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水泵变频调速的注意事项

浏览数:78     发布时间:2018-08-29
 

  近年来,变频调速在供水系统发展快速,以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,它将启动电流控制在额定电流以内,避免启动时对电网攻击,延长泵和阀门使用寿命,消除起动和停机时的水锤效应,具有简单方便操作,稳定安全,节水节电,高效率运行等优点。下面华宇小编介绍一下水泵变频调速的注意事项!

水泵变频调速的注意事项

  一、变频调速与水泵节能

  水泵节能依靠工况点的合理调节,调节方式有管路特性曲线的调节和水泵特性曲线的调节,如关阀调节、水泵调速、叶轮切削等。变频调速在改变水泵性能曲线和自动控制方面优势明显,应用广泛。

  二、影响变频调速范围的因素

  水泵调速一般是减速问题,采用变频调速时,原来按工频状态的泵与电机运行参数均产生变化,影响调速的范围有管路特性曲线、与调速泵并列运行定速泵等。变频调速不可能无限制调速,变频调速不宜低于额定转速50%,最好处于75%~100%。

  三、水泵工艺特点对调速范围的影响

  水泵调速高效区: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。

  当水泵转速过小,泵的效率将急剧下降,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。

  四、最小转速可这样求得:

  由于C点和A1点工况相似,根据比例律有:

  (QC/Q1)2=HC/H1

  C点在曲线H=H0+S·Q2上有:

  HC=H0+S·QC2

  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)]1/2

  五、定速泵对调速范围的影响

  供水系统是多台水泵并联供水,一般采用调速泵、定速泵混合供水。所以要注意确保调速泵与定速泵都能在高效段运行,定速泵就对与之并列运行的调速泵的调速范围产生了较大的影响。

 。1)同型号水泵一调一定并列运行时,虽调度灵活但无法兼顾调速泵与定速泵高效工作段,该情况下调速运行的范围是很小的。

 。2)不同型号水泵一调一定并列运行时,若能达到调速泵在额定转速时高效段右端点扬程与定速泵高效段左端点扬程相等?墒迪肿畲蠓段У牡魉僭诵。但调速泵与定速泵绝对不允许互换后并列运行。

  六、电机效率对调速范围的影响

  在工况相似的情况下,一般有N∝n3,因此随着转速的下降,轴功率会急剧下降,但若电机输出功率过度偏移额定功率或者工作频率过度偏移工频,都会使电机效率下降过快,最终都影响到整个水泵机组的效率。而且自冷电机连续低速运转时,也会因风量不足影响散热,威胁电机安全运行。

  七、管路特性曲线对调速节能效果的影响

  改变水泵性能曲线是水泵节能的主要方式,在不同的管路特性曲线中,调速节能效果的差别却是十分明显的。在设计工况相同的3个供水系统里(即最大设计工况点均为A点,均需把流量调为QB),水泵型号相同,但管路特性曲线却不相同,分别为:

 、貶=H1+S1·Q2(H0=H1)

 、贖=H2+S2·Q2(H0=H2,H1>H2)

 、跦=S3·Q2(H0=H3=0)

  若采用关阀调节,则3个系统满足流量QB的工况点均为B点,对应的轴功率为NB;

  若采用调速运行,则3个系统满足流量QB的工况点分别为C,D,E点,其对应的运行转速分别为n1,n2,n3,相应的轴功率分别为NC,ND,NE。由于N∝Q·H,所以各点轴功率满足NB>NC>ND>NE。

  在管路特性曲线为H=H0+S·Q2的系统中采用调速节能时,H0越小,节能效果越好。反之,当H0大到一定程度时,受电机效率下降和调速系统本身效率的影响,采用变频调速可能不节能甚至反而增加能源浪费。

  八、变频恒压变流量供水与变频变压变流量供水节能效果比较

  1、 变频恒压(变流量)供水

  恒压供水方式,就是针对离心泵“流量大时扬程低,流量小时扬程高”的特性,通过自控变频系统,无论流量如何变化,都使水泵运行扬程保持不变,即等于设计扬程。

  若采用关阀调节,当流量由Q2→Q1时,则工况点由A1变为A2,浪费扬程△H=H1-H3=△H1+△H2。若采用变频恒压供水,则自动将转速调至n1,工况点处于B1点。由于变频调速是无级变速,可以实现流量的连续调节,所以,恒压供水工况点始终处于直线H=H2上,在控制方式上,只需在水泵出口设定一个压力控制值,比较简单易行。恒压供水节约了△H1,而没有考虑△H2。

  2、 变频变压(交流量)供水

  变压供水方式控制原理和恒压供水相同,只是压力设置不同。它使水泵扬程不确定,而是沿管路特性曲线移动。当流量由Q2→Q1时,自动将转速调至n2,工况点处于B2点。水泵轴功率n2小于恒压供水水泵轴功率N1。

  变压供水本质上也是一种恒压,不过将水泵出口压力恒定变成了控制点压力恒定,它一般有2种形式:

 。1)由流量Q确定水泵扬程

  流量计将测得的水泵流量Q反馈给控制器,控制器根据H=H0+S·Q2确定水泵扬程H,通过调速使H沿设计管路特性曲线移动。

  但在生产实践中情况比较复杂。对于单条管路输水系统,是可以得到与之对应的一条管路特性曲线的。在市政供水管网中,则很难得到一条确定的管路特性曲线。只能根据管网实际运行情况,通过尽时能接近实际的假设,计算出近似的管路特性曲线。

 。2)由最不利点压力Hm确定水泵扬程

  即需在管网最不利点设置压力远传设备,并向控制室传回信号,控制器据此使水泵按满足最不利点压力所需要的扬程运行、由于管网最不利点往往距离泵站较远,远传信号显得不太方便。

  九、总结

    (1)变频调速是一种应用广泛的水泵节能技术,但却具有较为严格的适用条件,不可能简单地应用于任何供水系统,具体采取何种节能措施,应结合实际情况区别对待

 。2)变频调速适用于流量不稳定,变化频繁且幅度较大,经常流量明显偏小以及管路损失占总扬程比例较大的供水系统。

 。3)变频调速个适用于流量较稳定,工况点单一以及静扬程占总扬程比例较大的供水系统。

 。4)变频变压供水优于变频恒压供水。

  近几年变频调速在供水系统发展很快,但在实际应用中仍然存在着较大的盲目性,导致节能效果不尽人意。


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