水泵流量的变频调节与阀门调节的节能效果比照分析
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1071 概述建设大型的输油管道要考虑长期的运行能力,因此在初始建站的时候就需要安装能够保证设计流量的泵站设备以及电动机。
在输油管道实际的运行过程当中,其输油量往往低于实际的理论设计值,因此会采用各种方式进行节流调节比如通过阀门进行节流调节,从而能够满足管道匹配的要求。
变速调节方式,在理论上能够降低输油泵的能量消耗。
本文在理论上对变速条件诶和节流调节的泵效率进行了比较,并进行了相应的对比实验分析,对这两种方式的节能效果进行了探讨。
2 输油泵节能原理离心泵根据工况的变化来调节流量,一般而言调节流量的方法有调节阀出口开度也就是节流,以及改变离心泵的转速。
变速调节方式能够改变输油泵电机的转速,从而能够调节输油泵的运行工况。
采用变速调节技术控制流量,流量和转速的一次方成正比例关系,扬程和转速的二次方成正比关系,轴功率和转速的三次方成正比关系。
也就是功率跟转速的三次方成反比例下降关系。
采用变速调节方式能够节省原先消耗在阀门上的能量,从而降低系统的能耗。
3 输油泵变速与节流实验设计本文以型号80Y-100×2的输油泵作为实验对象,将一台IS50-32-160的离心泵做变速节流调节的对比实验,对输油泵的两种方式的节能效果进行了对比。
3.1 实验装置实验装置整体由电磁调速电机、水泵管道、控制装置、测试仪表四个部分组成。
其中电磁调速电机又分为了电磁离合器和鼠笼式电动机两个部分。
电磁离合器磁极和电枢在二者机械上并无联系,磁极和水泵相连接,电动机和电枢相连接,在向磁极线圈上接通直流电后,磁极会产生磁场,此时电动机会带动电枢旋转,从而切割磁场产生涡流。
在励磁电源的主回路当中存在晶闸管单相半波整流电路,该单相半波整流电路能够将220V的交流电压经过晶闸管的整流后变成脉动的直流电压,通过改变晶闸管的触发导通的时间,能够改变整流的输出电压,从而调节电动机的转速。
在实验的过程当中,首先作出输油泵在额定的转速的性能曲线,然后全开输油泵的调节阀,通过改变电机的转速得到了一系列的工作点,同时测出相对应的流量、压力以及功率等,通过分析得到的数据,从而比较出两种调节方式。
风机水泵的变频调速节能分析节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。
我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量,其输出功率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。
另外,由于在通常的设计中为了满足峰值需求,水泵选型的裕量往往过大,也造成了不应有的浪费。
根据风机、水泵类的转矩特性,采用变频调速器来调节流量、风量,将大大节约电能。
下面就分析一下在风机水泵类负载中使用变频器所能达到的效果。
一,通过变频调速达到的一次节能。
下面以水泵为例来说明,由图1可以看到:流量Q正比于转速n压力H正比于n2转矩T正比于n2功率P正比于n3图1 水泵流量、压力、功率曲线… 在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节,如图2所示:图2 阀门控制水泵流量管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2,其中R为阻力系数电机在恒速运行时,流量为100%情况下(工作点为A),水泵轴功率相当于Q1AH1O所包容的面积。
电机在恒速运行时,采取调节阀门的办法获得70%的流量(工作点为B),将导致管阻增大,水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积,所以轴功率下降不大。
采用变频调速控制流量时,由于管道特性没有改变,水泵特性发生变化(工作点为C),轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。
故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比,输入功率大大减小。
如图3所示:图3 变频调节水泵流量正如前面提到的,轴功率P与转速n的三次方成正比。
采用变频器进行调速,当流量下降到80%时,转速也下降到80%,而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。
利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析随着节能环保意识的不断增强,对于水泵电机的节能改造越来越受到关注。
变频技术作为一种高效节能的控制手段,被广泛应用于给水泵电机的节能改造中。
本文将从变频技术的原理及应用、给水泵电机的节能改造方法、节能效益分析几个方面对给水泵电机的节能改造及综合效益进行探讨。
一、变频技术原理及应用变频技术是通过改变电机的供电频率来控制电机的转速,从而实现精确的控制和节能降耗的一种技术。
变频器作为变频技术的核心设备,通过改变输入电压的频率和幅度来调节电机的输出转速,实现能源的有效控制。
在给水泵电机的应用中,通过安装变频器控制给水泵电机的转速,可以实现流量的精确调节和节能降耗的目的。
由于水泵在工作过程中通常存在负载波动和流量变化的情况,传统的固定速率供电方式将使电机的能耗过高,浪费大量的能源。
而通过变频技术,可以根据实际需求实时调节给水泵的转速,使其在不同负载情况下达到最佳运行效果,提高系统的能效。
二、给水泵电机的节能改造方法1.安装变频器:将变频器安装在给水泵电机的供电线路上,通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。
2.设置参数:根据实际需求和给水泵电机的特性,对变频器进行参数设置,如最大转速、最小转速、流量曲线等。
3.控制策略选择:根据给水泵电机的实际工况,选择合适的控制策略,如恒差压控制、恒流控制等。
4.运行监测与调试:安装好变频器后,进行运行监测和调试,通过监测参数的变化来控制给水泵电机的工作状态,并进行相应的调整。
三、节能效益分析变频技术对给水泵电机的节能改造可以带来显著的节能效益和经济效益。
1.提高能效:通过变频技术控制给水泵电机的转速,可以使其在实际工况中保持最佳的能效,降低电机的无功耗和机械损耗,提高系统的效率。
2.节约能源:传统的固定速率供电方式会使给水泵电机在不同负载情况下效率低下,浪费大量的能源。
而变频技术可以根据实际需求实时调节给水泵的转速,使其在不同负载情况下达到最佳运行效果,节约能源。
浅谈水泵变频调速节能摘要:水泵采用变频调速控制,节能效果显著,具有明显的经济效益和社会效益。
本文就变频调速原理、水泵变频调速节能原理和节能效果方面,进行了一定阐述,供大家参考。
关键词:节能;调速;变频器;水泵1、引言随着环境、能源形势的日益严峻,国际、国家的环境、能源政策法规越来越严厉,近年来国家出台了一系列相关政策,鼓励各企事业单位采用低能耗产品,采取积极手段进行节能技术改造。
据统计风机、水泵每年耗电量约占全国用电量的31%,占全国工业用电量的40%~45%。
这是由于许多风机、水泵的拖动电机处于恒速运转状态,而生产中的风、水流量要求处于变工况运行;还有许多企业在进行系统设计时,容量选择得较大,系统匹配不合理,往往是“大马拉小车”,造成大量的能源浪费。
因此,搞好风机、水泵的节能工作,对国民经济的发展具有重要意义。
特别是把用挡板和节流阀调节风量、流量的控制改为转速控制,可节省大量电能。
2、变频调速的原理交流异步电动机(以下简称电动机)的转速为式中 n——电动机转速,r/minn0——电动机同步转速,r/minp——电动机极对数s——转差率f——电源频率,Hz因此,电动机的调速可以概括为改变极对数,控制电源频率以及通过改变某些参数如定子电压、转子电压等使电机转差率s发生变化等几种方式,这样交流电机就有很多不同的调速方法。
其中变频器就是基于改变控制电源频率来对电机进行调速。
3、水泵变频调速节能原理在生产中,许多设备的能耗都与电机的转速有关,其中风机、水泵最为突出,这些设备一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件,如最大流量和扬程进行选择的,但实际生产中所需的流量往往比设计的最大流量小的多,如果所用的电动机是不能调速的,通常只能通过调节阀门的开度来控制流量其结果在阀门上会造成很大的能量损耗,如果不用阀门调节,而是让电机调速运行,那么,当需要的流量减少时,电动机的转数降低,消耗的能量将会明显减少。
图1 水泵的特性曲线图1为水泵调速时的特性(H-Q)曲线。
变频水泵节能原理及分析随着节能环保意识的增强,能源消耗成为人们关注的焦点。
作为工业生产和生活的重要设备,水泵的能耗也备受关注。
传统的水泵在使用过程中,为了满足不同工况需求,通常采用调节阀门的方式来改变流量和扬程。
然而,这种调节方式会造成能量的大量浪费。
借助变频技术,变频水泵能够实现高效节能运行,达到节能环保的目的。
变频水泵是通过变频器控制电动机的转速,从而改变水泵的工作状态。
传统的水泵需要启动大功率的电动机,无论实际需求流量大小如何,电动机的转速始终保持不变。
而变频水泵可以根据用户的需要,通过调节变频器的输出频率,使电动机的转速随之改变。
1.节约电能消耗:传统水泵的电动机运行时通常工作于额定转速,即使实际工艺不需要满负荷运行,也无法调整工作状态。
而变频水泵可以根据实际需求进行转速调整,使电动机运行在高效节能状态。
2.减少管道阻力:传统的水泵使用调节阀门来控制流量,阀门越小,流量越小,但会增加水泵的背压和管道的阻力。
而变频水泵可以根据实际需求调整转速,保证流量与压力的匹配,有效减少管道阻力。
3.减少泵损:水泵在启停时会带来冲击力和液体回流,而变频水泵启动平稳,可以减少泵的振动和泵损。
变频水泵的节能效果主要体现在以下几个方面:1.变频控制:通过变频器控制电动机转速,可以根据实际需求调整水泵的流量和扬程,实现节约能耗的目的。
根据实际案例数据,变频水泵的节能效果可达到20%-50%。
2.调整工况:传统的水泵通常是在额定工况下运行,而变频水泵可以根据实际需求调整工况,在实际工艺需要较小流量时,可以减少工作时间和电能消耗。
3.减少泵损:变频水泵启动平稳,减少冲击力和液体回流,能够延长泵的使用寿命,减少维修和更换成本。
4.智能控制:变频水泵配备智能控制系统,可以根据实际需求自动调整运行状态,提高水泵的运行效率,避免人工操作带来的误差和能耗。
总之,变频水泵借助于变频技术,能够根据实际需求调整水泵的运行状态,实现高效节能的目的。