水泵风机节能计算.
节能原理及节能计算
节能原理及计算方法一、节能原理风机和水泵，前者工作介质为液体，均属于流体机械设备。
下面以风机为例说明它们的工作特性。
特别是离心式风机及水泵，工作特性基本相同。
以下就以风机为例说明他们的调速工作原理。
风机的工作特性图如下：风机的工作特性图由上图可以看出，风机工作的位置，即风机的风量是由风机特性曲线（风压特性）和管网特性曲线（风阻特性）决定的，无论是改变风机的特性曲线，或者是改变管网特性曲线，都可以达到改变风量的目的。
图中：风机特性曲线 HA =kQ12K——风机特性系数；管网特性曲线 HA =Hc-λQ12λ——管网特性系数。
（一）工频工作方式工频工作方式是指泵的特性曲线保持不变，而改变管网特性曲线。
通常采取的方式是保持风机的特性曲线不变，即不改变风机的转速，而用调节挡板改变出风口的大小，达到改变风量的目的。
如下图所示：工频工作方式时风机的工作特性图从图中可以看出，风机工作在A点时，风量为Q1，风压为H1。
保持风机的转速不变，用挡板将风量调节为Q2时，风压将上升到H2，风机工作点变为B点。
由于挡板的节流作用，风道的阻力曲线变为OB。
风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
虽然Q2<Q1，但H3>H1，所以PA与为PB的值变化不大，说明采用工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小有限。
（二）变频工作方式变频工作方式是指管网特性曲线保持不变，而改变风机的特性曲线。
通常采取的方式是保持管网特性曲线不变，即不改变风机出口的大小，而改变风机的特性曲线，即改变风机的转速，达到改变风量的目的。
如下图所示：风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
Q 2<Q1，而且 H2>H1，所以PA与为PB的值变化较大，说明采用变工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小很大，节能效果显著。
风机和泵类产品的节能减排
当地居民生存的一大挑战。
开发SQ Flex可再生能源供水系统。
格兰富绿色能源供水系统（SQFlex以利于安装和使用。
源达到的几乎零运行费用，以及南非的Mafeteng和Durban地区，格兰富的SQ改善。
在定名为SQ 获得A级能效标识的Alpha2热水循环泵格兰富公司的热水循环泵的产量一直为世界第其平均能源【摘 要】为风机和泵类设备的节能减排提供了依据。
【关键词】风机 泵 节能 方法 应用潜力风机与泵是应用广泛的流体机械，全国约有3 2002年国家经贸委节能信息传播中心对鞍钢第三图5 SQFlex可再生能源供水系统使管网阻力曲线由R 1变为R 2，交（H —Q ）n 1曲线于B 点，流量和扬程分别为Q 2和H 2，泵的效率变为ηB 。
如采用调速调节转速由n 1降为 n 2，此时泵的性能曲线变为（H —Q ）n 2，C 点为新的运行工况点，流量和扬程分别为Q 2、H 3，此时泵的效率曲线为ηn2，而泵的额定效率不变，即ηC =ηA ，不是ηB 。
锅炉给水泵调速节能原理如图3。
图3 锅炉给水泵调速节能原理图从图3可得出相对节能量，由于水泵功率P =C ·H ·Q 则为获得流量Q 2，节流调节耗功P 2=C ·H 2·Q 2≈□B H 2O Q 2。
调速调节耗功P 3=C ·H 3·Q 2≈□B H 3O Q 2。
A 则调速对节流调节节能P J = P 2－P 3≈□B H 2O Q 2－□B H 3O Q 2=（H 2－H 3）Q 2=ΔH ·Q 2即节省功率与扬程之差成正比。
按图3定出各点参数关系，即可计算出调速调节对节流调节的节能量。
假定额定工况点A 的流量Q 1与扬程H 1均为100%，Q 2=0.5 Q 1，H 2= 1.2H 1，ηC =ηA ，ηB =0.8ηA ，由于Q ∝n ，H ∝n 2，故n 2=0.5 n 1，H 3= 0.25H 1。
风机水泵轴功率与配置电机功率
一二风机水泵轴功率与配置电机功率简介电机功率、效率计算简介 电机额定功率即电动机的轴输出功率，也是负载计算时所采用的数据。
当一台三相交流电机的输入额定电压为380V，输入额定电流为le时： 电机额定功率：Pe=1.732*380*Ie*额定功率因数*电动机效率； 电动机额定电流：Ie=Pe/（1.732*380*额定功率因数*电动机效率）； 电动机的输入功率：P1=Pe/电动机效率。
P1在负载计算中作用不大，一般不再进行换算。
例如一台小型电机的铭牌数据：额定功率250W，额定电压380V，额定电流0.85A，功率因数0.68。
如果不算效率时，额定电流=250/(1.732*380*0.68)=0.56A，跟0.85A不符； 如果算效率，额定电流=0.85=250/（1.732*380*0.68*效率）； 由上式计算效率为：电动机效率=250/(1.732*380*0.68*0.85)=0.66。
水泵所需功率与电动机额定功率的计算 假设水泵的扬程为H（m），流量为Q（L/s），那么很容易推算其实际需要的有效功率P3为：P3=H*Q*g（g=9.8，常数）（W） 因为水泵本身也存在效率，因此需要提供给水泵的实际功率：P2=P3/水泵效率 P2算出来往往跟电机的额定功率不会正好相等，因此就选择一个大于P2（接近于）的电机功率Pe。
比如P3=10KW，水泵效率为0.7，电机效率为0.9，那么P2=P3/0.7=14.3kw，可选择Pe=15KW的配套电机，电机的实际输入功率P1=15/0.9=16.7kw。
泵轴功率是原动机（拖动电机）传给泵的功率，在实际工作时其工况点会变化，另电机输出功率因功率因数关系也会有变化。
因此，原动机传给泵的功率应有一定余量，经验作法是电机配备功率大于泵轴功率。
轴功率余量见下表，并根据国家标准Y系列电机功率规格选配。
轴功率余量 根据API 610标准电动机的额定功率，至少应等于下面给出的额定条件下泵功率的百分数。
风机泵类变频节能的工作原理
风机泵类变频节能的工作原理变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，铺张严峻，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S －视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，一般水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS Ф≈1，从而削减了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（４-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严峻的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震惊时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开头，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。
节约了设备的维护费用。
变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
风机泵功率与空气密度计算
风机水泵轴功率的计算方式1风机轴功率的计算由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P 表示，单位为kW 。
fr f r pQ g p Q P ηηηη1021000⨯=⨯⨯=式中：Q---风机风量 （m 3/s ，Nm 3/s ）； p---风机全压 (kg/m 2)； f η－风机效率；“1/102” = g/1000----由s 变换为kW 的单位变换系数。
r η－传动装置效率；（由于气体的体积受温度和压力的阻碍专门大，因此风量分为体积流量（m 3/s ）和质量流量（Nm 3/s ），即所谓的“标准方”：指的是气体在摄氏0o C 和标准大气压时的流量（体积）；这时的空气密度为 kg/m 3，当温度为摄氏80O C ，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m 3，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。
用实测的风压“p ”计算轴功率时，因为风压中已经包括了密度数据，因此没必要考虑空气密度的转变。
） 说明（1）假设风量的单位用“m 3/h ”， 风压的单位用“kg/m 2”的话，那么还要除以3600：fr gp Q P ηη000,600,3⨯⨯=（2） 假设风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“MPa ”的话，那么：fr f r pQ p Q P ηηηη⨯⋅=⋅⨯⨯=100010001000000（3）假设风量的单位用“m 3/h ”，风压的单位用“MPa ”的话，那么还要除以3600：fr f r pQ p Q P ηηηη6.336001000⨯=⨯⨯=（4）假设风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“kPa ”的话，那么:fr f r pQ p Q P ηηηη⨯=⨯⨯=10001000 （5）电动机容量选择： dd PP η=d η－电动机效率2水泵轴功率的计算由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P 表示，单位为kW ：br b r HQ gH Q P ηηρηηρ1021000==式中：Q---水泵风量 （m 3/s ）；H---水泵扬程 (m, gH p ρ=,)； ρ---工质密度 （kg/m 3）r η－传动装置效率；f η－水泵效率； d η－电动机效率。
(4)水泵和风机的功率计算及风量、风压的附加系数
①通风机(水泵)的机械效率(传动效率)：ηm=N/N m②通风机的(全压)效率或水泵的效率：η=N y/N=P·Q/N（风机）η=N y/N=γ·H·Q/N（水泵）③通风机(水泵)的电机功率：N m =K×N/ηm= K×N y/(η·ηm)= K×P·Q/(η·ηm) （风机）N m =K×N/ηm= K×N y/(η·ηm)= K×γ·H·Q/ (η·ηm)（水泵）④通风机或水泵的有效功率（轴出功率）：N y= P·Q=γ·H·Q（W）⑤通风机或水泵的轴功率（轴入功率）：N （W）⑥注意：以上公式中，通风机风量Q的单位为m3/h，电机容量安全系数K=1.15～1.55.7.2选择通风机时，应按下列因素确定：1、采用定转速通风机时，通风机的压力附加：10%～15%；通风机的风量附加：5%～10%；2、采用变频通风机时，通风机的压力应以系统计算的总压力损失作为额定风压，但风机电动机的功率应在计算值上再附加：15%～20%；3、除尘系统，风量附加：10%～15%（正压除尘器系统不计除尘器的漏风量）；风压附加：10%；4、排烟系统，风量附加：10%～20%；风压全压应满足最不利环路要求；5、风机的选用设计工况效率，不应低于风机最高效率的：90%；5.8.2风管漏风量应根据管道长短及其气密程度，按系统风量百分率计算。
一般送风系统漏风率宜采用：5%～10%；一般排风系统漏风率宜采用：5%～10%；除尘系统漏风率宜采用：10%～15%；5.8.3通风、除尘、空气调节系统各环路的压力损失应进行压力平衡计算。
各并联环路压力损失的相对差额，不宜超过下列数值：一般送风系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过15%；一般排风系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过15%；除尘系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过10%；。
水泵风机节能计算
水泵风机节能计算节能是指在保持原有功能和服务质量不变的情况下，尽量减少能源的消耗。
水泵和风机是工业生产中常见的能耗设备，如何进行节能计算对于提高能源利用效率具有重要意义。
以下是关于水泵和风机节能计算的介绍。
一、水泵节能计算水泵是将电能转化为机械能，将液体从一处输送到另一处的设备。
水泵的节能计算主要涉及其效率和运行参数的分析。
1.水泵效率的计算水泵的效率是指其输出功率与输入功率之间的比值，通常用百分数表示。
计算水泵的效率需要知道以下几个参数：-水泵的流量（Q）：指单位时间内通过水泵的液体体积；-扬程（H）：指液体从进口到出口的高度差；-功率（P）：指水泵的输入功率。
水泵的效率（η）可以通过以下公式计算：η = P_out / P_in × 100%其中，P_out 是水泵的输出功率，即流量和扬程的乘积，可以通过以下公式计算：P_out = ρ × g × Q × H其中，ρ是液体的密度，g是重力加速度。
2.水泵的工作点计算水泵的工作点是指水泵在不同流量和扬程条件下的运行参数。
根据工作点的变化来调整水泵的运行状态，可以达到节能的目的。
水泵的工作点需要通过水泵的流量-扬程特性曲线来确定。
首先测量水泵在不同工况下的流量和扬程，然后将数据绘制在流量-扬程坐标系上，得到水泵的特性曲线。
根据实际工况来选择合适的工作点，以使水泵的效率最大化。
3.水泵的变频调速节能计算变频调速是一种调节水泵流量的常见方式。
它通过调节电机的转速来改变水泵的流量。
变频调速的节能原理是降低水泵的流量和扬程来减少水泵的功率消耗。
水泵的变频调速节能计算可以通过以下步骤进行：- 计算水泵在满负荷（额定流量和扬程）状态下的功率消耗（P_fullload）；- 计算水泵在变频调速状态下的功率消耗（P_variable）；- 计算变频调速的节能率（η_variable）：η_variable = (P_fullload - P_variable) / P_fullload × 100%风机是将电能转化为风能的设备，通常用于通风、排气和供氧等工作场所。
风机泵功率与空气密度计算
风机水泵轴功率的计算方法1风机轴功率的计算由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P 表示，单位为kW 。
fr f r pQ g p Q P ηηηη1021000⨯=⨯⨯=式中：Q---风机风量 （m 3/s ，Nm 3/s ）； p---风机全压 (kg/m 2)； f η－风机效率；“1/102” = g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
r η－传动装置效率；（由于气体的体积受温度和压力的影响很大，所以风量分为体积流量（m 3/s ）和质量流量（Nm 3/s ），即所谓的“标准方”：指的是气体在摄氏0o C 和标准大气压时的流量（体积）；这时的空气密度为1.293 kg/m 3，当温度为摄氏80O C ，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m 3，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。
用实测的风压“p ”计算轴功率时，因为风压中已经包含了密度数据，所以不必考虑空气密度的变化。
） 说明（1）若风量的单位用“m 3/h ”， 风压的单位用“kg/m 2”的话，则还要除以3600：fr gp Q P ηη000,600,3⨯⨯=（2） 若风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“MPa ”的话，则：fr f r pQ p Q P ηηηη⨯⋅=⋅⨯⨯=100010001000000（3）若风量的单位用“m 3/h ”，风压的单位用“MPa ”的话，则还要除以3600：fr f r pQ p Q P ηηηη6.336001000⨯=⨯⨯=（4）若风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“kPa ”的话，则:fr f r pQ p Q P ηηηη⨯=⨯⨯=10001000（5）电动机容量选择： dd PP η=d η－电动机效率2水泵轴功率的计算由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P 表示，单位为kW ：br b r HQ gH Q P ηηρηηρ1021000==式中：Q---水泵风量 （m 3/s ）； H---水泵扬程 (m, gH p ρ=,)；ρ---工质密度 （kg/m 3）r η－传动装置效率；f η－水泵效率； d η－电动机效率。
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K KQPa P= •QPa = η变频 η电机 η风机 η变频 η电机 η风机
风机变频驱动节能计算
上式中， Pa，风机全压 Q，风机流量 K，电机功率储备系数，K一般取值1.15—1.5 η ，各设备效率
风机变频驱动节能计算
计算步骤： 1、抄录电机铭牌
型号 额定功率 额定电压 额定电流 转速/极数 效率
3、抄录工艺工况
电机：实际电流 泵：出口压力 阀前压力 阀后压力 实际流量 阀门开度与 流量关系
水泵变频驱动节能计算
4、计算 首先计算当前工机实际功率 P0 ，电机额定功率 I1 ，电机实际电流 I0 ，电机额定电流
水泵变频驱动节能计算
P 3UI cos
P,U,I, cosφ这些电气参数都可以用户设备铭牌上 抄到
水泵变频驱动节能计算
电机转速与流量、压力（扬程）及功率关系
N为电机转速
压力 功率
输入功率
水泵变频驱动节能计算
计算步骤： 1、抄录电机铭牌
型号 额定功率 额定电压 额定电流 转速/极数 效率
2、抄录水泵铭牌
型号 额定功率 额定流量 额定扬程 转速 效率
水泵变频驱动节能计算
W=ρ· V· g· H
W ρν gH ν = = ρ gH t t t
P= ρ· Q· g· H= ρ· g· Q· H 上式中，所有物理量取国际单位制 P，表示功率 Q，表示流量
水泵变频驱动节能计算
考虑到变频器效率、电机效率、水泵效率
η变频、η电机、η
泵
水泵变频驱动节能计算
则：变频器前端输入功率为
ρgQH P= η变频 η电机 η泵
上式是由工艺需要反推用户使用变频器后需要的 电功率
水泵变频驱动节能计算
电功率计算： W=Uq=UIt 上式中，W表示电功率 U表示电压 q表示电量 I表示电流 t表示时间 则：电功率为W/t=UIt/t P=UI
水泵变频驱动节能计算
视在功率S=UI 无功功率Q=UIsinφ 有功功率P=UIcosφ 三相电功率计算：
水泵/风机变频驱动节能计算
第一章 水泵变频驱动的节能计算
水泵变频驱动节能计算
机械所做的功表示为： W W=F· S 上式中， F，表示做功的力 S，表示做功的力在其方向上移动的距离。 对于水泵来说，就是 W=F· S=F· H=m· g· H=ρ· V· g· H
水泵变频驱动节能计算
上式中， ρ表示物质密度 V表示体积 g表示重力加速度 H表示泵的扬程 W=ρ· V· g· H 计算功率
2、抄录风机铭牌
型号 额定功率 额定流量 风机全压 转速 效率
3、抄录工艺工况
电机：实际电流 风机：风压 实际流量 风门/档板开度与流量关系
风机变频驱动节能计算
4、计算 首先计算当前工况下实际耗电比：
P 1 P 0
I1 I0
P1，电机实际功率 P0 ，电机额定功率 I1 ，电机实际电流 I0 ，电机额定电流
下面计算使用变频器后的电功率：
ρgQH P' = η变频 η电机 η泵
p’ ，变频驱动功率 p0，额定功率 因此，使用变频器后节能率：
P' β= P0
γ =α
β
水泵变频驱动节能计算
计算试例： 一期工程配套的是四角喷燃的煤粉炉,蒸发 量为130t/h,单缸冲击冷凝式汽轮发电机组. 二期配套的是循环流化床锅炉, 蒸发量为 130t/h, 单缸抽气冷凝式汽轮发电机组. 3台给水泵并联方式运行,2用1备.汽包压力 4.5MPa,要求给水线母管最低压力5.0MPa.
γ =α -β =1×53/51.4-304.38/(440×53/51.4)=36%
水泵变频驱动节能计算
以上是关于泵的节能计算 欢迎讨论 休息
第二章 风机变频驱动节能计算
风机变频驱动节能计算
风机出口功率计算公式推导：
W =F •S W S =F • t t S F S 2 •S S3 P =F • = 2 • = Pa • = Pa • Q t S t t
水泵变频驱动节能计算
泵的轴功率的计算公式为 P=ρgQH/1000/3600 P---泵的轴功率,kW Q---流量,m3/h H---扬程,m ρ---介质的密度,kg/m3 g---重力加速度,m/s2 η---泵的效率
水泵变频驱动节能计算
ρgQH P= η变频 η电机 η泵
＝1000×9.8×140×55×9.8/1000/3600/0.96/0.95/0.74 ＝304.38KW
水泵变频驱动节能计算
电机额定参数 功率440kW 电压6kV 电流51.4A 转速2965r/min 效率 型号JK134-2
水泵变频驱动节能计算
泵额定参数 轴功率420kW 扬程7000kPa 流量160m3/h 转速2950r/min 效率74% 型号DG160-64
水泵变频驱动节能计算
正常生产工况： 调节阀前压力6.2～6.4MPa 调节阀后压力5.0～5.1MPa 流量80～140m3/h 阀门开度50% 电机电流53A 电价0.36元/度 生产周期5000～5500小时
风机变频驱动节能计算
例题一（给出风量）：
风机变频驱动节能计算
例题二（给出开度）：
风机变频驱动节能计算
例题三（给出液耦转速）：
风机变频驱动节能计算
以上是关于风机的节能计算 欢迎讨论 休息！
dQ KQ
2、线性特性 3、平方特性 4、对数/等百分比特性 具体参照下图
dQ K dL
dQ KL dL
dQ KQ dL
风机变频驱动节能计算
风机变频驱动节能计算
估算时，可保守选择快开特性，这样计算的 节能率要小一些。 即： dL KQ dQ
取比例便于计算：
Q1 Q0 L1 L0
风机变频驱动节能计算
下面计算使用变频器后的电功率：
KQPa P= η变频 η电机 η风机
p’ ，变频驱动功率 p0，额定功率 因此，使用变频器后节能率：
P' β= P 0
γ =α
β
风机变频驱动节能计算
实际生产中，一般只控制风压，不控制风量。风量采集 不到。因此，如果能够搞清楚风门/档板与风量的关系， 也能大概估算出风量。 风门/档板开度与风量大致有如下几种关系： 1、快开特性 dL