风机水泵节能分析

风机 / 水泵节能原理一、风机，水泵工作现状分析1、概述风机，水泵是目前工业现场中应用较多的设备，而且电机功率较大。

在我国，电能最大的用户是电机，约占总耗的70%。

其中风机，水泵耗电占全部电能的50%，在通常设计中，用户配用电机的设计容量都要比实际高出很多。

也就是大马拉小车现象，同时原风机、水泵的送风、送水系统控制大多数都是采用控制调节阀门的开度来实现送风、送水量的大小，不管需要的风量、水量是大是小，风机、水泵则都是以设计时的最高转速运行，由于使用阀门调节开度来实现变风量、水量的控制，调节方式不方便，造成维护成本增加，系统不稳定性，管网损耗增加，又浪费大量的电能，即“放风、放水就是放电”白白浪费掉，同时电机在工频状态下频繁开/停比较困难，对电网冲击较大，势必造成开/停机时的电流冲击，传统的调节方式已经不能满足现代企业生产工艺的需求，在风机、水泵、等应用领域，引入节能控制技术，能达到很好的节能效果，同时，也降低了电机启动时对电网的冲击，提高了设备的功率因数，延长了机械系统的使用寿命，消除“水锤效应”对管道的冲击，提升了系统的可靠性，另外，因为节电器强大的保护功能，对设备起到了很好的保护作用，有效降低了设备的维护成本。

近几年，随着现代电力电子技术的不断推广与应用，从实践结果来看，WSD-E90专用节电器得到了良好经济效应与社会效应，并且，也得到用户的广泛认同。

1）电能浪费风机／水泵，挡板、阀门的调节控制风量／水量，风机／水泵的转速恒定，由挡板／阀门来控制风量／水量，造成能量的大小与电机输出功率不成比例，造成大量的能量浪费。

2）对生产工艺中负荷的适应能力差由于生产负荷在变化，而风门／阀门的调节也在不断变化，若风量／水量不稳定，就会造成风压／水压的变化，影响到工作效率和生产质量。

3）电机起动冲击电流大，管道的“水锤效应”电机启动采用降压起动方式。

在启动过程中起动冲击电流是额定电流的3-4倍，对电网电压冲击很大，“水锤效应”对管道的危害，操作复杂设备故障率高，维护费用高，造成停产损失大。

风机水泵变频调速的节能运行原理风机和水泵是典型的变转矩负载。

变转矩负载的特性是转矩随速度的上升而上升。

风机和水泵的电动机的轴功率P 与其流量（风量）Q ，扬程（压力）H 之间的关系式如下：P ∝Q×H ④当流量由Q 1变化到Q 2时，电动机的转速为N 1、N 2，Q 、H 、P 相对于转速的关系如下：Q 2＝Q 1×（N 2／N 1）H 2＝H 1×（N 2／N 1）2 ⑤ P 2＝P 1×（N 2／N 1）3而电动机的轴功率P 和转矩T 的关系为： T ∝P ／N 因此：T 2＝T 1×（N 2／N 1）2 ⑥由式⑤和式⑥可以看出，风机和水泵的电动机的轴功率（功率输出）与转速的3次方成正比，而转矩与转速的2次方成正比。

图6（a ）显示出了风机和水泵的扬程（压力）与风量（流量）的关系曲线，图6（b ）显示出转矩与电机速度的关系曲线：从图6中可以看出，在低速时，功率会有很大的下降。

由于风机或水泵运行于额定转速以上是恒功率调速，此时风机和水泵效率很低，机械磨损大，容易损坏电机。

从理论上讲，速度降低10％时会带来30％左右的功率下降，由于功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果。

风机水泵在改用变频调速前，要根据实际工况首先取得设备运行的技术参数，进行改造前的一些必要的技术论证，计算是其中最为重要的一个环节，而节能估算又是论证计算中关系到用户是否体现经济效益的重要环节。

在节能方面的计算是无法非常精确的，这是由于实际工况中有许多无法精确预算的影响因素存在。

因此，只能称其为“节能估算”。

节能是指能量形式相互转换过程。

包括能量转换为功的过程中，H 2H 1转矩T 功率P 21转速 100%图6(a)图6(b)努力减少多余的能量消耗，即所谓“所费多于所当费，或所得少于所可得”的那部分能耗，而“当费”与“可得”的那部分是不能被节约的。

对于电力产生的消费来说，“可得”是指发电机应得到的发电效果，“当费”是指用电器（包括电动机）做功的耗效果。

泵与风机的节能泵和风机是常用的耗电能设备。

它们数量多,分布广，耗电量巨大。

从生产方面来看，泵与风机耗电量所占和的比例数非常高，其年耗电量约占全国用电量的 1 / 3 ，占全国工业用电量的 4 0 ％~4 5 ％。

可见，泵与风机自身的电力消耗相当大，这就要求泵与风机在低耗能、高效率工况下工作，以达到节能的目的。

泵与风机是消耗电能的动力机械,由于选型不当、管道设计安装不合理、维护检修不良、使用管理落后、设备陈旧等因素, 造成了泵和风机的使用效率较低。

一泵与风机的几项重要性能指标1.1流量流量是指单位时间内泵与风机输入流体的数量。

分体积流量qv（单位为m3／s、m3／h、L／s）和质量流量qm （单位为kg／s、t／h），两者的关系为：qm=ρ.qv式中ρ为输送流体的密度（单位为kg／m3）。

1.2能头和压头泵提供的能量通常用能头表示，称为扬程，是指单位重量液体通过泵后的能量增加值，用符号H表示，单位为m流体柱。

风机提供的能量通常用压头表示，称为全压，是指单位体积气体通过风机后的能量增加值，用符号 P表示 ( 单位为 Pa) 。

风机的全压与扬程之间的关系为：p =p·g H 2）1.3功率1.3.1有效功率有效功率是指单位时间内通过泵或风机的流体得到的功率，即泵与风机输出功率，用 P e表示( 单位为 k W) 。

对泵而言：Pe=ρ.g.qv.H/1000对风机而言：Pe=qv.P/10001 . 3 . 2轴功率轴功率是指原动机( 一般指电动机或汽轮机 ) 传给泵与风机轴上的功率，又称输入功,用P表示(单位为 k W) 。

1. 3. 3 损失与效率泵与风机的损失可分为三种:机械损失总功率△Pm、容积损失总功率△Pv、流动损失总功率△P 。

对这三种损失至今还不能用理论方法进行准确计算，只能依靠试验和经验公式来进行计算。

泵与风机系统的节能工作涉及到管理、泵与风机本身的效率、设备选型、电机与机械设备电控系统的配套、泵与风机的合理运行和新技术的开发应用等多方面的问题。

当地居民生存的一大挑战。

开发SQ Flex可再生能源供水系统。

格兰富绿色能源供水系统（SQFlex以利于安装和使用。

源达到的几乎零运行费用，以及南非的Mafeteng和Durban地区，格兰富的SQ改善。

在定名为SQ 获得A级能效标识的Alpha2热水循环泵格兰富公司的热水循环泵的产量一直为世界第其平均能源【摘 要】为风机和泵类设备的节能减排提供了依据。

【关键词】风机 泵 节能 方法 应用潜力风机与泵是应用广泛的流体机械，全国约有3 2002年国家经贸委节能信息传播中心对鞍钢第三图5 SQFlex可再生能源供水系统使管网阻力曲线由R 1变为R 2，交（H —Q ）n 1曲线于B 点，流量和扬程分别为Q 2和H 2，泵的效率变为ηB 。

如采用调速调节转速由n 1降为 n 2，此时泵的性能曲线变为（H —Q ）n 2，C 点为新的运行工况点，流量和扬程分别为Q 2、H 3，此时泵的效率曲线为ηn2，而泵的额定效率不变，即ηC =ηA ，不是ηB 。

锅炉给水泵调速节能原理如图3。

图3 锅炉给水泵调速节能原理图从图3可得出相对节能量，由于水泵功率P =C ·H ·Q 则为获得流量Q 2，节流调节耗功P 2=C ·H 2·Q 2≈□B H 2O Q 2。

调速调节耗功P 3=C ·H 3·Q 2≈□B H 3O Q 2。

A 则调速对节流调节节能P J = P 2－P 3≈□B H 2O Q 2－□B H 3O Q 2=（H 2－H 3）Q 2=ΔH ·Q 2即节省功率与扬程之差成正比。

按图3定出各点参数关系，即可计算出调速调节对节流调节的节能量。

假定额定工况点A 的流量Q 1与扬程H 1均为100%，Q 2=0.5 Q 1，H 2= 1.2H 1，ηC =ηA ，ηB =0.8ηA ，由于Q ∝n ，H ∝n 2，故n 2=0.5 n 1，H 3= 0.25H 1。

水泵风机节能计算水泵和风机是常见的工业设备，在工业生产中起到重要的作用。

然而，水泵和风机的运行也将消耗大量的能源，给企业带来了不小的能源成本。

为了降低能源消耗，提高节能效果，我们可以进行水泵和风机的节能计算，为企业提供相应的节能方案。

水泵的节能计算是根据其运行功率、流量和扬程来进行的。

首先，我们需要确定水泵的运行功率。

水泵的运行功率可以通过测量所需的电流和电压来获得，并通过以下公式进行计算：P=U×I×PF其中，P是水泵的运行功率，U是电压，I是电流，PF是功率因数。

根据P可得到水泵的功率消耗。

接下来，我们需要确定水泵的流量。

水泵的流量可以通过测量泵入口和出口的压力差来获得，并通过以下公式进行计算：Q=A×V其中，Q是水泵的流量，A是泵入口的面积，V是泵入口处的速度。

根据Q可得到水泵的流量消耗。

最后，我们需要确定水泵的扬程。

水泵的扬程可以通过测量泵入口和出口的压力差来获得，并通过以下公式进行计算：H=P/(ρ×g)其中，H是水泵的扬程，P是水泵的功率，ρ是液体的密度，g是重力加速度。

根据H可得到水泵的扬程消耗。

综上所述，水泵的节能计算可以通过测量电压、电流、压力差等参数，并利用上述公式进行计算，从而得到水泵的功率、流量和扬程消耗。

在实际的节能改造中，我们可以通过更换高效节能的水泵或者调整水泵的运行参数来降低能源消耗，提高节能效果。

风机的节能计算是根据其运行功率、风量和压力来进行的。

首先，我们需要确定风机的运行功率。

风机的运行功率可以通过测量所需的电流和电压来获得，并通过以下公式进行计算：P=U×I×PF其中，P是风机的运行功率，U是电压，I是电流，PF是功率因数。

根据P可得到风机的功率消耗。

接下来，我们需要确定风机的风量。

风机的风量可以通过测量风机进出口的压力差和风机的性能曲线来获得，并通过以下公式进行计算：Q=A×V其中，Q是风机的风量，A是风机进出口面积，V是风机进出口速度。

举例说明离心式风机与水泵采用变频调速节能的原理在各种工业用风机、水泵中，如锅炉鼓、引风机、深井、离心泵等，大部分是额定功率运行，而它们的能耗都与机组的转速有关。

通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。

风机流量的设计均以最大风量需求来设计，其调整方式采用调节风门、挡板开度的大小、回流、启停电机等方式控制，无法形成闭环控制，也很少考虑省电。

这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。

在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。

从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。

同样，离心式水泵在我国当前的工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，水泵流量的设计同样为最大流量，压力的调控方式只能通过控制阀门的大小、电机的启停等方法。

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。

电气控制采用直接或Y-△启动，不能改变风机和水泵的转速，无法具有软启动的功能，机械冲击大，传动系统寿命短，震动及噪声大，功率因数较低等是其主要难点。

为解决这些难题，相关科研技术人员根据生产需要对风机和水泵等装置的转速进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况，在满足生产需求的基础上又节约了能源。

所以，变频调速对生产生活具有十分重要的意义，这也就意味着我们有必要了解风机和水泵等装置采用变频调速节能的原理。

为了对变频调速节能原理有更清晰、更深入的理解，我们可以先从变频器的工作原理出发。

变频器电路（见下图）的基本工作原理为：三相交流电源经二极管整流桥输出恒定的直流电压，由六组大功率晶体管组成逆变器，利用其开关功能，由高频脉宽调制（PWM）驱动器按一定规律输出脉冲信号，控制晶体管的基极，使晶体管输出一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，其幅值为逆变器直流侧电压Vd而宽度则按正弦规律变化，这一组脉冲可以用正弦波来等效，此脉冲电压用来驱动电机运转，通过控制PWM驱动器输出波形的幅值和频率，即可改变晶体管输出波形的频率和电压，达到变频调速的目的。

大功率风机水泵调速节能运行技术经济分析在工业生产中，大功率风机和水泵是非常常见的设备。

然而，由于它们的运行通常需要较高的能耗，因此如何实现节能运行成为了一个重要的问题。

调速技术是一种常见的节能手段，通过调整风机和水泵的转速，可以实现功率调节，从而实现节能目的。

本文将对大功率风机水泵调速节能运行技术进行经济分析。

首先，调速技术可以降低设备的耗能量。

一般来说，风机和水泵的转速越高，其能耗也就越大。

通过调速技术，可以将风机和水泵的转速降低到最佳运行状态，从而降低了单位时间内的能耗。

以风机为例，通过调速技术可以将转速降低10%，则能耗可以降低约27%，因此可以实现较大幅度的能耗节约。

对于大功率风机和水泵来说，能耗的降低将能够带来可观的节能效益。

其次，调速技术可以提高设备的运行效率。

当负载不变时，风机或水泵的运行效率通常在额定转速附近最高。

通过调速技术，可以使设备运行在其最佳效率点上，从而提高设备的运行效率。

提高设备的运行效率，不仅有助于减少能耗，还能够提高设备的性能和可靠性，延长其使用寿命。

因此，调速技术在大功率风机和水泵的节能运行中具有重要的作用。

再次，调速技术可以降低设备的维护成本。

风机和水泵的转速的降低，能够减少设备的负荷，减轻设备的磨损和损坏。

同时，通过调速技术，可以降低设备的运行温度和噪音，提高设备的工作环境。

这些都有助于降低设备的维护成本，减少设备的故障率和停机时间。

因此，调速技术可以帮助企业降低设备维护的费用，提高设备的可靠性和生产效率。

综上所述，大功率风机水泵调速节能运行技术对于降低能耗、提高运行效率和降低维护成本都有重要的作用。

然而，需要注意的是，实施调速技术需要一定的投资成本。

包括设备的更新换代、调速器的安装与调试等。

因此，进行经济分析是非常必要的。

应该综合考虑投资成本、节能效益和减少维护成本所带来的收益。

根据实际情况进行具体分析，确保调速技术的经济性。

总之，大功率风机水泵调速节能运行技术在实际应用中具有很大的潜力。

风机泵类变频节能的工作原理变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。

即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。

2、功率因数补偿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，铺张严峻，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S －视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，一般水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS Ф≈1，从而削减了无功损耗，增加了电网的有功功率。

3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（４-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严峻的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震惊时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。

而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开头，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，延长了设备和阀门的使用寿命。

节约了设备的维护费用。

变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。

泵与风机的节能优化1. 泵与风机制节能趋势泵与风机系统的节能工作涉及到管理、泵与风机本身的效率、设备选型、电机与机械设备电控系统的配套、泵与风机的全责运行和新技术的开发应用等多方面的问题。

目前，为搞好泵与风机的系统节能工作，除了提高认识，搞好科学管理以外，泵与风机的节能趋势还应从以下几个方面考虑：1.1 提高泵与风机的本身效率研制生产和推广高效泵与风机，首先满足新建企业和新增泵与风机的需要，同时，逐步更新和改造现有的老设备。

1.2 对流量、风量调节范围较大的泵与风机采用调速控制目前有相当多的泵与风机是采用挡板或阀门来调节流量和风量，其电能浪费十分严重。

如把所有的在运行的泵与风机改为调速控制，是实现节能很有效的途径。

调速控制的方法有很多种，如变极、调压、调阻、电磁滑差调速电机及液力偶合器等，优选哪种调速方案应该按具体情况具体分析，因地制宜，应通过技术经济方案比较后决定。

1.3 开发、推广以电子控制为核心的高效调速节能装置采用可控硅串级调速装置速控制可控硅中级调速（低同步串调）技术上比较成熟，我国已系列化生产，很多企业都在积极地推广使用，并组织进一步的标准化、系列化，统一设计与泵、风机配套和定量生产。

采用变频调速和无换向器电机调速装置的调速控制可控硅变频调速和无换向器电机调速装置同串级调速一样，都属于高效地调速控制方法，后者调速方式受到绕线式异步电动机的限制，对于大、中容量的泵与风机，鼠笼式异步电动机采用理想的变频调速和同步采用无换向器电机调速装置，实现调速节能势在必行。

2泵与风机的节能途径泵与风机的节能途径包括泵与风机本身捞取有、系统节能、运行节能三个方面。

泵与见机本身节能是前提，系统节能是关键，运行节能是最终体现。

三个方面密切相关，互为因果。

2.1泵与风机本身的节能途径泵与风机本身节能重点应减少泵与风机内水力损失上，可以采取以下对策：①选用优秀的水力、空气动力模型；②采用先进设计方法；③减少过流部件的粗糙度；④合理选择缝隙处零件的材料，提高抗咬合和耐磨性，适当的减少间隙值，减少容积损失。