两台不同功率的水泵可否并联运行?
空调循环水系统两台水泵并联运行方式节能分析

在 设 计 负荷 的5 %~7 %以下 运 行 , 且 时 0 0 并 刻 都 在 波 动 , 以 实 际 负 荷 总 不 能 达 到 设 所 计 的 满 负荷 状 态 , 造成 了能 量 的 严 重浪 费 , 严重影 响经济效益和人们 的生活水平 , 因 而 如 何 能 降 低 空 调 的 能 耗 , 为 一 个 亟 待 成 解决的大课题 。
两 台变 频柜 及功 率 表 、 量 计 、 速 仪 等 。 流 转 设两单 元五层的 1个 阀门均打开时 , 0 负 载 为 l 0 每 关 掉 一 个 阀 门 , 载 降 低 0 %, 负 l%, O 实验 中 分 别测 试 两台 泵 随 负载 和 流量 的 变 化 采 用 均 工频 、 工 频一 变 频 、 变 频 一 均
工 程 技 术
空 调循 环 水 系统 两 台 水 泵 并联 运 行 方 式 节 能 分析
付静 刘 辛国 ( 京建筑工程 学院 北京 ' 0 4 ) 北 0 0 4
摘 要 : 文针对 空调水 系统 中 两台同型号水泵 并联运行 的三种运 行方 式: 本 均工 频运行 , 工频一 变频运行 . 变频运 行 , 一 均 对其 节能效 果 进行 了大量 的实验操 作和数据 处理 , 通过比较 , 分析 并论证 了负荷 变化时 三种运行 方式 的水泵 节能情况 。 关键 词: 并联水泵 变蓑调速 中央 空调 节能分析 中图 分类 号 : U 3 T 8 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 6 2 7 1 2 1 ) 5b - O 4 0 1 7 -3 9 ( o O 0 () O 6 — 2 随着大 型和超大 型建筑 的不断增 多 , 中 央空 调 水 系统 越 来越 多 的采 用 两 台 或 多 台 水 泵 并 联 的运 行 方 式 , 于 采 用 两 台 水 对 泵 并 联 运 行 的 系 统 , 些 系 统 采 用 两 台 泵 有 均 工 频 运 行 方 式 , 些 系 统 采 用 一 工 频 一 有 变 频 运 行 方 式 , 有 些 系统 则 采 用 两 台 泵 还 同 时 变 频 的 运 行 方 式 , 为 空 调 负荷 是 随 因 室 内室 外 环 境 的 变 化 而 不 断 变 化 的 , 然 显 两 台 水 泵 均 采 用 工 频 运 行 会 造 成 很 大 浪 费 。 能 空 调 系统 大 多 采 用 变频 调 速 系 统 , 节 但 既有 工频 又 有 变频 的运 行 状 态 和 两 泵 同 时 变频 哪 个 更 节 能 , 对 此 问题 现 有 “ 时 针 同 变 频更 节 能 ” 的结 论 , 但这 些 结 论 大 多 是 基 于 简 单 的 理 论 分 析 而 得 出 , 本 文 则 通 过 而 大 量 的 试 验 操 作 及 数 据 处 理 , 此 结 论 进 对 行 了定 性 和 定量 的分 析 。
水泵联合运行要求

3”
Q
2.10.1 并联运行
1.同型号、同水位的两台泵的并联工作 2.不同型号、同水位下两台泵的并联工Байду номын сангаас 3.同型号同水位的两台泵(一台调速泵、一台
定速泵)的并联工作 4.一台泵向两个并联工作的高地水池输水
A、泵向两个高低水池输水 HB>ZD>ZC B、泵与其中一个高地水池并联向另一个高地水池输水ZD<HB<ZC C、其中一个较高的水池的水不进也不出,泵单独向较低水池输水 (临界状态)HB=ZD
2、不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作
H
(Q-H)Ⅰ
(Q-H) Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ’ Ⅰ’
(Q-H)'Ⅰ+ Ⅱ
E Q-ΣHBD
H HⅠ
Ⅱ
ΣH
Ⅰ’’
QⅡ
Ⅱ’’
QⅠ
Q-ΣHAB Q
Q-ΣHBC
步骤
(1)绘制两台水泵折引至B点的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ 曲线
(2)绘制两台水泵折引至B点的(Q-H)’ Ⅰ+Ⅱ 曲线
水泵的联合运行要求
2.10.1 并联运行 2.10.2 串联运行
泵的联合运行(并联或串联)
增加系统中的流量或者提高扬程
流量变化较大 原有系统扩建
并联
远距离输送系统 (南水北调)
串联
水泵并联工作特点
1.增加供水量,输水干管总流量为各台并联泵出水量总和; 2.可以通过开停泵的台数来调节泵站的流量和扬程; 3.若有一台水泵损坏,其他几台水泵仍可继续供水。
S AO
SOG )Q122
H H’ H
N
M Q-ΣH
S
(Q-
(Q-H)1,2 H)1+2
水泵并联

2.1 水泵并联运行的一般情况水泵并联运行的主要目的是增大所输送的流量。
但流量增加的幅度大小与管路性能曲线的特性及并联台数有关。
图2-4所示为两台及三台性能相同的20sh-13型离心泵并联时,在不同陡度管路性能曲线下流量增加幅度的情况,从图5可见,当管路性能曲线方程为hc=20+10q2时(q的单位为m3/s),从图中查得:一台泵单独运行时:q1=730l/s (100%)两台泵关联运行时:q2=1160l/s (159%)三台泵并联运行时:q3=1360l/s (186%)但当管路性能曲线方程为hc=20+100q2时(q的单位为m3/s),从图2-4可查出:一台泵单独运行时:q1=450l/s (100%)二台泵并联运行时:q2=520l/s (116%)三台泵并联运行时:q3=540l/s (120%)图2-4 不同陡度管路性能曲线对泵并联效果的影响比较两组数据可以看出:管路性能曲线越陡,并联的台数越多,流量增加的幅度就越小。
因此,并联运行方式适用于管路性能曲线不十分陡的场合,且并联的台数不宜过多。
若实际并联管路性能曲线很陡时,则应采取措施,如增大管径、减少局部阻力等,使管路性能曲线变得平坦些,以获得好的并联效果。
一般的供水系统都采用多台泵并联运行的方式,并且采用大小泵搭配使用,目的是为了灵活的根据流量决定开泵的台数,降低供水的能耗。
供水高峰时,几台大泵同时运行,以保证供水流量;当供水负荷减小时,采用大小泵搭配使用,合理控制流量,晚上或用水低谷时,开一台小泵维持供水压力。
多台并联运行的水泵,一般采用关死点扬程(或最大扬程)相同,而流量不同的水泵。
这些泵并联运行时,每台泵的出口压力即为母管压力,且一定大于每一台泵单泵运时的出口压力(或扬程):(管道系统不变)hn=ha2=hb2=hc2……>ha1、hb1、hc1……并联运行泵的总出口流量为每台泵出口流量之和,且每台泵的流量一定小于该泵单泵运行时的流量:(管道系统不变) qn=qa2+qb2+qc2……<qa1+qb1+qc1+……若并联运行的泵的扬程不同,而且流量也不同时,则在并联运行时扬程低的泵的供水流量会比单泵运行时减小很多。
两台水泵并联运行单台泵电机过流分析

图 2中 R。 为正 常情 况 下 的 管道 阻 力 曲线 。R 为 故 障 出现时 的 管道 阻力 曲线 , 。及 分 别 1、 日Q 3 3泵 独立运 行及并联 运行 时的工作 曲线 。 为 1或 3 电机 功率 曲线 。在正 常情 况 下 , 3泵 工作 于 0 1、
并 联供水 , 水质 为处 理过 的软化 水 , 软化水 流经 1、
炉 风渣 口后 再 流 回到 冷却水 池 , 循环利 用 。3台泵 的
参数完全相 同,供水方式为两开一备 ,水泵电机为 15 w、 8V、3 A。系 统示意 图如 图 1 8 k 30 33 所示 。
泵 的进 水管短 4 见 图 1; 炉 风渣 口冷却 水 的 m( )1、 流量不 同 , 炉 的流量 为 1炉 的 1 . 5倍左 右 , 常情 正
0 ●o ●0 ● 0 ●0 ●0 ●0 ●0 ● 0 ‘
作者 简 介 : 孙广 ( 9 1 )男 , 1 7 一 , 山东 德州人 ,9 3 1 9 年毕 业 于吉林 电气 化高 等专科学 校工企供 电专业 。现为淄博铁 鹰钢铁公 司动力 厂厂 长, 电气工程师 , 事电气 自动化工作。 从
0 ●0 ●o ●0 ●0 ●0 ●0 ●0 ●0 ●o ●0 ● -> ● < 0 ●- <>●0 ‘
有新 的裂缝 出现 。
一
般加 固方法所 具有 的明显优点 。 高强度 、 强 的 如 超
3 结
语
防水 、 防腐 蚀特性 、 工简 单 、 固周 期短 、 施 加 不受结 构
形状的限制, 在任何曲面都可以粘贴碳纤维等 , 具有
关键词 : 水泵 ; 联运 行 ; 并 过流 中图分 类号 :M3 7 T 0 文献标识码 : A 文章 编号 :0 4 4 2 (0 7 0 — 0 2 0 10 - 6 0 2 0 )2 0 8- 1
水泵并联运行分析

水泵并联运行分析1 引言水泵冷油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 水泵罗茨真空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,水泵液下排污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。
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。
多台水泵并联后流量

同型号水泵并联流量相同型号的水泵并联运行,水泵并联运行的流量因为两台泵从同一水池吸水送往同一高地水池,即静扬程Hst相同,并且从吸水口A、B 两点至并联节点O点的管路完全相同,因此,AO、BO管段的水头损失相同,因此,两台水泵的扬程相同。
AO、BO两管段通过的流量均为Q1+2/2,OG管段通过的总流量为两台泵的流量之和。
所以,两台泵在并联运行时总流量等于两台离心泵流量之和,总扬程等于各水泵扬程。
按照横加法原则,将单台水泵同一扬程下的流量扩大两倍即可得到两台泵并联工作的(Q-H)1+2曲线。
根据上面的分析可知,两台水泵的静扬程相同,管路中的水头损失也相同,即并联之后两台水泵的扬程相等,且等于总扬程。
单泵工作时的轴功率大于并联工作时各单泵的轴功率。
因此,在选配电动机时,要根据单泵单独工作的轴功率来配套。
另外,两台泵并联工作时的总流量并不等于单台泵单独工作时流量的两倍,这种现象在多台泵并联时,就很明显。
多台同型号水泵并联工作的特性曲线同样可以用横加法求得,每增加一台水泵所增加的水量并不相同,水泵并联越多,增加的水量就越少。
以一台泵工作流量为100,当两台水泵并联的流量为190,比单泵工作时增加了90,三台泵并联的总流量为251,比两台泵并联时增加了61,四台泵并联的总流量为284,比三台泵并联增加了33,无台泵并联的总流量为300,仅比四台泵并联增加了16.由此可见,当水泵并联台数4-5台以上时,增加的流量很小,已经没有意义了。
每台水泵的工况点,随着并联水泵台数的增多,而向扬程高的一侧移动。
台数过多就可能使工况点移出高效段范围。
所以,是否通过增加并联工作的水泵台数来增加水量,要通过工况分析和计算决定,不能简单地理解增加水泵台数就能成倍增加水量。
尤其是改扩建工程,更要认真分析计算水泵并联工况,才能确定。
多泵并联恒压供水水泵的合理配置

多泵并联恒压供水水泵的合理配置由多泵并联恒压供水原理,一台变频泵与多台工频泵并联恒压供水,其最大供水流量等于各并联泵在恒压工频转速下流量之和。
在恒压供水过程中,工频泵的流量是恒定的(恒压工频转速下的流量),变频泵的流量随用水流量而变化。
为保证能在零到最大流量范围内均能获得恒压供水,在配泵时要求变频泵是所有泵中的最大者。
考虑到变频器的价格与其功率成正比,最经济的配泵方案是所有泵的大小、型号相同。
6 多泵并联恒压供水时各泵的自动投入和退出方式由多泵并联恒压供水原理可知,多泵并联恒压供水,只要变频泵在所有泵中是最大的,即可实现恒压供水。
随用水流量变化,各并联泵可自动投入或退出。
其自动投入或退出的方式有二种:(1) 以工频状态自动投入或退出第一种方式是基本方式,各台工频泵以工频状态自动投入或退出。
具体方式如下,当用水流量增加,变频泵的转速上升,当上升到工频转速,如用水流量继续增加,下一台工频泵以工频状态自动投入,反之,在多泵并联恒压供水过程中,当用水流量减少,变频泵转速下降,当其转速下降到零流量的阈值,最后投入的一台工频自动停泵退出,采用这种控制方式的电控系统比较简单、可靠,是一种工程实用的控制方式。
设有变频恒压供水控制硬件、软件的abb变频器采用的是这种控制方式。
如果要实现变频泵与工频泵定时轮换,可以利用abb变频器的pfc应用宏控制软件以达到所要求的定时轮换控制。
在这种情况下,每台泵可由变频驱动也可由工频驱动,由变频控制以实现定时轮换。
(2) 循环软起动并按先开先停的原则进行控制第二种方式称之为循环软起动并按先开先停的原则进行控制。
具体控制过程如下:当用水流量增加,变频泵转速上升,当转速上升到工频转速,由变频控制器控制使该变频泵切换到工频运行,然后由控制器控制变频软起动一台新泵,新起动的泵是变频泵,它与工频泵并联运行以实现恒压供水。
当用水流量减少,变频泵的转速下降,当转速下降到零流量的阈值,由变频控制器控制使最先开启的一台泵停泵,以实现先开先停的控制原则,要实现先开后停的原则,变频控制器中要应用单片机,由以上可见,采用这种控制方式,其控制系统要复杂得多,其性价比如何尚有待使用实践的检验。
泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析~

泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析1.概述两台或两台以上的泵(风机)向同一管路输送流体的运行方式称为并联运行,火电机组系统中的给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机等主要辅机广泛采用这种运行方式。
采用并联运行方式主要是为了通过增减并联运行台数实现流量的调节,降低耗电率;其次若并联的泵(或风机)中一台发生故障,仍可维持主机低负荷运行,可以提高机组的可靠性。
掌握泵(或风机)并联运行后的特性曲线、运行工况点变化规律及可能出现的问题,对指导日常运行有很大的帮助;下面就这方面的情况进行简要阐述。
2.如何确定泵与风机并联特性曲线泵(或风机)并联运行后,有如下特征:管路中的总流量等于并联各泵(风机)流量之和;并联后管路中产生的扬程、各泵(或风机)的扬程均相等。
因此泵(或风机)并联后的性能曲线()v Q H --或()v Q P --可采用把并联各泵(或风机)的()v Q H --曲线上同一扬程(或全压)点上流量相加的方法获得。
图1及图2分别为相同性能两泵并联与不同性能两泵并联的性能曲线。
图1 相同性能两泵并联后性能曲线图2 不同性能两泵并联后性能曲线3.如何确定泵与风机并联运行工况点泵(或风机)并联运行工况点由泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --共同确定,两曲线的交点即为并联运行工况点。
求泵(或风机)并联运行工况点的关键是确定泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --,泵并联性能曲线()v Q H --的求法在第2项已经介绍,下面简要介绍一下管路阻力曲线的求法。
一般情况下,泵(或风机)并联运行的管路系统由并联管段和串联管段两部分组成,流体在管路中流动时,管路中的总阻力可表示为∑∑++=并联管段串联管段静HHH H c ;计算串联管段阻力∑串联管段H 时,流量取管路总流量v Q ;计算并联管段阻力∑并联管段H 时,流量取2vQ 。
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两台不同功率的水泵可否并联运行?(急)更多相关内容请访问"CAD家园论坛",万人专家团为您在线答疑!现有两台市水泵,一台功率18.5kw,另一台11kw,两台泵扬程相同,可否并联运行于同一个管路中,有人说“大机拖小机“不行,又有人说可以的,烦请各位帮忙指教,谢谢!供水系统中调速水泵有关问题的探讨作者:北京利德华福技术有限公司覃正清点击数:396 时间:2003年3月24日1、前言水泵调速技术已经存在多年,早期主要是一些低压水泵采用低压变频器进行调速,因为成本不高,所以采用比较普遍。
而对于高压水泵的调速,早期还大多是采用液力偶合器、串级调速等传统方法来实现。
随着高压大功率变频器的出现,目前采用高压变频器对高压水泵进行调速逐渐成为一种趋势。
由于高压变频器目前成本相对较高,许多供水行业的人士出于投资回收考虑,对水泵调速这项技术本身及其可以取得的效益都比较关心,经常有如下一些疑惑:a供水系统一般多台水泵并联运行,设计原则是同压头水泵并联,同流量水泵串联。
而调速泵速度降低后,按一般常理认为,其输出水压将降低,那么调速泵如何再与其他工频泵并联,是否有内耗存在?b常说水泵流量和转速成正比,压力和转速平方成正比,其功率则和转速立方成正比,也就是说水泵的功耗是按流量的立方关系变化的,假设水泵流量调到一半时,水泵的轴功率只有满流量时的12.5%,省电应达到87.5%,可为什么实际系统的节能效果远不是这样?到底怎样预估一个水泵调速系统的节能潜力?c调速水泵和工频水泵并联运行时,调速水泵能否无限制往下调速?调速泵是不是转速到0时流量才为0?并联工频水泵会不会过流?调速泵会不会水流倒惯?调速时应注意什么问题?d水泵调速方法有哪些?究竟什么方式比较可取?对水泵进行调速改造,除了节能,到底还能有什么其他效益?本文将从水泵的工作特性出发,解释和回答这些问题,不对之处,欢迎专家指正。
2、水泵的工作特性图(1)水泵定速工作时,工作特性如图(1)所示。
曲线①为水泵按转速N1定速工作时的Q-H曲线,曲线②③为管路特性曲线。
在第一种负载工况下,水泵工作在A点,流量为Q1,压力为H1。
当流量减为Q2时,水压将上升到H2,水泵工作在B点。
水压的上升,一方面存在不必要的电耗,另一方面也可能威胁到供水管网的安全。
从水泵定速工作特性曲线看出,尽管水泵工作转速不变,但只要管网特性发生变化(曲线②变为曲线③),那么水泵的工作点是发生变化的,其流量和压力也随之变化。
换言之,水泵的输出压力并不只是转速的单值函数。
在自来水行业,流量的减少是因为夜间用户关阀,管网特性曲线发生了变化,曲线②变为曲线③,流量由Q1降为Q2。
为了防止管网水压的上升威胁到管网安全,可以调节水泵出口阀门或者改开小泵。
在一些化工生产、制冷等行业,流量的减少是因为生产工艺的需要,这时可以调节水泵输出阀门,人为改变管网特性,使水泵工作点由A点变到B点,从而达到主动调节流量的目的。
图(2)图(2)示出了水泵调速运行时,水泵工作特性的变化情况,曲线①②③分别为水泵按N1 、N3和N2三种速度运行时的特性曲线,曲线④⑤为管网特性曲线。
如果管网特性不变,保持为曲线④,水泵由N1转速调节到N2速运行时,水泵的工作点将由A点变到B点,流量和水压分别变到Q2和H2,它们都随着转速的下降而下降。
负载特性不变时,水泵的流量Q、水压H、轴功率P和转速N之间满足如下关系:Q∝N,H∝N2,P∝N3。
但如果是外界因素导致管网特性发生变化(由曲线④变为曲线⑤),使得流量减少为Q2,但又要维持水压不变,这时水泵可以将速度调节到N3运行,从工作曲线中可以看出,水泵的转速和输出流量下降,但水泵的输出压力却保持不变,这就是为什么流量变化时,可以通过调节水泵转速实现恒压供水的理论依据。
这种情况下,由于管网特性的改变,水泵的流量Q、水压H、轴功率P和转速N之间不再满足Q∝N、H∝N2、P∝N3的关系,并不是转速下降其水压就下降,水泵速度下降且其分担的流量下降后,只要其输出水压不变,就可以和其他高速水泵并联运行。
3、水泵调速运行的轴功率3.1管路特性不变管路特性不变时,水压随流量的变化而变化,调速时只对流量作要求,对水压不作要求,这时水泵的工作情况如图(3)所示:图(3)从图可见,需要流量下降时,将水泵速度由N1下调为N2,则水泵工作点由A 点变为B点,流量由Q1变为Q2,压力由H1变为H2,水泵在A、B两个工作点的输出功率PA和PB分别为: PA=H1×Q1, PB=H2×Q2从上式看出,如果转速降为50%,则水泵输出功率下降为12.5%;如果在A、B两点水泵的效率差别不大,则水泵的输入功率也大大下降。
3.2调速时要求水压恒定图(4)在图(4)这种工况下,水泵速度由N1调到N2,工作点由A点变到B点,流量由Q1变到Q2,水压保持不变,H1=H2。
水泵在A、B两点的输出功率PA=H1×Q1,PB=H2×Q2。
PAPB = H1×Q1H2×Q2 =Q1 Q2这种情况下,水泵输出功率和流量成正比。
(注意:水泵输出功率不和转速成正比,因为管路特性已变化,Q1不正比于N1,Q2不正比于N2。
)这种工况下类似自来水行业。
用户用水量由Q1下降为Q2(用水量下降是用户关阀引起的管路特性发生变化,由特性曲线(1)变为曲线(2)仍需水压保持恒定。
4、水泵调速运行的节能效益4.1管路特性不变图(5)外部管路特性不变。
如果通过水泵调速方式改变流量,按工作点由A点降到B点;如果水泵定速运行,通过阀门改变流量,则水泵从A点变为C点。
水泵在B、C两工作点的输出功率和输出功率差分别为:PC=H3×Q2, PB =H2×Q2;假设水泵在B、C两点效率差别不大,都约为η,则调速方式相对于关阀方式,节能效益ΔP=(H3-H2) Q2 η 。
4.2管路特性变化而调速时要求水压恒定图(6)流量由Q1变为Q2时,如果水泵定速运行,工作点将由A变为C点;如果通过调速方式,水泵工作点将由A变为B点。
水泵在B、C两点的输出功率差为: PC-PB=(H3-H2)×Q2。
假设水泵在B、C两个工作点的效率差别不大,都为η,则水泵输入功率差ΔP=(H3-H2) Q2 η 。
5、水泵调速运行节能效益计算实例水泵调速节能效益与水泵的特性、运行方式、电费水平等多种因素有关,由于这些因素在不同场合下千差万别,计算节能效益时对工况作如下假设:水泵功率为1000KW,年运行时间8000小时,其中1600小时(即20%时间)为100%流量,4000小时(即50%时间)为70%流量,2400小时(即30%时间)为50%流量,调速装置效率为96%,假设水泵流量Q和压力H在采用阀门调节流量时近似满足如下关系:H=A-(A-1)Q2,其中A为水泵出口封闭时的出口压力,假设为140%,假设电费为1元/度。
5.1采用阀门调节时电耗计算采用阀门调节流量时,功耗等于流量Q和压力H的乘积。
各种流量的功耗计算如下:P100%=1000KWP70%=1000×0.7×(1.4-0.4×0.7×0.7)=842.8KWP50%=1000×0.5×(1.4-0.4×0.5×0.5)=650KW电费计算如下:1000×1600+842.8×4000+650×2400=6531200度,一年电费约653万元。
5.2采用调速且要求水压恒定时电耗计算采用调速水泵调节流量时,如果需要压力恒定,则功耗仍然按流量Q和压力H的乘积计算。
各种流量的功耗计算如下(其中0.96为调速装置效率): P100%=1000/0.96=1041KWP70%=1000×0.7×1/0.96=729KWP50%=1000×0.5×1/0.96=521KW电费计算如下:1041×1600+729×4000+521×2400=5830000度,一年耗电费约583万元。
流量变化时,如果要求压力不变,相对于用阀门调节流量,采用变频器调节流量后,一年可以节省电费约653-583=90万元,节电量约为13.8%。
5.3采用调速且管路特性不变时的电耗计算采用调速水泵调节流量时,如果没有压力要求,即假定外部管阻特性不变,则功耗正比于流量的立方。
各种流量的功耗计算如下(其中0.96为变频器效率): P100%=1000KWP70%=1000×0.73/0.96=357.3KWP50%=1000×0.53/0.96=130.2KW电费计算如下:1000×1600+357.3×4000+130.2×2400=3341680度,一年耗电费约334.1万元。
流量变化时,如果外部管阻特性不变(即流量小时,压力也小,调速时对压力不作要求),相对于用阀门调节流量,采用变频器调节流量后,一年可以节省电费约653-334=319万元,节电量达到48.8%。
从计算中可以看出,如果水泵依据流量需求而调速,对水压不作要求的工况,其节能效果大大好于要求水压恒定的工况。
仿照以上计算方法,用户可以根据自己实际的水泵容量、供水工况及电费水平,直接预估出调速后的节能效益。
6、调速泵和工频水泵的并联运行6.1多泵并联时,调速泵实现流量调节的图示水泵不管全速运行或调速运行,总满足以下的特性关系:图(7)图(7)中绘出水泵分别以不同速度 (n1>n2>n3>n4)运行的H_Q特性曲线,纵坐标H表示水泵出口水压,横坐标Q代表水泵流量。
从H_Q曲线看出:a水泵定速运行时,如果其流量减小,水泵出口水压将增大。
如A、B两点,水泵以恒定速度n1运行,当该泵流量由Q2下降到Q1时,该水泵出口水压将由H2上升到H1。
b如果水泵的流量相同,水泵高速运行时的出口水压高于低速运行时出口水压。
如A、D两点。
c水泵降速运行时,如果其流量比高速运行时减小,则可以和高速运行时有相同的出口水压值。
如B、C两点。
两台一样的水泵,分别以不同速度运行,如果各自流量不同,仍可以有相同的出口水压值,可以直接并联运行。
假如当前管网总流量为Q2+Q3,管网水压为H2,由两台水泵并联供水(多台并联时很容易类推)。
定速泵以n1速度运行,达到出口压力H2时提供的流量为Q2,运行于B点。
调速泵以n2速度运行,达到出口压力H2时提供的流量为Q3,系统达到平衡。
如果由于工况变化,管网总流量变为Q2+Q4,仍要保持管网水压为H2,由两台水泵并联供水(多台并联时很容易类推)。