水泵的节能控制
摘要:针对目前使用泵房水泵效率低、耗能严重的现状, ，研究了闭环变频调速系统在供水行业中的适用性和经济性，以实现自动操作的节能生产模式。另介绍了射流--尾迹三元流动理论在水泵节能上的应用。
关键词：射流--尾迹三元流动水泵节能改造闭环变频1、现行水泵控制存在的问题
目前，大多数水厂均采用一台变频调速水泵和几台工频恒速水泵并联运行的水泵系统。由调度人员根据城市管网各分布测压点的数据，通知水厂人工将变频器输出频率调整到一定水平或切换工频泵组数量。这种控制方式存在着以下问题：
（1）由于季节、天气和生产需求的变化，用水量的需求波动较大（水压过低则不能满足要求，水压过高则造成能源浪费）；
（2）供水压力变化范围大；
（3）由于用水量的大幅波动，操作人员要随时根据需要开、停泵组，人工优化组合开机数量；泵组起停频繁造成水压波动较大，对电动机、管网的使用寿命均有较大影响；
（4）泵组的开、停使管压为台阶式变化，时高时低，供水质量差，电耗高，爆管及维修费用增加；
（5）泵组起动频繁，冲击电流大，对电动机和机械寿命均有不利影响，浪费电能。
因此，对水泵机组进行自动化恒水压控制系统改造、统一监控管理是现代化水厂的必然选择。
2、改进方案的设计原则及控制方式和水平
本方案采用闭环变频调速变恒水压控制系统，以系统的安全性、灵活性及方便的操作性为性能指标，在经济合理的前提下力求实现高效节能和高可靠性，同时减轻工作人员劳动强度，提高生产效率和综合自动化控制水平。
本方案采用可编程序控制器PLC作为检测和控制核心，以变频调速器为执行设备，根据供水经验以相应时期和时段的压力值为目标设定值，管网水压为目标值的闭环控制方式对3台（以一拖三为例）供水泵组进行自动化控制，变恒水压供水，自动运行，手动后备，联锁控制。
本方案通过对3台泵组进行变频加工频模式全自动控制，稳定管网水压，达到恒水压供水的目的。控制室人员通过控制屏可进行泵组的开停操作、恒水压控制设定、水压监控、水压异常报警、泵组运行异常报警等对被控对象进行控制监视和事故处理。
3、控制系统的结构和功能
3.1 系统组成
系统框图如下图所示。在泵站设一中规模PLC控制器，用于控制交流变频调速器恒水压供水系统和负责泵站各种电气、水压等参数的监控，也可进一步与上位监控站联网通讯，实现智能控制。
在恒水压供水时，先人工设定PLC控制器压力目标值，PLC控制器根据压力传感器反馈信号与设定值比较来决定调节变频器的频率、电压输出。若水压仍未达到设定值时，PLC通过变频、工频运行切换（如切断K1，接通K4、K2）使原泵组转为工频运行，同时使另一泵组处于变频调节状态，进行闭环调节直至压力平衡，反之亦然。3.2 控制功能
（1）通过调节开、停工频泵组数量和变频调速泵的转速，达到调节并稳定管网水压的目的；
（2）以管网水压参数为控制目标，达到节能供水；
（3）3台泵组均为软起动工作，减少了起动电流冲击和机械磨损，延长了设备的使用寿命；
（4）以“先入先出”原则对3台水泵进行优化组合，循环投入或切换，使各泵高效工作并磨损均匀；
（5）泵组的变频、工频运行实现无扰动切换；
（6）每台泵组的后备手动现场控制功能确保了在故障情况下能不间断供水；
（7）具有水压异常和泵组异常报警功能。
4、射流--尾迹三元流动理论介绍
三元流技术，实质上就是通过使用先进的泵设计软件《射流一尾迹三元流动理论计算方法》，结合生产现场实际的运行工况，重新进行泵内水力部件(主要是叶轮)的优化设计。具体步骤是：根据用户的实际情况，先对“在用”离心泵的流量、压力、电机耗功等进行测试，并提出常年运行的工艺参数要求，作为泵的设计参数；再使用泵设计软件设计出新叶轮，保证可以和原型互换，在不动管路电路、泵体等条件下实现节能或扩大生产能力的目标。
4.1一元、三元流动基本概念
图1左边是叶轮的局部视图，图l右边是把叶轮内两个相邻叶片和前、后盖板形成的流道abcdefgh作为一个计算分析研究的单元。aehd、bfgc是两个相邻的叶片，dcnghid是叶轮前盖板，bkfeja是叶轮后盖板。传统的“一元流理论”，就是把叶轮内的曲形流道abcdefgh，视为一个截面变化的弯曲流管，认为沿流线的流速大小仅随截面大小而变化，但假定在每个横断面上如abcd、ijkn、efgh等等，流速是相同的。这样在流体力学计算中，流动速度( w)就只是流线长度坐标(s )的一元函数。这种简化使泵内部流体力学的计算可以用手工算法得以实现。国内电厂广为采用的双吸水平中开泵，就是采用这种理论设计的。
然而由于叶轮流道abcdefgh的三元曲线形状又是高速旋转的，流速(或压力)不但沿流线变化，而且沿横截面abcd、ijkn、efgh等等，任一点都是不相同的，即流速是三元空问圆柱坐标(R、￠、Z)的函数。特别是叶片数也是有限的，流速和压力沿旋转周向(￠坐标)的变化，正是水泵向流体输入功的最终体现，忽略这一点就无法计算水泵内部的压力变化，这也就是为什么一元流动理论只能计算叶轮进口、出口参数，而不能准确分析叶轮内部流动参数的原因。水泵的效率显然与其内部流动状况的好坏是密不可分的，一元流理论固然简单，但不能完全反映泵内的真实流动，这就在设计上阻碍了泵效率的提高。
4.2 “射流一尾迹”三元流动
最早在航空用离心压气机中，用激光测速技术观察到“射流一尾迹”现象，如图2所示，弧状弯曲线dh和分别代表两个相邻的叶片，比为叶片进口边，hg为叶片出口边，为叶片进口流速，为叶片出口流速，都是不均匀的。t是流动分离点，htv即是尾迹区，是一些低能量流体组成，类似一个旋涡。cdtvg则是射流区可视为无粘性的位流区，
可按通常的三元流计算。
关于尾迹区的计算，目前还没有准确的方法，只能依靠半经验的方法加以计算，详见参考文献。研究表明，由于粘性和压力梯度的存在，泵轮出口沿叶片吸力面及前盖板表面都会有流体的脱流，形成“尾迹”区——它们不但消耗了有用功，降低泵效率，而且由于流道的堵塞，使流量减少。这些都是一元流动理论无法预测和分析的，只有通过“射流一尾迹三元流动”计算才能得出定量分析，这样才能使我们通过改善叶轮内流动状态，减少进口冲击和出口尾迹脱流等损失，使泵效率真正得以提高。
5、结语
闭环变频调速范围宽，对稳定管压、提高供水量有利；平滑的启动和调速减少了对电动机和机
械设备的冲击；实现了恒压供水；流量Q减少时，耗用功率P 随水泵转速n3递减，例如水泵转速n下降为0.8n N，耗用功率P=0.51P N，即可节约一半电能；控制的自动化避免了人工干预影响系统的高效运行，同时也节省了人力。“射流一尾迹三元流动”理论的应用也大大地减少了能耗。
参考文献：
[1]刘殿魁．离心泵内具有射流——尾迹模型的三元流动计算
[J]．工程热物理学报，1986
[2] 李治国. 供水系统中水泵的节能控制
[3] 刘殿魁。三元流技术及其在循环水泵节能改造中的应用。
石油和化工节能 2010
目录 摘要 (2) 前言 (3) 第一章实际中的应用 (4) 第二章主要任务 (6) 第三章具体设计要求 (7) 第四章系统软件设计 (8) 4 . 1设备名称 (8) 4 . 2控制方案 (8) 4.2.1 控制功能 (8) 4.2.2 具体控制方案 (9) 4.2.3 ＰＬＣ输入、输出分配表 (10) 4.2.4 控制综合接线 (11)
4.2.5 变频器参数设置…………………. .11 4.2.6 软件设计 (13) 总结…………………………………………. . 14 致谢词………………………………………. . 15 参考文献……………………………………... 16 中央空调冷却水循环节能控制系统设计摘要 在现代工厂企业、办公大楼、商厦、酒店等环境中，中央空调系统是不可缺少的，因此，中央空调的节能也是有待解决的关键技术问题。中央空调系统除主机的耗能外风机、冷冻、冷却泵进行调节，这
就需要有较好的自动控制模块。现在，随着电力电子技术、微电子技术的发展，应用变频调节技术与PLC自动控制系统可以大幅度节约电能和提高系统的自动程度，并使系统具有运行可靠、结构简化、维护维修方便等优点。 本文简单阐述了中央空调系统的工作原理，并具提研究冷却水循环控制系统在节能方面的自动控制模块。主要对冷却水进出温差和进水温度进行混合控制，最终使中央空调冷却水循环节能控制系统达到节能的目的。 中央空调系统足大型建筑物小町缺少的配套设施之一，其电能的消耗非常大。由变频器、ＰＬＣ构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵的节能改造中，使冷却水泵能随宅调负荷的变化而自动变速运行，达到显著节能效果。 关键词：PLC自动控制系统；自动控制；设计。 前言
离心泵流量控制方法探讨 前言 离心泵是目前使用最为广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。 离心泵流量常用控制方法 方法一：出口阀开度调节 这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。 方法二：旁路阀调节 这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。 方法三：调整叶轮直径 这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。 方法四：调速控制 叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和最大流量均减小。 泵系统的整体效率 出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率都大幅减小。叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。 能耗水平 假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？ （1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。 （2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。 （3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。 （4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。 总结 下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用。 流量调节方法连续调节泵的流量特性曲线变化泵系统的效率变化流量减小20%时，泵的功率消耗出口阀开度调节可以最大流量减小，总压头不变，流量特性略微变化明显降低94% 旁路阀调节可以总压头减小，曲线特性发生变化明显降低110% 调整叶轮直径不可以最大流量和压头均减小，流量特性不变轻微降低67% 调速控制可以最大流量和压头均减小，流量特性不变轻微降低65%
一次泵变流量系统(VPF) 1、 控制方式 冰机控制 负荷测定：蒸发器的流量和温差 冷量调节： 与活塞机组的介跃调节不一样,离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态,最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小,可调节制冷剂循环流量,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,控制出水温度的目的。这种调节可实现无级连续调节,可精确调节到负荷要求,精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差(与设定值的偏差) 和变化速度求出所需的加载/卸载量,从而将冷水温度控制在设定的范围内。导叶电机根据4～20mA 的电流输入信号,每0. 3 %地增加或减小导叶的开启度,这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性,实现无级调节。加载时,导叶开启度增大;卸载时导叶开度减小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在±0. 3 ℃以内。见图2。控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表1。 在接近系统的安全阈值时,会进行加载或卸载限制。图3示出了出水温度控制的循环。 “ —→”代表系统控制 “ —→”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3 所示,系统控制和实施控制操作 后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。 例如机组刚开机过程的加载过程,在电流限制的同时导叶由小逐渐开大,冷水温度不断下降,达到制冷的目的。当机组达到负荷后,出水温度已达到或低于设定点的温度,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,出水温度基本维持不变,电流逐渐减小,最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低,使机组导叶关小到某一值时,排气温度达到保护限,控制导叶不能继续关小(或导叶已关到最小) ,则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3 ℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。 冰机加减机： 加机（4种方式？）： 1. 冷冻水系统供水温度T S1高于系统设定温度T SS 并持续一段时间 2. 压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况） 3.计算负载 4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机(发生机率不高)。 减机： 1.依压缩机电流百分比（1 运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥ ） 2. flow*△T 3.系统流量
XBDJ潜水式消防泵 XBDJ潜水式消防泵为我公司所开创的沉水式消防泵，为国内首创，其技术可与国际先进技术相媲美。泵原材料采购、产品设计和生产完全依照国家消防强制性最新标准。XBDJ潜水式消防泵整体结构抗腐蚀、防锈性能绝佳，瞬时启动能力强，运转效率高，产品安全可靠，确保水泵长时间不用时水泵不生锈，关键时刻立即启动、瞬间达到所需要的水量、压力要求。我们全面把关生产过程，任何一产品出厂前都经过严格检测达到100%合格。XBDJ潜水式消防泵组配备的是潜水异步电动机，该型潜水电泵可长期浸在水中运行，不需建泵房，可以大大简化泵站的土工及建筑结构工程，减少安装面积，节约工程造价30~40%。无吸程，无须安装昂贵的吸程管，不用灌水就能立即抽水，本公司消防泵具有比地面消防泵更高可靠性，其优点非传统消防泵可堪比拟，是消防用首选水泵。 WDL系列不锈钢立式多级高效冲焊泵
技术参数： 流量Q：0.4~220m/h 扬程：最高305m 液体温度：-15℃至+120℃ 电压：220V/380V 材质：不锈钢304或316L或铸铁 应用范围： 锅炉给水及冷凝液系统； 冷却和空调系统； 环保水处理，渗透分析系统； 工业清洗系统； 市政供水及增压 WDQ/WGQ潜水排污泵
产品概述 本系列产品可广泛用于城市、工厂、矿山、电站给排水，特别是中水回用等场合。其特点如下： 本产品为单级单吸蜗壳式离心泵，电机与水力部件联成一体，拆装方便，有利于现场安装维护，节省时间，降低安装维护费用。 本产品结构简单紧凑，体积小，占地面积小，可直接置于水中，节约基建投资。 本产品叶轮为闭式结构，并采用优秀的水力模型，泵体为蜗壳型，过流部件表面光滑，高效可靠。 电机采用IP68高性能潜水电机，冷却效果佳，基本无噪音，F级绝缘使绕组能承受155℃的最高工作温度，经久耐用。 两套独立的机械密封上下串连安装，将电机和泵过流部件隔离，提供双重保险，更加安全可靠。 特别设置的电机冷却装置不仅可充分冷却电机，还有利于降低水池的液位，可最大限度地排除积水。 自动耦合安装、硬管移动式安装、软管移动式安装、固定式底座安装、固定式干式安装五种安装方式可灵活选择，简单方便，省时省力。 应用领域 本系列产品适用于建筑楼宇、医院、住宅小区、市政工程、道路交通及其施工，工厂排污、小型污水处理等场合排送含有固体颗粒、长纤维的废水、雨水、污水。 适用范围 流量：0-5000m/h 扬程：5-35m 介质温度：≤60℃ 最大工作压力：≤1.6MPa WPD自来水加压泵站专用无负压供水设备
前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相异步电动机进行拖动，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制，但是浪费了大量的电能，不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 1.1 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 1.2 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线
在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
一次泵变流量系统(VPF) 1、控制方式 冰机控制 负荷测定：蒸发器的流量和温差 冷量调节： 与活塞机组的介跃调节不一样,离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态,最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小,可调节制冷剂循环流量,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,控制出水温度的目的。这种调节可实现无级连续调节,可精确调节到负荷要求,精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差(与设定值的偏差) 和变化速度求出所需的加载/卸载量,从而将冷水温度控制在设定的围。导叶电机根据4～20mA 的电流输入信号,每0. 3 %地增加或减小导叶的开启度,这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性,实现无级调节。加载时,导叶开启度增大;卸载时导叶开度减小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在±0. 3 ℃以。见图2。控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表1。 在接近系统的安全阈值时,会进行加载或卸载限制。图3示出了出水温度控制的循环。
“—→”代表系统控制 “—→”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3 所示,系统控制和实施控制操作 后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。 例如机组刚开机过程的加载过程,在电流限制的同时导叶由小逐渐开大,冷水温度不断下降,达到制冷的目的。当机组达到负荷后,出水温度已达到或低于设定点的温度,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,出水温度基本维持不变,电流逐渐减小,最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低,使机组导叶关小到某一值时,排气温度达到保护限,控制导叶不能继续关小(或导叶 已关到最小) ,则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3 ℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。 冰机加减机： 加机（4种方式？）： 1. 冷冻水系统供水温度T S1高于系统设定温度T SS并持续一段时间 2. 压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况） 3.计算负载 4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机(发生机率不高)。
水源热泵控制系统 水源热泵作为一种用地下恒温水源代替冷却塔的高效节能空调，在实际应用中，为了进一步提高节能效果，还应尽可能减少主机、冷冻水泵和冷却水泵等主要耗能设备的用能。传统的空调水系统使用定流量的运行方式，水源热泵主机本身具有能量调节机构，根据负载变化输出的能量可以在额定值的25％ -100％的范围内调整。但是，冷冻水泵和冷却水泵却不随着负载变化做出相应的调节，流量保持不变，导致水系统经常在大流量、小温差的工况下运行，电能浪费很大。采用定温差变流量的水系统控制，可以避免这种浪费。 采用这种控制方式，可以把进回水的温差固定在一个较大的给定值上，在用户负荷较小时，通过减少流量来满足用户要求，这样水泵的能耗可以大大减少。随着冷机技术的进步，蒸发器的流量可以在额定流量的60%-100%范围内变化，这样就为采用交流变频调速器对水源热泵系统中的水泵进行变流量节能控制提供了技术保证。本文将利用PLC、触摸屏和变频器对水源热泵进行变频节能控制。 2变频节能控制方案 采用变频器配合可编程控制器组成控制单元,其中冷却水泵、冷冻水泵均采用温度自动闭环调节，即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采样,并转换成电信号(一般为4-20 mA,0-10 V等)后送至PLC,通过PLC将该信号与设定值进行比较再作PID运算后，决定变频器输出频率,以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速,从而达到节能目的。 2.1冷冻水系统
系统采用定温差变流量的方式运行，在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻水泵变频器工作的最小工作频率作为水泵运行的下限频率并锁定；将电动机工频设定为上限频率，改变变频器频率就可以调节系统的流量。另一方面，在系统运行时，由于低温冷冻水温度取决于蒸发器的运行参数，一般冷冻水出水温度设定为8-10℃,因此，只需控制高温冷冻水(回水)的温度,即可控制温差。为了确保冷冻水的出水回水温差在设定的范围内，方案采用温度传感器在冷冻水入口测量水温T，并与PLC、变频器及水泵组成闭环控制系统，将冷冻水回水温度控制在△T（一般取5-7℃）。当负荷发生变化，回水温度跟着变化，控制系统跟着温差的变化调节水泵的转速从而调节系统冷冻水的流量，直到满足新的负荷对冷冻水流量和温差要求。 图1冷冻水系统闭环控制框图 当水源热泵系统首次起动时，电机在工频下全速运行，冷冻水系统充分循环一段时间，然后再根据冷冻回水温度对频率进行无级调速。其目的是促进冷冻水的流动，保证换热效果。 2.2冷却水系统
中央空调循环水泵变频控制节能的实践 姓名：××× 身份证号：330×××××××××××× 申报等级：技师（国家职业资格二级） 申报工种：制冷设备维修 准考证号：×××××××××× 工作单位：××××物业管理有限公司 撰写日期：2012 年×月××日
目录 【摘要】 (1) 【关键词】 (1) 一、前言 (1) 二、中央空调系统的构成及工作原理 (1) 三、节能理论分析 (3) 四、节能方案分析 (5) 五、中央空调系统现场情况 (7) 六、变频器的选型 (7) 七、变频改造方案的实施 (7) 八、节能改造前后运行效果比较 (9) 九、结束语 (11) 【参考文献】 (11)
摘要：本文根据中央空调系统的工作原理及其冷却、冷冻水泵流量在空调负载荷变化时不能调节的运行状态，采用变频控制技术对中央空调系统冷却水泵和冷冻水泵进行变频调速改造，以达到节能的效果。关键词：中央空调、变频器、循环水泵、节能改造。 一、前言 我国是一个能源紧缺的国家，面临着巨大的能源压力。一方面，国家的经济要保持较高速度的增长，另一方面，又必须考虑环保和可持续发展的问题。所以中央提出：要建设“节约型社会”。我们××广电集团，在××卫视频道进行过“节约型社会”的主题节目播出，社会上引起了强烈反响。上级领导要求大家响应中央的号召，为建设“节约型社会”贡献自己的力量。 为此在去年我们物业公司工程部组织成立了中央空调节能改造小组，经科学认真详细的分析论证讨论，决定采用先进变频调速技术对电视台的中央空调系统进行节能技术改造。我作为成员积极参与了整个技改工程的始末，期间学习了不少知识和技术，对自己以后的工作起到了很大的帮助。 二、中央空调系统的构成及工作原理 图1所示为一典型中央空调机组系统图，主要由制冷主机系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、风机盘管系统、冷却水塔系统等组成：
水泵节能的主要方法 水泵广泛应用于工农业生产和居民生活的各个领域，每年消耗在水泵机组上的电能占全国总电耗的21％以上。水泵也是造纸企业必需的辅助生产设备，如用于制浆供水、碱炉给水、燃煤锅炉供水等，是造纸企业的主要耗能设备之一。当前，造纸企业的水泵效率普遍偏低；泵组选型过大、运行控制方式落后。多数企业仍然采用定速驱动，水泵的流量主要通过阀门调节。受季节、气候、工作负载等诸多因素的影响，水泵经常处于较低负载甚至节流50％以上运行，由于存在节流损失及偏离高效区运行，能量浪费非常严重。因此，探讨造纸企业水泵节能的技术和方法，提高水泵的工作效率，对提高企业的经济效益和社会效益具有重要意义。 1、提高系统的效率 水泵装置的效率可表示为 η=ηb. ηd. ηc. ηg （1） 式中：ηb—水泵效率，%；ηd —电动机功率，%；ηc—传动装置的效率，%；ηg—管路的效率，%。 由式（1）可见，水泵装置的效率受各个局部效率的直接影响，大小由他们共同决定。 1.1提高电机的效率 开发使用节能电机，降低铜、铁损耗，节能电机采用损耗低，导磁性较好的磁性材料，同时还改进了结构设计及制造工艺来降低杂散损耗。另一方面，注意选型的配套合理，做好运行中的检查、维护、保养工作，这对提高电机的效率也很重要。 1.2提高传动装置的效率 水泵与电机之间多采用V带（三角胶带）传动。保证V带传动的效率主要是保证胶带具有一定的转动包角和保持胶带合适的松紧度。运行一段时间后胶带发生塑性变形而伸长，导致包角减小和张力降低，此时要及时通过中心距进行调节。另外，由于带轮的加工误差，或者新旧胶带混用容易造成各根胶带的松紧不一，受力不均，降低了传动效率。因此，应选择加工精度高、质量好的带轮和胶带，更换胶带要做到一次全部更换。对于直接采用联轴器联接的水泵，其传动效率明显高于V带传动，但只有保证水泵与电动机之间的同轴度精确、连接螺栓松紧固定，才能进一步提高传动装置的效率。 1.3提高管路的效率
水泵节能改造的方法 对于水泵节能这个问题，不少人都有一个疑问，水泵有什么好节能的，平时不都那么用吗？水泵运行得很好啊，根本不需要节能啊，也没耗多少电的，不可能有多大的节能空间啊，针对这一系列的问题，下面泽德污水提升器就水泵节能问题详细给大家介绍下，我们为什么要节能，还有一些常见的水泵节能改造方法。 水泵节能的原因： 由于水泵大量广泛应用，水泵是中国的能耗大户啊，每年的耗电总量达到全车总耗电量的20%之多，并且每年还呈现出大幅递增的趋势呢，从水泵的设计方面的水平来看，中车的水泵设计水泵十分接近国外发达国家的先进水平了，但是在水泵的制造，工艺技术和系统运行的效率这些方面来说，相对发达国家都还存在很大的差距，2010年就因为水泵造成的能量浪费就达到了1700亿千瓦时,在水泵造成这么严重的能源的浪费，中国的水泵节能改造迫在眉睫啊，现在国家对水泵的节能服务有很强的政策扶持， 水泵节能改造方法： 要对水泵节能改造主要分两步，先是对水泵能耗进行准确的评估，然后进行有效的改造，特别是针对能耗浪费严重的地方进行对症下药,实施有效的整改方案，减少并做到杜绝浪费，我们根据水泵运行原理可以知道，流量与转速的一次方成正比的，扬程与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。假如水泵的效率一定，当要求调节流量下
降时，转速可成比例的下降，而此时功率成立方关系下降。 我们举个例：如果一台水泵电机功率为200kW，当转速下降到原转速的80%时，其耗电量为102.4kW，省电48.8％。 第一、功率因数补偿方法节能，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从而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，浪费严重。使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，功率因数很高，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。 第二、软启动方法节能，电机一般为直接启动或Y/D启动，启动电流等于4～7倍额定电流，这不但要求电网容量高，而且启动时会对设备和电网造成严重的冲击，影响使用寿命。使用变频装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，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，延长了设备的使用寿命。 第三、采用闭式（或开式）变频控制技术，由能耗优化模块、智能控制系统、变频控制系统、远程监控制系统等组成，实时监控泵系统工艺参数并与目标值比较，自寻优给出满足工艺要求且实时电耗最低的运行匹配和调速策略，实行最优运行调度方案，达到最佳节能效果。 第四、采用国内名优变频器和电气元件，性能稳定，设备运行安全可靠。 第五、自动寻优功能。自寻优给出满足工艺要求且实时能耗最低
中央空调水泵节能方案 作者admin来源浏览249发布时间08/06/25 中央空调水泵节能方案 1、中央空调运行控制方法分析 中央空调系统设计首先是根据室外气象参数和室内空调设计参数计算冷负荷，按分区结构特点，根据产品样本选择相应的设备，组合成一个系统。但空调系统绝大部分时间是在不满负荷的情况下工作。在不满负荷工作的控制方式不合理,系统能效比会大大降低。现在空调系统在运行调节方式上，风水系统主要是阀门（手动、自动阀门调节），主机利用卸荷方式,而这些方式是牺牲了阻力能耗来适应末端负荷要求，造成运行成本居高不下。 若采用变频控制，能量的传递和运输环节控制为变水量（VWV ）和变风量（VAV）,使传递和运输耦合并达到最佳温差置换,其动力仅为其它控制系统的30-60% ,而且节能是双效的，因为对制冷主机的需求能耗同时下降。主机采用变频节能控制，保持设计工况下的制冷剂运动的物理量（如温差、压力等）变化，节能较其它调荷方式明显，如约克（YORK ）的YT型离心式冷水机组,配置变频机组在部分负荷下能效比可降至冷吨，可见变频控制方式在 空调系统中应用前景十分广阔。 过去在中央空调系统中应用变频技术为什么推广难呢？可能是价格的原因吧？在变频技术、计算机自动化控制技术非常成熟的今天，用此技术与暖通空调专业技术相结合，它并不是一门高价的技术,在小功率空调中其经济性都可承受，在中央空调系统中更不应该成问题:（1）中央空调运行时间更长，节能问题更突出；（2）变频控制在整个系统中所占的造价比例不高；（3）变频控制器的容量越大, 每千瓦功率单价越低。 中央空调系统采用变频器是可行的，其投资回收一般在6 ~ 12个月以变频控制器使用寿命10年计, 其净收益在10倍投资额以上。 2、中央空调调速节能原理制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将
循环水泵操作规程 1、 性能参数： 水泵型号：KQSN450-N13/502(T) 扬程：60m 流量：2430 m 3/h 电机功率：560KW 转速：1480 r.p.m 电机电压：10000v 额定电流：39.91A 冷却塔：NBTL-3000型 冷却水量：2500 m 3/h 冷却水最大温差：10℃ 冷却塔风机：P=160KW U=380V 重力无阀过滤器流量：150 m 3/h ２、 启动水泵前的准备工作确认：确认水泵检修安装完毕，水泵与电机的 对中已经调教完毕，联轴器防护罩安装就位，地脚螺栓紧固，测量元件投入正常使用，各法兰连接处无漏水现象，水泵机体和电机周围杂物清理干净，积水坑无杂物，污水泵能够连续运行正常；循环水系统正常生产时三台水泵为两用一备，供两套制氧机的循环冷却水，如果只运行一套制氧机，启动一台水泵就可以满足生产需要，为了保证ASU 安全稳定运行，按以下规程去操作。 ３、 水泵启动前的准备的工作： （1）、确认水池水位的高度满足循环水泵启动要求，确认水泵入口阀 V8461A/B/C 打开，对水泵壳体排放阀进行排气，直到有水流出、没有气泡为止。 （2）、对水泵进行盘车，应转动灵活，无卡阻现象 。 （3）、通知电工对水泵的出口电动阀门做空投试验，运行操作工到现场确 认，检验阀门的工作性能，包含手动和自动两种状态。将电动出口阀转换为手动状态，开度分别为15%、25%、50%、75%、90%，观察该阀是否灵敏好用，如有问题，找相关专业人员及时处理 ；并将该阀门处于手动状态 。 4、 水泵的启动 ：
循环水泵操作规程 （1）、缓慢打开没有投入使用的玻璃钢冷却塔上水阀门，将水导入玻璃钢 冷却塔，这时水压会有一定的下降，根据压力下降情况 调节该阀门的开度,上水总管压力PI9001不能低于230 KPa. （2）、通知电工送电。 （3）、联系值班长，听从班长指令可以启动。 （4）、观察水泵的电流、检测电机和水泵轴承的温度、并听运转音是否 正常。 （5）、观察水压上升情况，及时调整水压，打开需要循环水设备 冷却器 上、回阀门，并与水泵的出口电动阀配合调节，保证水压PI9001不得高于450 KPa ，水压过高将导致冷却塔喷头损坏。 （6）、根据水温变化情况，当 上水温度高于30℃，启动轴流风机。 5、水泵停止操作：接到班长停止或倒换水泵通知后，确认运行水泵的流 量、压力能否满足现在运行设备循环冷却水的要求。 （1）、DCS 控制室中，由工艺工程师、仪电人员对运行设备的循环水流量 和压力解除停车联锁,目前空压机的水压停车联锁为80KPa 。 （2）、关小预停止水泵的出口电动阀，适当关小不需要循环水设备冷却器 上、回阀门，调节循环水压力，保证水压PI9001不得高于400 KPa 。 （3）、停止水泵运行，注意观察水压PI9001不能低于250 KPa 。 （4）、观察水压是否有变化，如果发现水泵倒转，立即关闭入口阀门。 （5）、关闭循环水去玻璃钢凉水塔上水阀门，保证水压PI9001在正常的工 作压力330 KPa 。 （6）、停止玻璃钢凉水塔的风机。 （7）、调节水压满足运行设备要求。 6、凉水塔风机的启动： 启动前的准备工作： 检查齿轮油箱油位满足启动要求，仪表测量轴温和轴振动已经投入，可以正常使用，确认风机的叶片没有异物缠绕，联轴杆周围无杂物，可以启动。 启动： （1）通知电工送电，现场运行工到凉水塔风机的操作柜旁进行就地启动。 （2）再次确认玻璃钢冷却塔风机罩内没有人员。 （3）将开关按扭旋转到运行状态，确认风机启动，检查声音和震动是否正常。
变频水泵节能原理及分 析 Revised as of 23 November 2020
前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相异步电动机进行拖动，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制，但是浪费了大量的电能，不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。
图1 水泵调速时的H-Q曲线 在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
水泵节能技术发展现状及趋势展望 火力发电厂中，厂用电约占总发电量的8%～10%，泵与风机的耗电量约占厂用电的70%～80%，因此，降低泵与风机的功耗对于提高电厂经济效益有很大作用。循环水泵的耗电量与季节和负荷都有关系，对其进行变频改造，既可以保证其有效地工作，又可以保证其在低负荷和不同季节的最低功耗，运用灵活、节能效果明显。 一、水泵节能技术在我国发展的趋势 目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。自然通风冷却塔、循环水泵、循环水管道及管道附件是电厂循环水系统的重要组成部分，在电厂初步设计中研究系统方案确定最优化系统配置，对于降低工程建设造价具有积极意义。循环水系统设计中最核心部分就是自然通风冷却塔、
循环水泵的合理选择配置，在循环水系统建设中它们的投资费用最多、施工最复杂，对电厂总投资影响最大。直接影响电力工程建设的单位造价与电厂投资回收年限。供水系统优化设计是系统方案选择的基础，其中对方案设计影响最大的是循环水泵电动机的年费用。在保证汽轮机运行安全满负荷发电的前提下，如何降低电动机的年费用，值得每一位工程设计人员思考。 二、水泵在使用过程中的问题 1、水泵本身设计技术含量不高 现阶段我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。再加上水泵制造企业片面着重经济效益，而忽视了水泵的节能工作，国家也没有这方面的政策扶持和财政优惠，造成了水泵制造企业对水泵节能、提高水泵效率也没有积极性。 2、水泵节能存在误区 我们过去对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水
循环水泵的变频控制方案在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。 由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计，67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2，而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2，满负荷运行时间每天不超过10-20小时。 经验证明，在中央空调的循环系统(冷却泵和冷冻泵)中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。 二、节能原理 由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速就，水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P 为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。 三、节能方案 1、整体说明 我公司中央空调系统目前有2台11KW循环泵。我们可对循环泵进行节能改造。
中图分类号：ＴＵ８３文献标识码：Ｂ文章编号：１００６－８４４９（２００７）０５－００７３－０３０引言 中央空调耗电量大，电力浪费也大，很有节能潜力。在中央空调系统中，冷水泵和冷却水泵的容量是按照最大热负载设计的，水泵长期在固定的最大水流量下运行，因季节、昼夜的温度变化及用户负荷的变化，空调实际的热负载在大部分时间内远比设计负载低。水泵系统长期在低温差、大流量下工作，从而增加了管路系统的能量损失、浪费了水泵的输送能量。 变频控制特别适合于风机、水泵类负载，既可以节省能量，又由于降速运行和软启动，从而减少了振动、噪声和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，并减少了对电网的冲击，所以中央空调系统普遍采用变频技术。另外运行时调整冷水机等设备的运行台数也是常用的控制技术。 １节能控制策略 １．１变频控制技术 中央空调系统的能耗由冷水机组电耗及冷水泵、冷却水泵和冷却塔风机的电耗构成。如果各冷水末端用户都有良好的自动控制，而冷水机组的制冷量必须满足用户的需要，那么节能就要靠调节冷水机组运行数量，提高其ＣＯＰ值，降低冷水泵、冷却水泵及冷却塔风机电耗来获得。有两种方法可以达到最大限度的节能效果。 （１）通常冷水机组根据负荷变化，自动调节电机的输出功率，制冷效率有一个最佳的工作条件，即有一个最佳转速，此时，压缩机的工作效率最高。在该工况下，加入变频技术，改变压缩机的转速，就会使压缩机偏离最佳工作条件，降低工作效率。以往，大型中央空调系统中冷水机组通常不采用变频调速控制。但随着科技的不断发展，未来冷水机组压缩机采用变频调速将可以提高机组部分负荷工作时的性能指标，同时变频驱动机组启动电流不会超过机组的满负荷时的工作电流，可减少设备投资，延长设备寿命。目前中央空调的变频技术主要仅应用于冷水泵、冷却水泵以及冷却塔风机。风机、水泵负载转速ｎ与流量Ｑ、扬程ｈ、功率Ｎ有如下关系： （ｎ１／ｎ２）３＝（Ｑ１／Ｑ２）３＝Ｎ１／Ｎ２ （ｎ１／ｎ２）２＝ｈ１／ｈ２ 在理论上，转速下降到额定转速的１／２时，流量下降到额定流量的１／２，扬程下降到额定扬程的１／４，而消耗的功率却是额定功率的１／８，故节能效果显著。若水泵或风机的特性与管道阻力特性不相匹配，则节能效果就差些。 （２）由多台冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机的并联系统，通过冷水机等设备的台数控制来满足空调冷负荷，并及时响应空调冷负荷的变化，实现冷水机房的供冷量与末端用户的实际需冷量的匹配，在满足空调负荷的前提下通过负荷预测和优化控制以提高系统的运行效率。 １．２冷水机组群控 目前大中型建筑中广泛采用的离心式、螺杆式压缩制冷机组及蒸汽或燃气式吸收冷水机组都具有较好的冷量调节手段，使机组可以在部分负荷下工作。然而，不论采用哪种调节手段，制冷机的ＣＯＰ总随冷量变化，在最大制冷量附近出现效率最高点。当冷水机组蒸发器出口温度不变，并且通过蒸发器的水量也不 中央空调节能控制策略 邱东１，章明华２，宋勤锋２，朱文海２ （１．广州大学城能源发展有限公司，广东广州５１１４３６；２．杭州华电华源环境工程有限公司，浙江杭州３１００３０） 摘要：介绍了大型中央空调通过设备群控、变频控制等策略，以实现系统最大节能运行。 关键词：群控；变频控制；自控系统；控制策略
我们当前水泵节能工作中存在的问题 火力发电厂中，厂用电约占总发电量的8%～10%，泵与风机的耗电量约占厂用电的70%～80%，因此，降低泵与风机的功耗对于提高电厂经济效益有很大作用。循环水泵的耗电量与季节和负荷都有关系，对其进行变频改造，既可以保证其有效地工作，又可以保证其在低负荷和不同季节的最低功耗，运用灵活、节能效果明显。 一、水泵节能技术在我国发展的趋势 目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。自然通风冷却塔、循环水泵、循环水管道及管道附件是电厂循环水系统的重要组成部分，在电厂初步设计中研究系统方案确定最优化系统配置，对于降低工程建设造价具有积极意义。循环水系统设计中最核心部分就是自然通风冷却塔、
循环水泵的合理选择配置，在循环水系统建设中它们的投资费用最多、施工最复杂，对电厂总投资影响最大。直接影响电力工程建设的单位造价与电厂投资回收年限。供水系统优化设计是系统方案选择的基础，其中对方案设计影响最大的是循环水泵电动机的年费用。在保证汽轮机运行安全满负荷发电的前提下，如何降低电动机的年费用，值得每一位工程设计人员思考。 二、水泵在使用过程中的问题 1、水泵本身设计技术含量不高 现阶段我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。再加上水泵制造企业片面着重经济效益，而忽视了水泵的节能工作，国家也没有这方面的政策扶持和财政优惠，造成了水泵制造企业对水泵节能、提高水泵效率也没有积极性。 2、水泵节能存在误区 我们过去对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水
辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开题报告 题目煤矿井下排水泵节能与控制系统的设计 指导教师张兰芬 院（系、部）机械工程学院 专业班级矿电11-1 学号1107250108 姓名姜宗帅 日期2015/4/6 教务处印制 25
一、选题的目的、意义和研究现状 煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。目前国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行监测。传统方法控制线路复杂，设备运行的可靠性低，工人劳动强度大，不适应煤炭发展的需要。本文设计的排水系统采用PLC控制，弥补了传统继电器控制的缺陷与不足，提高了水泵节能与工作可靠性和稳定性。 1设计现状： 目前国内外学者已经在煤矿井下排水系统控制的研究中取得了很多成就。就国内的研究工作来看，大多是从煤矿井下排水系统的安全可靠性、节能的角度进行研究。根据煤矿井下排水系统消耗电能大的特点，国内研究人员分别从离心式水泵，排水管路，电动机三个方面提出了对井下排水系统的节能改造。由于各类矿井情况差别大，能源消耗尤其是电能消耗大，所以在节能技术方面的研究对煤矿效益，以致可持续发展有着很大的意义。国内某计研究院提出采用PLC自动检测水仓水位、管道压力、流量等数据，根据水仓水位高低和参考矿井用电情况，建立数学模型，达到了水泵运行的避峰就谷的效果，有效地节省了矿井在排水系统上的能耗，缩减了煤矿的生产成本。 国外的研究大多从管道的长期的维护和清理，井水质量对排水设备的影响等更加细微更加长远的方面来研究。俄罗斯研究人员根据费用相等的原理，推导出水泵最佳使用周期和管道清理周期的两种形式相似的计算公式，为水泵使用和管道清理从科学的角度进行阐述，提高了整个排水系统的安全性能。 2设计目的和设计意义： 新形势下，随着市场经济的飞速发展，中国低碳节能的经济目标的提出，与泵类搭配使用的马达的用电量大致是全国耗电总量的两成由于过去水泵的效率比较低，致使资源的浪费问题严重。如何提高水泵的运转效率，是考虑水泵节能的首要工作，这成为当今势必考量的话题。该设计的目的以及意义就是通过分析煤矿井下排水泵的节能方法，找出一种最适合的节能途径，力求做到能源消耗最少，使泵的排水效率实现最大化。 二、研究方案及预期结果 26