水泵变频运行的图解分析方法
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水泵变频运行特性曲线 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】一、引言水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。
二、水泵变频运行分析的误区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,后才随着转速的升高而升高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,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量QA,额定扬程HA ,管网理想阻力曲线R1=KQ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QB,扬程HB。
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QC,扬程HC;这里QB=QC。
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。
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4.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。
常用水泵控制原理图
以下是常用水泵控制原理图的描述:
原理图中,有一个水泵和一个传感器,传感器用于检测水位。
当传感器检测到水位下降时,控制电路自动启动水泵,并将水泵接通到电源。
控制电路中主要包含一个电磁继电器和一个开关。
当传感器检测到水位下降时,电磁继电器被激活,闭合电路,使得水泵启动。
同时,开关也被打开,将电源连接到水泵。
当水位上升到一定程度时,传感器检测到水位上升,电磁继电器被释放,断开电路,水泵停止运行。
开关也被关闭,切断电源。
此外,原理图中还包含一个保险丝,用于保护电路以防止电流过大。
保险丝位于电源与水泵之间,当电流过大时,保险丝会断开电路,起到保护作用。
总的来说,这个水泵控制原理图通过传感器检测水位的变化,控制电路自动启动或停止水泵的运行,以确保水位在设定范围内。
冷冻水泵变频:1、根据设定压差控制水泵变频,当测量压差小于设定压差时,根据PID算法,水泵频率渐渐增大,直到50HZ为止。
当测量压差大于设定压差时,根据PID算法,水泵频率渐渐降低,直到30HZ 为止,当水泵频率为30HZ,测量压差仍大于设定压差时,调节旁通阀的开启度,使压差满足要求。
冷却水泵变频控制:2、根据设定的回水温度与测量温度比较,当测量的回水温度小于设定温度,且主机处于启动状态时,水泵以低频30HZ运行,当高于设定温度,根据PID算法渐渐增大水泵的运行频率,当水泵运行频率达到50HZ或温度高于设定温度加带宽时,启动冷却塔地埋水泵变频控制3、根据主机地埋侧进出水温度,让水泵进行变频运行,让主机的COP处于最佳状态,当温度升高时,则增大水泵的运行频率,反之则减小水泵的运行频率。
调节水泵转速的节电原理采用交流变频技术控制水泵的运行,是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一,下图绘出了阀门控制调节和变频调速控制两种状态的水泵功率消耗——流量关系曲线。
下图显示了变频器控制和阀门控制水泵所消耗的不同功率,从下图中我们可以清楚的看出在水泵流量为额定的60%时,变频器控制与阀门控制相比,功率下降了60%;所以水泵仅仅依靠阀门控制是远远不够的,进行变频器控制的节能改造是十分必要的。
对于水泵来说,流量Q与转速N成正比,扬程H与转速N的二次方成正比,而轴功率与P与转速N的三次方成正比,下表列出了它们之间的关系变化:水泵转速N% 运行频率F(Hz) 水泵扬程H% 轴功率P%节电率%100 50 100 100 090 45 81 72.9 27.180 40 64 51.2 48.870 35 49 34.3 65.760 30 36 21.6 78.4 从上表中可见用变频调速的方法来减少水泵流量进行节能改造的经济效益是十分显著的,当所需流量减少,水泵转速降低时,其电动机的所需功率按转速的三次方下降;当水泵转速下降到额定转速的10%即F=45Hz时,其电动机轴功率下降了27.1%,水泵节电率为27.1%;当水泵转速下降到额定转速的20%即F=40Hz时,其电动机轴功率下降了48.8%,水泵节电率为48.8%;当水泵转速下降到额定转速的30%即F=35Hz时,其电动机轴功率下降了65.7%,水泵节电率为65.7%;当水泵转速下降到额定转速的60%即F=30Hz时,其电动机轴功率下降了78.4%,水泵节电率为78.4% ;冷冻和冷却水泵节电率的计算:计算公式:冷冻和冷却水泵节电率=[1-(变频器运行频率÷50Hz)3]×100%例如:水泵转速降低30%,即变频器运行频率=35Hz水泵节电率=[1-(35Hz÷50Hz)3]×100%=65.7%水泵转速降低20%,即变频器运行频率=40Hz水泵节电率=[1-(40Hz÷50Hz)3]×100%=48.8%。
水泵的原理和应用1. 水泵的工作原理水泵是一种机械设备,用来将液体(通常是水)从低压区域输送到高压区域。
它通过提供机械能来增加液体的压力,使其能够克服阻力,从而流动到更高的位置。
水泵的工作原理包括以下几个方面:•吸入过程:水泵通过旋转叶轮或活塞等构件,在泵体内部产生一个低压区域。
这个低压区域使得外部的液体能够进入泵体内部。
•压缩过程:在低压区域形成后,水泵通过旋转叶轮或活塞等构件的运动,将液体推向高压区域。
在这个过程中,液体的压力随着泵体内部的容积变化而增加。
•排放过程:当液体被推向高压区域时,水泵打开相应的出口,将液体排放出去。
这个过程一般需要克服一定的阻力,包括管道摩擦力和水体的重力等。
水泵的工作原理基于液体的运动和压力变化,可以广泛应用于各个领域,包括供水、排水、农业灌溉、化工、能源等。
2. 水泵的应用领域水泵的应用领域非常广泛,下面列举了一些常见的应用场景:•供水系统:水泵在城市供水系统中起着关键的作用。
它们将水从水源抽取,并通过管道系统将水输送到各个家庭、企业和公共设施中。
•排水系统:水泵也被广泛用于排水系统中,包括城市污水处理、地下室排水、排水沟清理等。
它们能够有效地将水排出,避免水灾和环境污染。
•农业灌溉:水泵在农业灌溉系统中的应用非常重要。
它们能够将水从水源引入田地,满足作物的生长需求。
农业水泵通常具备抗腐蚀和耐用的特性。
•建筑工程:水泵在建筑工程中扮演着关键角色,用于输送混凝土、灌浆材料和供应各种建筑设施。
它们能够将液体输送到远距离和高层。
•化工行业:化工领域常常需要泵来处理各种液体,包括酸、碱、有机溶剂等。
化工泵通常具备耐腐蚀和耐高温的特性。
•能源行业:水泵在能源行业中也有重要的应用,包括核电、火力发电和风电等。
水泵通过循环冷却剂或传送蒸汽来提供热量和动力。
•汽车工业:汽车中的冷却系统和燃油供应系统中都使用了水泵。
冷却水泵用于循环散热剂以降低发动机温度,燃油泵用于输送燃油到发动机。
水泵变频运行特性曲线精编Document number:WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-229861 引言水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 水泵变频运行分析的误区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,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量QA,额定扬程HA,管网理想阻力曲线R1=KQ 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QB,扬程HB。
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QC,扬程HC;这里QB=QC。
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。
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。
变频器控制水泵参数设置过程详解变频器控制水泵,这就像是给水泵请了个超级智能的管家,能让水泵乖乖听话,想快就快,想慢就慢。
那这个“管家”的参数设置可大有讲究呢。
首先得设置基本频率,这就好比是给水泵定个基础的工作节奏。
你要是把它设得太低,水泵就像个老态龙钟的小老头,慢悠悠地抽水,半天都干不完活儿;设得太高呢,又像打了鸡血的莽撞小子,可能会把自己累坏。
一般来说,得根据水泵的额定频率来合理设置,就像是按照一个人的正常步速来走路一样。
接着是加速时间和减速时间的设置。
加速时间就像是汽车的起步过程,你要是一下子把油门踩到底,车会“嗖”地一下冲出去,很容易出问题。
水泵也一样,加速太快,就会像脱缰的野马,可能会引起管道的剧烈震动,那就像地震来了似的,到处都在晃。
减速时间同理,要是突然刹车,也会有各种不良反应。
然后是转矩补偿。
这就像是给水泵加个助力器。
如果转矩补偿不足,水泵抽水的时候就像小蚂蚁拉大车,吃力得很;要是补偿过度了,又像个大胖子在蹦跶,不稳定而且还浪费电呢。
还有电压和电流的限制参数。
这就像是给水泵画个圈,告诉它只能在这个范围内活动。
电压设得太高,水泵就像被雷劈了一样,可能会受到损害;电流太大,那就像是洪水泛滥,会把电路给冲垮。
频率上限和下限的设置也很关键。
这就像是给水泵的活动范围划个边界。
上限设低了,水泵就像被绑住了手脚,发挥不出全部实力;下限设高了,又可能会让水泵在不需要高速运转的时候还在那瞎忙活,就像一个人在空房间里还不停地跑来跑去。
载波频率也不能忽视。
这就像是水泵和变频器之间的交流语言的频率。
设得不合适,就像两个人在鸡同鸭讲,沟通不畅,会影响水泵的运行效率,可能会让水泵工作起来磕磕绊绊的。
PID参数设置就像是给水泵装上了一个智能大脑。
比例系数、积分时间和微分时间要是没调好,水泵就像个没头的苍蝇,不知道该怎么根据实际需求来调整自己的工作状态,不是抽多了水,就是抽少了水。
总之,变频器控制水泵的参数设置就像是一场精心编排的舞蹈,每个参数都是一个舞蹈动作,只有配合得恰到好处,水泵才能跳出优美而高效的舞步。
2 水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,水泵在工频运行的特性曲线为f1,额定工作点为a,额定流量qa,额定扬程ha,管网理想阻力曲线r1=kq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qb,扬程hb。
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qc,扬程hc;这里qb=qc。
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。
而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。
即两台完全相同的泵在相同的工况条件下,输送相同的流体,且泵的直径和输送流体的密度不变,仅仅转速不同时,水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。
供水系统方案图变频恒压供水系统构成及工作原理1系统的构成图3-1 系统原理图如图3-1所示,整个系统由三台水泵,一台变频调速器,一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。
三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀,以供维修和调节水量之用,三台泵协调工作以满足供水需要;变频供水系统中检测管路压力的压力传感器,一般采用电阻式传感器(反馈0~5V电压信号)或压力变送器(反馈4~20mA电流);变频器是供水系统的核心,通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。
从原理框图,我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。
(1)执行机构执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,图2.3中的3个水泵分为二种类型:调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定。
恒速泵:水泵运行只在工频状态,速度恒定。
它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时,对供水量进行定量的补充。
(2)信号检测在系统控制过程中,需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:①水压信号:它反映的是用户管网的水压值,它是恒压供水控制的主要反馈信号。
②报警信号:它反映系统是否正常运行,水泵电机是否过载、变频器是否有异常。
该信号为开关量信号。
(3)控制系统供水控制系统一般安装在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。
①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。
供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集,对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法,得出对执行机构的控制方案,通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制。
②变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。
变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率,完成对调速泵的转速控制。
水泵变频运行的图解分析方法作者:变频器世界1 引言水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,水泵在工频运行的特性曲线为F1,额定工作点为A,额定流量QA,额定扬程HA,管网理想阻力曲线R1=KQ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QB,扬程HB。
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QC,扬程HC;这里QB=QC。
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。
而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。
即两台完全相同的泵在相同的工况条件下,输送相同的流体,且泵的直径和输送流体的密度不变,仅仅转速不同时,水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。
(2) 在风机单机运行时,风门挡板不变且温度和密度不变时,管网阻力只与风机的流量有关,阻力系数为常数。
因此其运行工况与标准工况相同,可以应用比例定律。
但在风机并联运行时,由于出口风压受其它风机的风压的影响,出口流量也与总流量不同,造成工况变化,因此比例定律已经不再适用了。
(3) 相似定律在引风机中,如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时,作为特例,其形式也发生了变化,与上述比例定律不同,必须进行温度或密度的修正。
(4) 在水泵方面,比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差,即没有净扬程的情况。
比如在没有落差的同一水平面上远距离输水,水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力,在这种情况下,当转速降到零时,扬程(压力)也降到零,流量也正好降到零,这是理想的水泵运行工况。
图1中工作点A和C就完全适合这种工况,可以使用比例定律。
(5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况,水泵的出水口和进水口之间是有高度差的,有时还很大。
在水泵并联运行时,水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。
并联运行的泵要想出水,水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。
水泵出口流量并不是总管网流量,总管网流量为所有运行的水泵的流量和。
由于管网总流量增大和阻力增大,因此并联运行的水泵扬程更高,工况发生变化,因此比例定律在此也不再适用。
4 单台水泵变频运行的图解分析(1) 单台水泵变频运行分析的关键,在于水泵进出口水位的高度差,也就是水泵的净扬程H0。
水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。
因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度,见图2。
图2 单台水泵变频运行特性曲线图2中,额定工作点仍然为A,理想管网阻力曲线R1与流量成正比。
变频后的特性曲线F2,工作点B。
流量为零时的净扬程H0,变频运行实际工作点HB与净扬程的差△H=HB-H0,为克服管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程。
由于管网阻力曲线与图1不同,因此不满足相似定律。
(2) 图2中的工作点A为水泵额定工作点,满足水泵的额定扬程和额定流量。
因此R1成为理想的管网阻力曲线。
但是由于实际管网阻力曲线不可能为理想曲线,因此实际的最大工作点一定要偏离A点。
如果实际最大工作点向A点右下方偏移,则由于流量增加较大,容易造成水泵过载。
因此实际额定工作点应该向A点左上方偏移,见图3。
图3实际工作点向A点偏移(3) 图3中,在节流阀门全部打开,管网阻力曲线R2为实际管网阻力曲线。
变频器在50Hz下运行时的实际最大工作点C,实际最大流量QC(比水泵的额定流量QA小),最大流量时的扬程HC(比水泵实际额定扬程HA高)。
实际工作点C的参数只能通过实际测试才能得出。
当在变频器频率为F2时的特性曲线F2,实际工作点B。
实际工作点与净扬程的差△H=HB-H0=K2QB2,为克服实际管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程。
工作点B的实际扬程HB=K2QB2+H0。
5 相同性能曲线水泵工频并联运行时的图解分析(1) 两台或两台以上的泵向同一压力管道输送流体时的运行方式称为并联运行。
并联运行的目的是为了增加流体的流量,适用于流量变化较大,采用一台大型泵的运行经济性差的场合。
同时水泵并联运行时可以有备用泵,来保证系统运行的安全可靠性。
(2) 水泵并联运行工况的工作点,由并联运行的总性能曲线和总的管道特性曲线的交点来确定。
并联运行的总性能曲线,是根据并联运行时工作扬程相等,流量相加的原则,在同一坐标扬程下,将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的,见图4。
相加的原则,在同一坐标扬程下,将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的,见图4。
图4水泵并联运行特性(3) 图4为两台相同性能泵并联工作的总性能曲线与工作点。
其中A为任意一台泵单泵运行时的工作点,净扬程H0。
B为两台泵并联运行时单台泵的工作点。
F2为两台泵并联运行时的总的性能曲线,在纵坐标相同的情况下,横坐标为单台泵性能曲线的两倍。
并联运行的工作点C点的流量QC=2QB,扬程HC=HB。
管网阻力曲线不变,只是两台泵并联运行时,流量为两台泵的流量和。
(4) 两台相同性能的水泵并联运行有如下特点:l HC=HB>HA:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于单台泵运行时的扬程。
l QC=2QB<2QA:即两台并联运行的总输出流量为两台单泵输出流量之和,每台泵的流量一定小于单泵运行时的流量。
因此并联运行时的总流量,不能达到两台单泵的流量和。
l 管网阻力曲线越陡,泵的性能曲线越平坦,并联后的每台泵的流量同单泵运行时的流量比较就越小,并联工作的效果越差。
l 并联运行适合于性能曲线较陡,以及管网阻力曲线较平坦的场合。
6 不同性能水泵并联运行的图解分析6.1 关死点扬程(或最大扬程)相同,流量不同的水泵并联运行时的性能曲线图5 扬程不同的水泵并联运行特性曲线图5中:(1) F1为大泵的性能曲线,大泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为小泵的性能曲线,小泵单独运行时的工作点B1。
(3) F3为并联水泵的总性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC= QA2+ QB2。
6.2 关死点扬程(或最大扬程)相同,流量不同的水泵并联运行的特点(1) HC=HB2=HA2>HA1>HB1:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于每台泵单泵运行时的扬程。
(2) QC=QA2+QB2关死点扬程(或最大扬程)不同,流量也不同的水泵并联运行时的性能曲线如图6所示。
图6 扬程不同、流量不同水泵并联特性曲线(1) F1为大泵的性能曲线,大泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为小泵的性能曲线,小泵单独运行时的工作点B1。
(3) F3为并联水泵的总的性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC=QA2+QB2。
6.4 关死点扬程(或最大扬程)不同,流量也不同的水泵运行时特点(1) HC=HB2=HA2>HA1>HB1:即两台泵并联运行时扬程相同,且一定大于大泵单泵运行时的扬程HA1,更大于小泵单泵运行时的扬程HB1。
(2) QC=QA2+QB2(3) 两泵并联运行时,扬程低的水泵并联运行时流量减少更快。
(4) 当管网阻力曲线变化时,容易发生工作点在D的位置,该点的扬程高于小泵的最大扬程,造成小泵因扬程不足不出水,严重时会发生汽蚀现象。
7 变频泵与工频泵并联运行时的图解分析7.1 变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线,与关死点扬程(最大扬程)不同,流量也不同的水泵并联运行时的情况非常类似,可以用相同的方法来分析。
图7 变频泵与工频泵并联运行特性曲线(1) F1为工频泵的性能曲线,也是变频泵在50Hz下满负荷运行时的性能曲线(假定变频泵与工频泵性能相同),工频泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为变频泵在频率F2时的性能曲线,变频泵在频率F2单独运行时的工作点B1。
(3) F3为变频和工频水泵并联运行的总的性能曲线,工作点C,扬程HC,流量QC=QA2+QB2。
7.2 变频泵与工频泵并联运行时的特点(1) F2不仅仅是一条曲线,而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族。
F3也不仅仅是一条曲线,而是在F1性能曲线右方偏上的一系列曲线族。
(2) F2变化时,F3也随着变化。
工作点C也跟着变化。
因此变频泵的扬程HB2,流量QB2,工频泵扬程HA2,流量QA2,以及总的扬程HC=HB2=HA2,和总流量QC= QA2+QB2都会随着频率F2的变化而变化。
(3) 随着变频泵频率F2的降低,变频泵的扬程逐渐降低,变频泵流量QB2快速减少;工作点C的扬程也随着降低,使总的流量QC减少;因此工频泵的扬程也降低,使工频泵流量QA2反而略有增加,此时要警惕工频泵过载。
8 水泵运行时的特例8.1 变频泵与工频泵并联运行特例之一,是频率F2= F1=50Hz图8 变频泵在50Hz时与工频泵并联运行特性曲线(1) F1为工频泵的性能曲线,也是变频泵F2= F1=50Hz下满负荷运行时的性能曲线(假定变频泵与工频泵性能相同),工频泵和变频泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F3为变频和工频泵并联运行时总的性能曲线。
工作点C,扬程HC=HB2=HA2等于每台泵的扬程,每台泵的流量QA2=QB2,总流量QC=QA2+QB2=2QA2。
即当F2= F1=50Hz时,变频泵与工频泵并联运行时的特性,与两台性能相同的泵并联运行时完全一样。
8.2 变频泵与工频泵并联运行特例之二是F2=MIN图9变频泵在最低频率下与工频泵并联运行特性曲线(1) F1为工频泵的性能曲线,工频泵单泵运行时的工作点A1。