评估其具体的性能参数。
常见的水泵性能测试包括:流量测试流量测试主要是测量单位时间内通过泵的液体体积。
流量测试一般采用流量计进行,可以通过设置不同的流量使泵在不同工况下工作,进而测试泵在不同条件下的流量性能。
扬程测试扬程测试是通过测量液体在泵的作用下抬升的高度来确定泵的扬程性能。
通常使用压力传感器在泵的入口和出口处进行测量,计算两者的压差来确定泵的扬程。
功率测试功率测试是用来测量泵输出功率的测试方法。
通常通过电力仪表测量泵的输入功率,并结合流量和扬程的测试结果计算出泵的输出功率。
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精编版变频水泵是一种通过调整电机的运行频率来实现流量和压力调节的节能设备。
其工作原理是利用变频器控制电机的转速,从而达到调整水泵流量和压力的目的。
变频水泵通过改变电机的运行频率,改变电机的转速,从而改变水泵的流量和压力。
传统的水泵通常采用非变频电机,其运行速度是固定的,只能以满负荷运行,无法根据实际需求进行调整。
而变频水泵通过变频器改变电机供电频率,可以灵活地调整电机的运行速度,从而调整水泵的流量和压力。
变频水泵的节能原理可以从两个方面进行分析。
首先,通过调整水泵的运行速度,可以减小水泵的运行损耗。
水泵的运行损耗主要包括机械损耗和水力损耗。
机械损耗是由于水泵内部各部件的摩擦和转动引起的,一般与电机的转速相关。
通过减小电机的转速,可以降低水泵的机械损耗。
水力损耗是由于水经过水泵的内部流动造成的,一般与水泵的流量和压力相关。
通过降低水泵的运行速度,可以减小水泵的流量和压力,从而减小水力损耗。
其次,通过控制水泵的运行频率,可以减小电机的功率消耗。
电机的功率消耗是与电机的运行频率和转速相关的。
根据功率与频率的关系,可以知道,当电机的运行频率降低时,电机的功率也随之降低。
变频水泵通过降低电机的供电频率,减小电机的功率消耗,从而实现节能的效果。
总结起来,变频水泵节能的原理是通过调整电机的运行频率和转速,实现流量和压力的调节。
通过降低电机的运行速度,可以减小水泵的机械和水力损耗。
通过降低电机的供电频率,可以减小电机的功率消耗。
这些措施可以有效地减少能源的消耗,实现节能的效果。
变频水泵的节能优势在于其调节灵活、精确度高和适应性强。
传统的水泵通常采用手动阀门或调节器来进行流量和压力调节,调节精度较低,且适应性较差。
而变频水泵可以通过变频器实现自动调节,调节精度高,能够根据实际需求进行灵活调整,适应性更好。
综上所述,变频水泵通过调整电机的运行频率和转速,实现流量和压力的调节,从而实现节能的目的。
水泵性能总结报告
水泵性能总结报告水泵性能总结报告水泵是一种将液体通过机械能传递的装置,广泛应用于工业、农业以及生活中的各个领域。
通过对水泵的性能测试和研究,可以评估水泵的工作状态和性能表现。
本报告旨在总结水泵的性能测试结果及其相应的数据分析,以便更好地了解和分析水泵的工作性能。
一、水泵性能测试本次测试主要包括以下几个方面的指标:1. 流量:通过测量水泵单位时间内输送的水流量来评估水泵的输送能力;2. 扬程:通过测量水泵单位时间内输送水流所需的能量来确定水泵提供水力能力的指标;3. 功率:评估水泵输送水流所需要的能量,计算水泵的功率消耗;4. 效率:计算水泵的输送效率,即单位能量消耗下输送的水流量。
二、测试结果分析经过对水泵的性能测试,得到以下结果:1. 流量:水泵在不同工况下的平均流量分别为50L/min、75L/min和100L/min。
可以看出,随着工况的增加,水泵的流量也相应增加,表明水泵的输送能力与工况参数呈正相关。
2. 扬程:在相同流量条件下,水泵损失能量的大小决定了水泵的扬程。
测试结果表明,水泵在不同流量下的平均扬程分别为20m、15m和10m。
可以看出,水泵的扬程随着流量的增加而降低,这可能是由于水泵内部阻力的增加导致的。
3. 功率:根据流量和扬程的测试结果,计算水泵的功率消耗。
结果表明,水泵在不同工况下的平均功率分别为3KW、4KW和5KW。
可以看出,随着流量和扬程的增加,水泵的功率消耗也相应增加。
4. 效率:通过计算水泵的流量和功率,得到水泵在不同工况下的平均效率分别为60%、70%和80%。
可以看出,随着流量和扬程的增加,水泵的效率也相应提高。
三、结论及建议通过对水泵性能测试结果的分析,可以得出以下结论:1. 水泵的流量、扬程、功率和效率都与工况参数有关,增加工况参数可提高水泵的输送能力和效率。
2. 水泵的功率消耗与流量和扬程呈正相关,因此在选择水泵时应根据实际需求合理选取,避免功率过大或过小。
变频器在水泵调速中的应用优劣势分析
变频器在水泵调速中的应用优劣势分析随着现代工业的发展和节能环保理念的日益普及,利用变频技术对水泵进行调速已经成为了一种趋势。
而常用的变频器就是应用较为广泛的一种电力调节装置,它主要利用了运动学和电子学原理,实现对电机转速的调节。
相信很多人对变频器在水泵调速中的应用都比较关心,下面我们来分析一下其应用的优劣势。
一、优势1.节能:传统的调速方式需要通过“堵流调节”等方式,来调节水泵的流量或压力,然而这样做不仅效率低,而且还会浪费很多能源。
而利用变频技术进行调速,我们可以根据实际情况来调节水泵的流量或压力,实现能源的高效利用,从而达到节能的目的。
2.稳定性好:利用变频调速可以通过改变电机的转速来调节水泵的流量或压力,从而实现在各种工况下的稳定性调节。
而传统的调速方式则需要通过机械配管甚至更改进出口阀门来实现流量调节,相比之下,效果并不理想,而且易受到外界因素的干扰。
3.运行平稳:变频器的调速方式可以使水泵在调速过程中实现平稳启停,避免了传统的调速方式中频繁启停、冲击等问题,大大延长了水泵和电机的使用寿命。
4.维修方便:在传统的调速方式中,若要改变调速的流量或压力,还需要更换流量阀门,改变管路等,而利用变频器进行调速,只需要通过调节变频器参数等方式即可实现,简单方便。
5.安全可靠:利用变频器进行调速,我们可以通过对电机的过压、欠压、过流、短路等方面进行实时监测,确保水泵的运行安全,避免常规调速方式中因流量过大或过小而导致的运行不稳定等问题。
二、劣势1.成本高:利用变频器进行调速需要安装一些传感器和控制器,每台变频器的价格也比较昂贵,而且需要花费一定的费用进行维护,这一方面会增加工程项目的成本。
2.技术难度大:变频器是一种利用电子技术对电机转速进行调节的装置,涉及到电机控制系统和微处理器控制系统等方面的知识,所以需要具备一定的技术经验和专业知识才能进行操作。
3.容易受到电网干扰:由于变频器在运行过程中需要对电网进行反馈和调节,所以如果电网发生故障或电压变化等因素,就容易影响变频器的运行效果。
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。
广州珠江电厂#2A凝泵变频改造性能分析
( ) 已 改 造 为 使 用 安 川 电机 变 频 器 变频 调 节 的 2 凝 泵 1将 A
项 目施 工 、 态 设计 、 装 调 试 等 一 系 列 工 作 , 于 1 组 安 并 1月 2 3
关键词 : 泵 ; 凝 变频 ; 分析
1 总体概 况
凝 结 水 泵 是 汽 轮 机 热力 系统 中 的主 要 辅 机 设 备 之 一 , 的 它 作 用 是 把 凝 汽 器 中 的凝 结 水 打 入 低 压 加 热 器 加 热 后 送 入 除 氧
器 内 。 厂 的凝 结 水 泵属 于 定 速 运 行 方式 , 电机 组 运 行 时 , 我 发 其 流 量 是 由 除氧 器 水 位 自动调 节 除 氧器 调 整 门 的开 度 来 控 制 , 以
( ) 好 # A凝 泵 电 源 f 和 变频 输 出 f 的 电流 、 1接 2 t . t . 电压 测 量 线 。 将 变频 器 电源f 和 变频 输 出侧 的测 量 线 接 入 电 能质 量 分析 t .
仪。 ( 将 凝 结 水 泵 切 至 已 改造 为 使 用 安 川 电机 变频 器 变 频 调 2)
20 2O 30 记 . 丁 1 O 一荷 为 8 MW 、 0 MW 、 5 MW 、0 MW 情 况 下 , 录 各 负 荷 下的测试数据。
252 变频 运 行 状 态下 的 测 试 步 骤 .,
能效 果评 价 ,结 果 表 明 机 组 负荷 在 1 0 3 0 8 ~ 0 MW 之间 节 能效 果达 到 2 .~ 22 : O3 5 % 同时 凝 泵 轴 承 温 度 ( 括 推 力 轴 瓦 温 度 ) 包
变频水泵节能原理及分析
变频水泵节能原理及分析随着节能环保意识的增强,能源消耗成为人们关注的焦点。
作为工业生产和生活的重要设备,水泵的能耗也备受关注。
传统的水泵在使用过程中,为了满足不同工况需求,通常采用调节阀门的方式来改变流量和扬程。
然而,这种调节方式会造成能量的大量浪费。
借助变频技术,变频水泵能够实现高效节能运行,达到节能环保的目的。
变频水泵是通过变频器控制电动机的转速,从而改变水泵的工作状态。
传统的水泵需要启动大功率的电动机,无论实际需求流量大小如何,电动机的转速始终保持不变。
而变频水泵可以根据用户的需要,通过调节变频器的输出频率,使电动机的转速随之改变。
1.节约电能消耗:传统水泵的电动机运行时通常工作于额定转速,即使实际工艺不需要满负荷运行,也无法调整工作状态。
而变频水泵可以根据实际需求进行转速调整,使电动机运行在高效节能状态。
2.减少管道阻力:传统的水泵使用调节阀门来控制流量,阀门越小,流量越小,但会增加水泵的背压和管道的阻力。
而变频水泵可以根据实际需求调整转速,保证流量与压力的匹配,有效减少管道阻力。
3.减少泵损:水泵在启停时会带来冲击力和液体回流,而变频水泵启动平稳,可以减少泵的振动和泵损。
变频水泵的节能效果主要体现在以下几个方面:1.变频控制:通过变频器控制电动机转速,可以根据实际需求调整水泵的流量和扬程,实现节约能耗的目的。
根据实际案例数据,变频水泵的节能效果可达到20%-50%。
2.调整工况:传统的水泵通常是在额定工况下运行,而变频水泵可以根据实际需求调整工况,在实际工艺需要较小流量时,可以减少工作时间和电能消耗。
3.减少泵损:变频水泵启动平稳,减少冲击力和液体回流,能够延长泵的使用寿命,减少维修和更换成本。
4.智能控制:变频水泵配备智能控制系统,可以根据实际需求自动调整运行状态,提高水泵的运行效率,避免人工操作带来的误差和能耗。
总之,变频水泵借助于变频技术,能够根据实际需求调整水泵的运行状态,实现高效节能的目的。
水泵性能测试与评估研究
水泵性能测试与评估研究一、引言水泵作为工业生产和日常生活中不可或缺的设备之一,具有广泛的应用。
它被用于供水、输液、冷却、循环、排污等领域。
由于水泵在使用过程中的性能表现直接影响到设备的效率和工作效果,因此对水泵的性能测试与评估研究十分重要。
本文将从水泵性能测试方法、性能评估指标以及测试结果分析等方面,对水泵性能测试与评估进行研究探讨。
二、水泵性能测试方法1. 静态试验法静态试验法是一种常用的水泵性能测试方法。
在静态试验中,我们将水泵单独放置在实验室中,通过测量流量和扬程的变化,来对水泵的性能进行评估。
在测试过程中,可以通过改变转速、进口压力、出口阀门开度等参数,来观察不同工况下水泵的性能表现。
这种方法简单直观,可以为我们提供基本的性能参数。
2. 动态试验法动态试验法是一种更加贴近实际工况的水泵性能测试方法。
在动态试验中,我们可以将水泵安装在实际使用场景中,通过测量流量、扬程以及功率等参数,来对水泵的性能进行评估。
采用动态试验方法,可以更好地模拟实际工作环境,提高测试结果的准确性和可靠性。
三、性能评估指标1. 流量与扬程流量和扬程是评估水泵性能的重要指标。
流量指的是单位时间内通过泵流动的流体体积,扬程指的是水泵能够克服的垂直高度。
水泵的流量和扬程对于工作效率和能耗有着直接的影响,因此对于水泵的性能评估来说尤为重要。
2. 效率与功率水泵的效率与功率是评估其能耗和能源利用效率的指标。
效率指的是水泵输出能量与输入能量之间的比值,可以反映水泵的能耗情况。
功率则是指水泵工作所需的能量,是性能评估中的重要参数之一。
3. 噪音与振动水泵的噪音与振动也是对其性能进行评估的重要指标。
噪音和振动是水泵工作时产生的不良因素,会影响到工作环境的舒适度和设备寿命。
因此,评估水泵的噪音和振动水平是必要的。
四、测试结果分析在进行水泵性能测试与评估时,我们可以通过实验数据来进行结果分析,以得出对水泵性能的量化评价。
1. 利用测试数据绘制性能曲线通过测试数据,我们可以绘制出水泵的性能曲线。
水泵测试报告(二)(2024)
引言水泵是一种常见的机械设备,用于将液体从一个地方转移到另一个地方。
水泵测试报告(二)旨在评估水泵的性能和可靠性,并提供有关其使用条件和适用性的详细信息。
本文将从水泵的基本原理和结构开始,分析水泵的测试方法和结果,以及针对测试结果提出的建议。
概述水泵是一种重要的工业设备,在许多领域广泛应用。
它通常由电机、轴承、叶轮和密封件等组成。
水泵可分为离心泵、柱塞泵和旋涡泵等多种类型,根据其用途和工作条件的不同,选择适合的水泵型号和规格至关重要。
因此,对水泵进行全面的测试和评估是非常重要的。
正文内容1.水泵的基本原理和结构水泵的工作原理:液体通过叶轮的旋转运动产生离心力,从而实现液体的吸入和排出。
水泵的结构组成:由电机、轴承、叶轮、密封件和过滤器等部分组成。
其中,电机提供驱动力,轴承支撑工作部件,叶轮负责液体的输送,密封件防止漏水,过滤器保护泵和管道免受杂物的损害。
2.水泵的测试方法性能测试:包括流量、扬程和效率等性能参数的测试,通过实际操作水泵并测量这些参数来评估水泵的性能表现。
噪音测试:使用噪音测试仪测量水泵的工作噪音,并与标准值进行比较,以评估其噪音水平是否符合要求。
振动测试:通过使用振动测试仪测量水泵的振动水平,可以评估其工作是否平稳且无异常振动。
密封性测试:通过检查水泵的密封件并进行漏水测试,以确保密封件的完好性和可靠性。
3.水泵的测试结果性能测试结果分析:根据性能测试的结果,评估水泵的流量、扬程和效率等性能参数是否达到设计要求,并分析其中的差异。
噪音测试结果分析:对比噪音测试的结果和标准限制值,确定水泵的噪音水平是否在可接受范围内。
振动测试结果分析:分析振动测试结果,评估水泵的工作平稳性和振动情况是否正常。
密封性测试结果分析:通过漏水测试,评估水泵的密封件是否完好,并提供改进建议。
4.针对测试结果的建议根据性能测试结果,如果水泵的性能不达标,建议进行适当的调整和改进措施,以提高其性能。
如果噪音测试结果显示水泵的工作噪音超过标准限制值,可以采取隔音措施或更换配件来降低噪音水平。
定频与变频生活给水系统的分析比较
定频与变频生活给水系统的分析比较定频与变频生活给水系统的分析比较随着水的日益紧缺,节约用水已经成为我们每个人的责任。
在节约用水的同时,人们越来越关注给水系统的节能环保和经济性能。
给水系统的主要设备是水泵,而定频和变频是水泵的两种主要驱动方案。
本文将分析比较定频和变频生活给水系统,从多个角度综合比较它们的优缺点,以便为实际应用提供一些指导。
一、驱动方式及原理定频水泵是一种固定转速的水泵,其电机直接与交流电源连接,不需要监控和控制电源的频率。
当水泵启动后,其转速始终保持在一个固定的标称转速,水泵的输出流量和压力都是根据供水需求和泵的设计点而定。
其主要工作原理是基于电源的固定频率和机械系统的静态总阻力,在系统中运行提供一定的流量。
与定频水泵不同,变频水泵是一种根据供水需求和水泵设计工况来调整电机转速的水泵。
变频水泵通过变频器来调整电机的转速,控制泵的输出流量和供水压力。
变频器根据实时供水需求和水压,对电机的电压,电流和频率进行调节,实现泵的转速和输出流量的调节。
变频水泵是在实际运行条件下实现经济和可持续的水泵驱动方式。
二、能效比较在能耗评估方面,变频水泵的效率比定频水泵高。
因为变频器可以调节水泵的转速来匹配实际供水需求,提高了系统的匹配度,降低了不必要的节流和泄压能耗损失。
此外,由于变频水泵可以将电机转速降低到工作点以下,避免了旋转件在过高速度和功率下产生的损耗。
因此,在同样的供水流量和压力下,变频水泵的功率和能耗明显更低。
三、设计及安装区别由于定频水泵是一种电源模式,因此其安装配置相对简单。
通常情况下,定频水泵可以直接与电源和给水线连接,而不需要太多的附加设备。
然而,在变频器的控制下,变频水泵就需要更多的设备,例如变频器和控制器、传感器和反馈控制系统等。
这些设备会增加采购、维护和运行的成本。
四、维护成本及安装费用定频水泵需要较少的维护和保养,因为其电机和控制方案相对简单。
但是,由于其较高的能耗,定频水泵的运行成本通常较高。
水泵变频运行分析
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。
水泵分析报告
水泵分析报告报告编号:SPFA-2021-001报告日期:2021年3月15日报告目的:分析水泵性能及故障原因,提供修复建议。
报告人员:XXX工程师、XXX技术支持1. 水泵概述该水泵是用于工业生产中的离心泵,主要用于输送水、油、化学品等液体。
该水泵采用双吸、双层罩、水平安装结构,轴向力平衡采用双吸扩流器。
2. 水泵性能分析经过检测,该水泵目前工作状态正常,其性能参数如下:- 流量:1800m³/h- 扬程:150m- 转速:2900r/min- 效率:83%与设计参数相比,水泵的流量和扬程基本符合要求,但效率略低于设计参数,原因可能是水泵进口管道存在一定的压力损失。
3. 水泵故障原因分析根据现场调查和数据分析,水泵存在以下故障:3.1 轴承磨损水泵轴承存在一定的磨损,可能是由于长期使用和缺乏维护保养导致的。
3.2 泄漏现象水泵的叶轮与泵体之间存在一定的泄漏现象,导致水泵效率下降。
3.3 进口压力损失检测发现,水泵进口管道存在一定的压力损失,导致水泵效率下降。
4. 修复建议4.1 更换轴承建议更换水泵轴承,以保证其正常运行。
同时,应加强水泵的维护保养工作,定期检查轴承状况。
4.2 更换密封件建议更换水泵叶轮与泵体之间的密封件,以消除泄漏现象,提高水泵效率。
4.3 调整进口管道建议对水泵的进口管道进行调整,以降低其压力损失,提高水泵效率。
具体方法如下:- 优化管道设计,增加管道直径,减少管道弯头和管道长度,减少压力损失。
- 检查管道连接处是否密封良好,防止气体泄漏影响水泵工作。
- 定期清理水泵进口过滤器,保持过滤器畅通,防止进口拥堵造成压力损失。
5. 结论该水泵目前的工作状态正常,但存在轴承磨损、泄漏现象和进口压力损失等故障。
为保障水泵的正常运行,建议更换水泵轴承、调整管道改善水泵的进口压力损失,并更换叶轮与泵体之间的密封件,以提高水泵的效率。
同时,加强水泵的维护保养工作,定期检查轴承状况,可有效延长水泵的使用寿命,降低故障率。
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。
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。
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。
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变频水泵性能分析曹琦付明星(西安交通大学能源动力学院)摘要:文中根据相似原理,分析了变频水泵性能,从水电比拟原理推导出水泵功耗和流量的实际关系,并提出了供水系统最小压差节能控制方法的思想。
英文摘要:The paper analyzed the performance of convert water pump by similar law. Introduced the real relation of water pump power consume and its flow water value from water assimilate electricity. Advanced the minimum difference press control method for giving water system.关键词:变频水泵节能相似原理1 引言随着环境、能源形势的严峻,国际、国家的环境、能源政策法规越来越严厉,节能也就成为空调系统设计永恒的话题。
本文从流体力学相似原理角度,分析了变频水泵的性能,发表了作者对变频水泵节能效果的一些看法,供同仁参考。
2 变频水泵性能分析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[1]。
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: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: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: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: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: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: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:由公式(5)和(7)可得出水泵功率的相似关系式(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: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。
从这些相似关系式,我们可以把在额定转数n0下变频水泵性能曲线上的工况点A0换算出在转数n1下水泵性能曲线上的相似工况点A1,如此根据公式(6)、(7)、(9),不断把额定转数n0下变频水泵性能曲线上不同的工况点换算出在转数n1下水泵性能曲线上对应的相似工况点,最后便可将完整绘出转数n1下的水泵性能曲线。
当然转数n1下的水泵性能曲线和转数n0下水泵性能曲线也可以从水泵实验台上实验得出(如图1所示)。
从转数n1下的水泵性能曲线绘制过程可以看出,n1下的水泵性能曲线上和额定转数n0下变频水泵性能曲线上的工况点A0相似的工况点A1是唯一的,除了工况点A1其他任何工况点都不和工况点A0相似,当然也包括定压线P0与n1性能曲线的交点C。
显然,除了A1点,n1性能曲线上的任何工况点都不和A0点相似,因而就没有公式(6)、(7)、(9)的关系。
可以证明,A1点是管路特性系数K=常数的管路阻力曲线I1与n1性能曲线的交点。
在论述泵相似工况时是把泵从水系统中孤立出来分析的,实际泵是在水系统中运行的,它是水系统不可分割的一部分。
从系统的观点来看,对泵完全相似运行的三个要求,是对整个水系统的,如果水系统不相似,泵也不可能处在相似工况运行。
因此泵变频运行时阀门开度不能变动,才能保持相似。
如果阀门在变频过程中开度变动,便破坏了水系统相似流动的基础—几何相似,系统不在相似工况运行,在水系统中工作的水泵当然也不可能在相似工况下运行。
由系统分析可知,水系统在相似工况运行变频水泵的节能效果最好,判别变频泵是否在相似工况运行最简单的方法是用泵变频时阀门开度是否变化来衡量,阀门开度不变化,泵就在相似工况运行,节能效果最显著;阀门开度变化,泵就不在相似工况运行,节能效果变差,而且阀门开度变化越大,节能效果越差。
图1 变频水泵性能曲线在现行的空调工程中,如用双通阀控制的空调冷冻水系统,常常以供回水干管间的压差恒定为控制条件,使变频水泵输送的冷水量等于空调系统要求的冷水量,以保证一个空调器因负荷变化改变水量时,不影响到其他并联运行的空调器的工作,这就是要保证各空调器工作时不互相干扰。
又如,在现行的供水系统,一般采用水塔、或无塔上水器等定压供水系统。
在定压供水系统中工作的变频水泵,当转数改变时,如变化到图1上的工况点C,它和额定工况点A0不满足相似理论中的运动相似、动力相似的条件(仅满足几何相似),也就不存在公式(6)、(7)、(9)所示的关系,因此在讨论空调变水量系统的节能问题时,不加分析、贸然采用从相似理论推导出来的公式(9),并做出在空调变水量系统中,变频水泵轴功率和其转数的三次方成正比的推论,这势必误导读者,造成变频技术在空调变流量系统推广应用时概念的混乱。
3 定压供水系统变频泵功耗的计算公式无疑,采用空调变水量系统是节能的,但节能关系式绝不像某些文章中说的,水泵的轴功耗和其转数的三次方成正比{如公式(9)所示}。
在空调变水量系统中,常以主供水干管、主回水干管间的压差ΔP=常数为条件来控制水泵的转数,水泵变速时工况不和其额定工况相似,计算水泵变速时性能是不能用公式(6)、(7)、(9)。
那么,如何计算定压供水系统变频水泵不同转数时的性能特别是人们关心的能耗呢?作者认为,应用水电比拟法可以解决此问题。
水电比拟理论[2]认为,水在管道中的流动特性,和电荷在电路中的流动特性相似,两种流动可以用一组相同的微分方程来描述。
水电比拟理论中,管路中的流量Q相当于电路中的电流I,管路中的压力降ΔP相当于电路中的电压降ΔU,管路中的容积相当于电路中的电容,管路中的压差恒定控制装置相当于电路中的稳压器,要求供水系统中水压恒定的道理和要求供电系统中电压恒定的道理相同,只不过恒定的水压是随不同的供水系统而变,而恒定的电压却是国标统一规定的等等,因此,电路中的一些计算方法就可在管路中应用。
管路中克服流动阻力的功耗Np我们简称为阻力功耗,可以借用欧姆定理,用公式(11)计算:式中:Q—管路中的流量,m3/s;ΔP—管路中的压力降,Pa;从公式(11)可以看出,对于ΔP=常数的定压供水系统,供水系统的阻力功耗Np只和流量的一次方成正比,而不是和流量的三次方成正比。
实质上,公式(11)就是水路中的能量方程,ΔP的物理含义表示单位时间内,输送1m3水的能耗,当ΔP=常数时,供水系统的阻力功耗Np只和流量的一次方成正比了。
这点非常容易理解,在ΔP=常数的定压供水系统中并联运行的空调机和在电压恒定供电系统中运行的用电器一样,用电器的功耗和通过其的电流的一次方成正比,空调机的阻力功耗也和通过其的流量的一次方成正比。
显然,公式(11)是具有普遍意义的,它既适用于整个管路阻力功耗的分析,也适用于管路中某个元件阻力功耗的分析。
通常,人们关心的是水泵的总输入功率Nt,Nt和管路中阻力功耗Np有以下关系:4 水路中阻力公式分析闭式循环管路阻力ΔP可由公式(14)表示:式中:Le—管路中局部阻力元件的当量长度,或沿程阻力元件长度,m;λ—沿程阻力系数,无因次;De—当量直径,m;V—管路水流速,m/sV=Q/F (15)式中:F—管路流通面积,m2。
将公式(15)代入公式(14)中有:如在水路系统运行时,管路中的阀门开度恒定,保持管路阻力特性不变,这时公式(16)中的Q2可以提到求和号外,就有下式:由公式(18)可以看出,只有管路特性系数K=常数的管路,它的阻力功耗Np 才和流量的3次方成正比,这也回答了为什么n1性能曲线上只有A1点才和工况点A0相似的原因。
对于采用两通阀的空调水系统,两通阀的开度随空调负荷的减小而减小,不能再保持管路特性系数K=常数的条件,K值和流量间的关系可用下式描述:式中: K1—常数;n-n=0~2,和控制中ΔP 保持的规律有关的数,如ΔP=KQ2 时,则n=0; ΔP=常数时, 则n=2; 如控制中随流量变小,ΔP可以减小的较多时,n趋近于0; ΔP减小不多时,n趋近于2。
将公式(19)代入公式(18)中则有:目前采用两通阀控制的冷水管路变流量控制系统中,多以ΔP=常数或ΔP减小不多为控制条件,由(20)式可以看出,这种情况水利功耗Np只和流量的一次方成正比或和流量的稍多于一次方成正比。
对于像冷机冷却水系统一类的开式循环管路阻力ΔP可由公式(21)表示:式中:H—冷却水塔接水盘液面到水泵中心的高度差,m;ρgH自然压头,或称静压头,Pa。
如果开式循环管路特性系数K=常数,公式(21)可简化为:由公式(23)可以看出,对于开式循环管路水系统,即便是管路特性系数K=常数,管路阻力功耗Np仅在管路阻力部分才和流量的三次方成正比,在自然压头部分只和流量的一次方成正比。
5 水路中的最小压差节能控制法从上述分析定压供水系统的采用变频水泵节能效果并不象某些文章中说的,之所以这样,是采用传统的控制方法必须满足ΔP=常数的约束条件所致。
由公式(14)可看出,管路或水路中元件上的压降和管路或管路元件中的水的流速V平方成正比,足见管路中水流速正确选择的重要性。