水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項
我們常見的水泵知識大家或許清楚,可能您還不了解水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項,接下來由小編給大家介紹一下水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項的技術(shù)知識吧!
水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項一變頻調(diào)速與水泵節(jié)能水泵節(jié)能離不開工況點的合理調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種:管路特性曲線的調(diào)節(jié),如關(guān)閥調(diào)節(jié);水泵特性曲線的調(diào)節(jié),如水泵調(diào)速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面,改變水泵性能曲線的方法,比改變管路特性曲線要顯著得多[1]。因此,改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式。而變頻調(diào)速在改變水泵性能曲線和自動控制方面優(yōu)勢明顯,因而應(yīng)用廣泛。但同時應(yīng)該引起注意的是,影響變頻調(diào)速節(jié)能效果的因素很多,如果盲目選用,很可能事與愿違。
二影響變頻調(diào)速范圍的因素:
水泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時,原來按工頻狀態(tài)設(shè)計的泵與電機的運行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化,另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運行的定速泵等因素,都會對調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實現(xiàn)節(jié)能的目的。因此,變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速。一般認為,變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50%,***處于75%~100%,并應(yīng)結(jié)合實際經(jīng)計算確定。管道泵
1水泵工藝特點對調(diào)速范圍的影響理論上,水泵調(diào)速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域〇A1A2。實際上,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速過小時,泵的效率將急劇下降,受此影響,水泵調(diào)速高效區(qū)萎縮為PA1A2[2](顯然,若運行工況點已超出該區(qū)域,則不宜采用調(diào)速來節(jié)能了。)H0B為管路特性曲線,則CB段成為調(diào)速運行的高效區(qū)間。為簡化計算,認為C點位于曲線OA1上,因此,C點和A1點的效率在理論上是相等的。C點就成為最小轉(zhuǎn)速時水泵性能曲線高效區(qū)的左端點。
因此,最小轉(zhuǎn)速可這樣求得:
由于C點和A1點
工況相似,根據(jù)比例律有:
(QC/Q1)2=HC/H1
C點在曲線H=H0+S.Q2上有:
HC=H0+S.QC2其中,HC、QC為
未知數(shù),解方程得:
HC=H1xH0AH1-S.Q12) QC=Q1x[H0/(H1-S^Q12)]1/2根據(jù)比
例律有:
nmin=n0x[H0/(H1-S^Q12)]1/22
定速泵對調(diào)速范圍的影響 實踐中,供水系統(tǒng)往往是多臺水泵并聯(lián)供水。
由于投資昂貴,不可能將所有水泵全部調(diào)速,所以一般采用調(diào)速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中,應(yīng)注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運行,并實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時,定速泵就對與之并列運行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響[2]。主要分以下兩種情況:
1同型號水泵一調(diào)一定并列運行時,雖然調(diào)度靈活,但由于無法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段,因此,此種情況下調(diào)速運行的范圍是很小的。
2不同型號水泵一調(diào)一定并列運行時,若能達到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時高效段右端點揚程與定速泵高效段左端點揚程相等。則可實現(xiàn)***范圍的調(diào)速運行。但此時調(diào)速泵與定速泵***不允許互換后并列運行。
電機效率對調(diào)速范圍的影響磁力泵
在工況相似的情況下,一般有N^n3,因此隨著轉(zhuǎn)速的下降,軸功率會急劇下降,但若電機輸出功率過度偏移額定功率或者工作頻率過度偏移工頻,都會使電機效率下降過快,最終都影響到整個水泵機組的效率。而且自冷電機連續(xù)低速運轉(zhuǎn)時,也會因風(fēng)量不足影響散熱,威脅電機安全運行。
三管路特性曲線對調(diào)速節(jié)能效果的影響雖然改變水泵性能曲線是水泵節(jié)能的主要方式,但是在不同的管路特性曲線中,調(diào)速節(jié)能效果的差別卻是十分明顯的。在設(shè)計工況相同的3個供水系統(tǒng)里(即***設(shè)計工況點均為A點,均需把流量調(diào)為QB,水泵型號相同,但管路特性曲線卻不相同,分別為:
①H=H1+S1-Q2(H0=H1)
②H=H2+S2-Q2(H0=H2,H1>H2)
③H=S3.Q2(H0=H3=0)
很顯然,若采用關(guān)閥調(diào)節(jié),則3個系統(tǒng)滿足流量QB的工況點均為B點,對應(yīng)的軸功率為NB;若采用調(diào)速運行,則3個系統(tǒng)滿足流量QB的工況點分別為C,D,E點,其對應(yīng)的運行轉(zhuǎn)速分別為n1,n2,n3,相應(yīng)的軸功率分別為NC,ND,NE。由于N^Q.H,所以各點軸功率滿足NB>NC>ND>NE??梢姡诠苈诽匦郧€為H=H0+S.Q2的系統(tǒng)中采用調(diào)速節(jié)能時,H0越小,節(jié)能效果越好。自吸泵
反之,當(dāng)H0大到一定程度時,受電機效率下降和調(diào)速系統(tǒng)本身效率的影響,采用變頻調(diào)速可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費。四兩種調(diào)速供水方式節(jié)能效果比較在供水系統(tǒng)中,變頻調(diào)速一般采用以下2種供水方式:變頻恒壓變流量供水和變頻變壓變流量供水。其中,前者應(yīng)用得更廣泛,而后者技術(shù)上更為合理,雖然實施難度更大,但代表著水泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。
1變頻恒壓(變流量)供水所謂恒壓供水方式,就是針對離心泵“流量大時揚程低,流量小時揚程高”的特性,通過自控變頻系統(tǒng),無論流量如何變化,都使水泵運行揚程保持不變,即等于設(shè)計揚程。若采用關(guān)閥調(diào)節(jié),當(dāng)流量由Q2—Q1時,則工況點由A1變?yōu)锳2,浪費揚程AH=H1-H3=AH1+AH2。若采用變頻恒壓供水,則自動將轉(zhuǎn)速調(diào)至nl,工況點處于B1點。由于變頻調(diào)速是無級變速,可以實現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié),所以,恒壓供水工況點始終處于直線H=H2上,在控制方式上,只需在水泵出口設(shè)定一個壓力控制值,比較簡單易行。
顯然,恒壓供水節(jié)約了AH1,而沒有考慮AH2。因此,它不是最經(jīng)濟的供水調(diào)節(jié)方式,尤其在管路阻力大,管路特性曲線陡曲的情況下,AH2所占的比重更大,其局限性就顯而易見。
2變頻變壓(交流量)供水 變壓供水方式控制原理和恒壓供水相同,只是壓力設(shè)置不同。它使水泵揚程不確定,而是沿管路特性曲線移動。當(dāng)流量由Q2—Q1時,自動將轉(zhuǎn)速調(diào)至n2,工況點處于B2點。此時水泵軸功率n2小于恒壓供水水泵軸功率N1。變壓供水理論上避免了流量減少時揚程的浪費,顯然優(yōu)于恒壓供水。但變壓供水本質(zhì)上也是一種恒壓,不過將水泵出口壓力恒定變成了控制點壓力恒定,它一般有2種形式:
1由流量Q確定水泵揚程 流量計將測得的水泵流量Q反饋給控制器,控制器根據(jù)H=H0+S.Q2確定水泵揚程H,通過調(diào)速使H沿設(shè)計管路特性曲線移動但在生產(chǎn)實踐中情況比較復(fù)雜。對于單條管路輸水系統(tǒng),是可以得到與之對應(yīng)的一條管路特性曲線的。而在市政供水管網(wǎng)中,則很難得到一條確定的管路特性曲線。在實踐中,只能根據(jù)管網(wǎng)實際運行情況,通過盡時能接近實際的假設(shè),計算出近似的管路特性曲線?;け?/p>
2由最不利點壓力Hm確定水泵揚程 即需在管網(wǎng)最不利點設(shè)置壓力遠傳設(shè)備,并向控制室傳回信號,控制器據(jù)此使水泵按滿足最不利點壓力所需要的揚程運行、由于管網(wǎng)最不利點往往距離泵站較遠,遠傳信號顯得不太方便,而且,在市政供水系統(tǒng)中,由于管網(wǎng)的調(diào)整,用水狀況的變化等隨機因素的影響,都會使實際最不利點和設(shè)計最不利點發(fā)生一些偏差,給變壓供水的實施帶來困難。
結(jié)論
①變頻調(diào)速是一種應(yīng)用廣泛的水泵節(jié)能技術(shù),但卻具有較為嚴格的適用條件,不可能簡單地應(yīng)用于任何供水系統(tǒng),具體采取何種節(jié)能措施,應(yīng)結(jié)合實際情況區(qū)別對待。
②變頻調(diào)速適用于流量不穩(wěn)定,變化頻繁且幅度較大,經(jīng)常流量明顯偏小以及管路損失占總揚程比例較大的供水系統(tǒng)。
③變頻調(diào)速個適用于流量較穩(wěn)定,工況點單一以及靜揚程占總揚程比例較大的供水系統(tǒng)。
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