水泵的节能与变频调速

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1、水泵的节能与变频调速关键词：水泵节能方法变频调速（一）前言水泵是城市给水排水工程必要的组成部分，它们通常是整个给水排水系统正常运转的枢纽。水泵是这个枢纽的心脏。对于供水企业来说，电费约占自来水制水成本的40%-70%，水泵的能耗费占总能耗费的90％左右。实际运行中，水泵的效率大多数不足60％，存在着较大的能源浪费。供水企业降低供水电耗就是供水行业发展的永恒课题。要搞好供水企业的节电工作，必须从供水企业的科学管理和供水设备的技术改造两方面采取措施，特别是对离心泵节能措施的应用分析与研究。（二）离心泵的节能措施离心泵的效

2、率是泵的有效功率Ne和轴功率N的比值：η=Ne/N。它的效率的高低直接反映出供水企业的单位电耗的高低，若要提高离心泵的效率，就必须大力挖潜离心泵的节能措施，降低离心泵的能耗损失。经过长时间的查找与分析，离心泵有如下几点节能措施：1降低离心泵的机械损失降低轴封和轴承的摩擦损失。主要措施：①利用新型材料密封代替填料密封。②提高水泵轴套的表面光洁度。③科学合理的选用水泵的轴承。④每个季度对水泵轴承进行检查，确保水泵轴承的润滑与完好。提高水泵与电机的同心度。主要措施：①一般水泵在每1~2年进行一次检修，检测水泵叶轮出口导叶的

3、入口流通中心对中，保证转子与壳体，泵与电机的同心度，特别是出口处叶轮轴线与壳体中心线不得错位。②每年要对联轴器进行检测，提高水泵与电机的同心度，这样可以防止水泵效率下降。2降低水泵的水力损失主要措施：①利用打磨或在叶轮表面及壳体内壁涂覆水泵抗磨减阻复合材料来提高泵内流通部件的表面光洁度。②液体在流过部件的速度大小确定要合理，而且速度变换要平缓。③避免在流通区内出现死区。④合理选择入，出口部件的过流角度以减少冲击损失。3水泵特性调节车削叶轮直径或更换不同直径的叶轮　改变叶轮直径可改变水泵的性能。根据流量的变化，计算出水

4、泵高效运行时满足工况要求的叶轮直径，如果工况长期稳定，只车削一次即可。如果工况是随着季节的变化而变化的，可配备不同直径的叶轮，进行换。这种方式受叶轮直径变化范围的限制。用这种方式代替调节阀门开启度的流量调节方式，可节省能耗，但只适用于变化不太大的工况。（三）水泵变频调速1变频调速与水泵节能5　　水泵节能离不开工况点的合理调节。其调节方式不外乎以下两种：管路特性曲线的调节，如关阀调节；水泵特性曲线的调节，如水泵调速、叶轮切削等。在节能效果方面，改变水泵性能曲线的方法，比改变管路特性曲线要显著得多。因此，改变水泵性能曲线

5、成为水泵节能的主要方式。而变频调速在改变水泵性能曲线和自动控制方面优势明显，因而应用广泛。但同时应该引起注意的是，影响变频调速节能效果的因素很多，如果盲目选用，很可能事与愿违。2影响变频调速范围的因素　　水泵调速一般是减速问题。当采用变频调速时，原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生了较大的变化，另外如管路特性曲线、与调速泵并列运行的定速泵等因素，都会对调速的范围产生一定影响。超范围调速则难以实现节能的目的。因此，变频调速不可能无限制调速。一般认为，变频调速不宜低于额定转速50％，最好处于75％～100％，并应

6、结合实际经计算确定。3.水泵工艺特点对调速范围的影响　　理论上，水泵调速高效区为通过工频高效区左右端点的两条相似工况抛物线的中间区域OA1A2（见图1）。实际上，当水泵转速过小时，泵的效率将急剧下降，受此影响，水泵调速高效区萎缩为PA1A2[2]（显然，若运行工况点已超出该区域，则不宜采用调速来节能了。）图中H0B为管路特性曲线，则CB段成为调速运行的高效区间。为简化计算，认为C点位于曲线OA1上，因此，C点和A1点的效率在理论上是相等的。C点就成为最小转速时水泵性能曲线高效区的左端点。因此，最小转速可这样求得：　　

7、由于C点和A1点工况相似，根据比例律有：　　　(QC/Q1)2=HC/H1C点在曲线H=H0+S·Q2上有：　　　　HC=H0+S·QC25　　其中，HC、QC为未知数，解方程得：　　　　HC=H1×H0/(H1-S·Q12)　　　　QC=Q1×[H0/(H1-S·Q12)]1/2　　根据比例律有：　　　　　nmin=n0×[H0/(H1-S·Q12)]1/24.水泵的调速特性及节能原理用调节水泵的转速，是降低能耗的最好方式。原因是在改变水泵的转速时且转速变化在±20％范围内，保持泵体内部的流动状态相似的话，那么泵体

8、内的水流速度与转速成正比，流量与转速比成正比，扬程与转速比的平方成正比。轴功率与转速比的立方成正比。　　Q＝Q0（n／n0）（1）　　H＝H0（n／n0）2（2）　　N＝N0（n／n0）3（3）　　式中：n0为额定转速，Q0为额定转速时的流量，H0为额定转速时的扬程，N0为额定转速时的轴功率，为调速后的转速，Q为n转速时的流量，H为n转速时的扬