3.城镇二次加压泵站在采用不同工艺运行方式探讨

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1、城镇二次加压泵站在采用不同工艺运行方式探讨文中通过对泵站4种常用运行方式的电耗分析，提出了城镇二次加压泵站最佳工艺运行及其控制方式。　　关键词：二次加压泵站变频器软启动接力升压　　四种运行方式比较　　根据目前城镇二次加压泵站常用的配置及工艺运行方式，分四种运行方式进行能耗对比分析：　　1.1水泵全速运行方式　　此方式是将市政供水管网来水放入蓄水池，再用加压水泵将水直接供给用户，为分析方便，假定泵站有两台相同功率的水泵组成，一用一备。　　图一是水泵全速运行时SMG150-465蜗壳式双吸离心泵性能曲线，流量扬程曲线(Q-H)1，流量功率曲线(Q-N)1，流量效率曲线

2、(Q-η)1。此水泵额定流量Qn为440m3/h，额定扬程Hn为60m，额定功率Nn为84kw，这时水泵最高效率ηn为83%。　　供水管网系统特性为：　　HZ=HJ+SQ2---------------------(1)　　HJ：为管网最低扬程　　S：特定管路的阻力系数　　HZ：所需的水泵总扬程　　如管网阻力系数为0.74×10-4，管网最低扬程为30m，在图一中作出管网特性曲线f1。水泵(Q-H)1曲线与管网特性曲线f1的交点A1就是在这种工况下全速运行时水泵的工作点。　　图一全速运行、恒压运行、变压运行方式水泵特性曲线　　当水泵流量低于额定流量时，由图(Q-H

3、)1中可见，水泵扬程升高、功耗下降、效率下降，当流量为零时，水泵功率为35kw，这时水泵效率为零。　　当用水量高于额定流量时，由图(Q-H)1中可见，水泵扬程降低，水泵轴功率上升，效率下降，如果流量超出太多，水泵电机将过载发热，使系统无法正常运行，如流量为550m3/h时，轴功率为105kw，超出额定轴功率25%。　　1.2恒压供水运行方式　　当水泵恒压供水运行时，水泵的转速随着流量的变化不断变化，出口压力保持恒定。如图二所示，当水泵全速运行时，水泵流量扬程曲线(Q-H)21与管网特性曲线交于A21点，A21坐标流量为Q21，扬程Hb，用水量由Q21降低到Q22时

4、，水泵转速降低。　　图二变频稳压原理图　　水泵(Q-H)22曲线和管网特性曲线相交在A22点，A22坐标流量为Q22，扬程Hb。当流量Q变化时,水泵工作点在恒压值Hb线上作水平移动，满足出口压力恒定的要求。恒压供水节能基本原理如下：　　在工况相似情况下，水泵调速运行比例律为:　　Q1/Q2=n1/n2---------------------(2)　　H1/H2=(n1/n2)2--------------(3)　　N1/N2=(n1/n2)3--------------(4)　　Q1------------水泵转速n1时流量　　Q2------------水泵转

5、速n2时流量　　H1------------水泵转速n1时扬程　　H2------------水泵转速n2时扬程　　N1------------水泵转速n1时轴功率　　N2------------水泵转速n2时轴功率　　下面用图解法求解恒压线上各点的转速、轴功率及效率，应用比例律的前提是工况相似，如图(3)中求解A32点的轴功率，作出通过A32点的工况相似抛物线：　　由(2)平方和(3)消去转速后可得：　　H1/H2=(Q1/Q2)2-------------(5)　　即：　　H1/Q12=H2/Q22=К　　H=КQ12---------------------

6、------(6)　　将A32点的坐标值Q32、H32代入(6)式，可求出К值，将К值代入(6)式就可作出经过A32点的工况相似抛物线(图3)，此抛物线与全速运行时的(Q-H)31曲线交于A31点，A31点就是点A31的相似工况点。通过相似工况点A31就可以求出A32点的运行参数:　　图三相似工况法求变速运行参数　　由(2)的立方及(4)式消去转速后可得：　　N1/N2=(Q1/Q2)3-----------------(7)　　找出A31，A32的坐标值Q32、Q31及N31代入(7)式可求得A32点的轴功率N32值。逐点作出水泵在Hb恒压运行的工况相似抛物线轴

7、功率值可作出其流量功率曲线，在图一中作出了恒定压力为Hb时的流量功率曲线(Q-N)2。　　在Hb恒压运行时水泵在不同流量的效率曲线(Q-η)2也可由上述方法得出，此曲线高效率区较全速运行高效区明显的展宽，随着流量的降低，水泵的高效区略微向左移动。通常泵站选用的水泵扬程都有一定余量，全速运行时工作在最高效率点的右侧，随着流量的下降，水泵工作点左移，最高效率点也左移，可使水泵在较宽的流量变化区间工作在较高效率范围内。以上分析在调速范围超过一定值时，其响应点的效率与实测效率有一定的差异，但水泵变速运行确实可有效展宽水泵高效区工作范围。　　图一中作出了在管网出口扬程Hb=

8、50m时的