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水泵节能技术方案水泵在许多行业中广泛应用，包括建筑、农业、工业和市政设施等。
然而，水泵的能耗往往相当高。
为了减少水泵的能源消耗，提高其效率，可以采用一些节能技术方案。
以下是一些水泵节能技术方案的详细介绍。
1.变频调速技术：传统水泵的工作效率较低，常常在额定功率下运行，浪费了大量的能源。
采用变频器可以调整水泵的转速，根据实际需求灵活调节工作状态。
这样可以避免水泵处于大流量、低阻力的工作状态，降低功耗。
2.多级水泵系统：在大流量和小流量工况下，单级水泵的运行效率可能不高。
通过采用多级水泵系统，可以根据实际需求选择恰当的级数来提高水泵的效率。
3.并联运行：对于需要大流量的场景，可以将多台水泵并联运行，实现分流作业。
这样可以减少水泵的负荷运行，降低功耗。
并且，多台水泵可以根据需求随时投入或停止运行，灵活配合工况变化。
4.高效电机的应用：将高效电机应用于水泵系统中，可大幅度提高水泵的能效。
新一代的高效电机效率高达95%以上，相比于传统电机，可节约约10%的能源。
5.定时控制系统：通过定时控制系统可以根据需求合理控制水泵的开启和关闭时间。
避免水泵在无需运行的时间段持续耗能，如夜间或非高峰时段。
这样可以节约能源，延长水泵的使用寿命。
6.水泵系统的设计优化：在水泵系统的设计中，可以采取一些优化措施来提高其效率。
如优化管道布局，减少管道摩擦阻力；合理选择管道尺寸，减小能量损失；降低水泵的扬程，减少水泵功耗等。
7.定期维护保养：定期维护保养水泵设备，清洁过滤器和冷却系统，保证水泵的正常运行。
定期检查水泵的工作状态，及时更换磨损的零部件，保持水泵的高效工作状态。
8.采用智能监测系统：利用智能监测系统对水泵的工作状态进行实时监测和分析。
通过收集和分析水泵的运行数据，可以发现潜在的问题，预测设备的故障。
及时对水泵进行调整和维修，以提高其工作效率和延长使用寿命。
总结起来，水泵节能技术方案包括变频调速技术、多级水泵系统、并联运行、高效电机的应用、定时控制系统、水泵系统的设计优化、定期维护保养以及智能监测系统的引入等。
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。
水泵变频调速的应用及注意事项水泵变频调速是一种利用变频器来控制水泵转速的技术，可以根据实际需要对水泵进行调速，从而实现节能、降低噪音、提高运行稳定性等目的。
水泵变频调速广泛应用于工业生产、给排水工程、空调系统等领域。
下面将对水泵变频调速的应用及注意事项详细介绍。
一、水泵变频调速的应用1. 工业生产：在工业生产中，往往需要根据生产工艺的不同需求来调整水泵的转速。
通过使用变频器对水泵进行变频调速，可以根据生产工艺要求，在保证流量和压力的前提下，调整出最佳的运行转速，从而提高生产效率。
2. 给排水工程：在城市给排水工程中，水泵是非常重要的设备之一。
传统的水泵运行方式是通过改变出口阀门的开度来调整流量，然而这种方式造成能耗浪费。
而采用变频器对水泵进行调速，则可以根据流量需求实时调整水泵的转速，提高能耗效率，同时还能减少因长时间低负荷运行而导致的设备寿命缩短问题。
3. 空调系统：空调系统中，水泵常用于供冷或供暖。
根据室内温度的变化，通过使用变频器对水泵进行调速，可以根据需求实时调整水泵的转速，从而实现精确调控室内温度及湿度。
此外，在空调系统中，水泵变频调速还可以通过调整水泵的转速，减少噪音和振动，提高用户的舒适度。
二、水泵变频调速的注意事项1. 选择合适的变频器：在选择水泵变频调速系统时，需要根据水泵的功率和工作特点选择合适的变频器。
变频器的容量不应小于水泵的额定功率，否则可能会造成设备损坏。
2. 频率转换范围：在进行水泵变频调速时，需要注意变频器的频率转换范围，以确保系统能够满足实际的工作需要。
同时，还需考虑变频器的频率输出稳定性，以免频率波动对水泵的运行造成不良影响。
3. 过电流保护：水泵在启动和运行时，会有较大的启动电流和工作电流，因此需要注意变频器是否具备过电流保护功能，以防止设备因过电流而损坏。
4. 维护保养：水泵变频调速系统的维护保养十分重要。
定期检查变频器的工作状态和风扇是否正常运转，保持设备的清洁，及时处理设备故障，以确保系统的正常运行。
风机水泵负载变频调速节能原理相似定律：两台风机或水泵流动相似，在任一对应点上的统计和尺寸成比例，比值成相等，各对应角、叶片数相等，排挤系数、各种效率相等。
流量按照相似定律，由连续运动方程流量公式：φπηη⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=d D A vm vm vv v q流速公式： 60π⨯⨯=n D v m 式中：q v——体积流量，s m3；ηv——容积效率，实际容积效率约为0.95；A ——有效断面积（与轴面速度vm垂直的断面积），m²；D ——叶轮直径，m ； n ——叶片转速，r/mi n ； b ——叶片宽度，m ；vm——圆周速度，m/s ；φ——排挤系数，表示叶片厚度使有效面积减少的程度，约为0.75～0.95；按照电机学的基本原理，交流异步电动机转速公式： p f s n ⨯⨯-=60)1( 式中： s ——滑差； P ——电机极对数； f ——电机运行频率。
流量、转速和频率关系式：f n q v∞∞⇒ 可见流量和转速的一次方成正比，和频率的一次方成正比。
扬程按照流体力学定律，扬程公式：²21v m H ⨯⨯=ρ 扬程、转速和频率关系式：可见扬程和转速的二次方成正比，和频率的二次方成正比。
式中：H ——水泵或风机的扬程，m ；功率风机水泵的有效功率：每秒钟流体经风机水泵获得的能量。
水泵：H g q Pve⨯⨯⨯=ρ或 风机：P q P ve⨯=可见有效功率和转速的三次方成正比，和频率的三次方成正比。
式中：Pe——有功功率，w ；ρ——流体质量密度，m Kg3；P ——压力，Pa ；电量风机水泵效率：有效功率和轴功率之比。
ηp轴功率：电动机输出给风机水泵的功率。
轴功率（电动机的输出功率）公式： ηρpvshHg q P⨯⨯⨯=⇒水泵ηpvshPq P⨯=⇒风机电动机和风机水泵的传动效率： ηc电动机效率：ηm电量（电动机的输入功率）公式：ηηmcshgP P ⨯=ηηηρpmcvgHg q P⨯⨯⨯⨯⨯=⇒水泵ηηηρpm c gPP⨯⨯⨯=⇒风机节能工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ； ηd ：电动机效率 ； U ：电动机输入电压 ； I ：电动机实际运行电流 ；cos φ：功率因子。
水泵变频调速节能技术目录第一节概论1.1 水泵的要紧功能和用途1.2 水泵的性能参数1.3 水泵的性能曲线1.4 水泵拖动系统的要紧特点第二节水泵并列运行分析2.1. 水泵并联运行的一般情况2.2 如何作出并联水泵的性能曲线（H-Q）或（P-Q）2.3 当并联泵中的一台进行变速调节时，如何确定并联运行工况点？2.4 静扬程（或静压）对调速范围的阻碍。
2.5. 变频泵与工频泵的并联运行分析2.6. 高性能离心泵群的变频操纵方案第三节水泵变频调速节能效果的计算方法3.1 相似抛物线的求法3.2. 调速范围的确定3.3. 节能效果的计算第四节水泵变频调速和液力偶合器调速节能比较4.1.液力耦合器的工作原理和要紧特性参数4.2.液力耦合器在风机水泵调速中的节能效果4.3.风机水泵变频调速和液力耦合器调速对比计算4.4.液力耦合器调速和变频调速的要紧优缺点比较4.5.结论第一节概论风机与水泵是用于输送流体（气体和液体）的机械设备。
风机与水泵的作用是把原动机的机械能或其它能源的能量传递给流体，以实现流体的输送。
即流体获得机械能后，除用于克服输送过程中的通流阻力外，还能够实现从低压区输送到高压区，或从低位区输送到高位区。
通常用来输送气体的机械设备称为风机（压缩机），而输送液体的机械设备则称为泵。
1.1 水泵的分类水泵通常按工作原理及结构形式的不同进行分类，能够分为叶片式（又称叶轮式或透平式）、容积式（又称定排量式）和其他类型三大类。
叶片式泵又能够分为离心泵、轴流泵、混流泵和漩涡泵；容积式泵又能够分为往复泵和回转泵，往复泵可分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，而回转泵又可分为齿轮泵、螺杆泵、滑片泵和液环泵。
1.2 水泵的性能参数水泵的差不多性能参数表示水泵的差不多性能，水泵的差不多性能参数有流量、扬程、轴功率、效率、转速、比转速、必须汽蚀余量或同意吸上真空高度等7个。
（1）流量以字母Q(q v、q m)表示，单位为（升）l/s、m3/s、m 3/h 等。
泵的流量是指单位时刻内从泵出口排出并进入管路系统的液体体积。
泵的流量除用上述体积流量q v 外，还可用质量流量q m 表示。
q m 定义为单位时刻内从泵出口排出并进入管路的液体质量。
显然q v 与q m 间的关系为：v m q q ρ= （2） 扬程 水泵的扬程H 表示液体经泵后所获得的机械能。
泵的扬程H 是指单位重量液体通过泵后所获得的机械能。
水泵扬程的计算式为：m g v v g p p Z Z H 2)(21221212-+-+-=ρ 式中： Z2、p2、v2 与 Z1、p1、v1 分不为泵的出口截面2和进口截面1的位置高度、压力和速度值。
泵的扬程即为泵所产生的总水头，其值等于泵的出口总水头和进口总水头的代数差。
（3） 轴功率 由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为风机的轴功率，用P 表示，单位为kW 。
b r b r H Q gH Q P ηηρηηρ1021000==式中：Q---水泵流量 （m 3/s ）；H---水泵扬程 (m, gH p ρ=)；r η－传动装置效率；f η－风机效率；d η－电动机效率。
电动机容量选择： df r gH Q P ηηηρ1000= 式中：“102”----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
因为水的密度为1000 kg/m 3,因此水泵轴功率的计算公式能够简化为： br g H Q P ηη⨯⨯= 电动机容量选择： d b r dg H Q P ηηη⨯⨯= （ 若流量的单位用“m 3/s ” ） （4） 效率 水泵的输出功率（有效功率）Pu 与输入功率（轴功率）P 之比，称为水泵的效率或全效率，以η表示：PgHQ P Pu f 1000ρη== （5） 转速 水泵的转速指水泵轴旋转的速度，即单位时刻内水泵轴的转数，以n 表示，单位为rpm(r/min)或s -1 （弧度/秒）。
（6） 比转速 水泵的比转速以n y 表示，用下式定义：4/365.3H Qn n y =作为性能参数的比转速是按泵最高效率点对应的差不多性能参数计算得出的。
关于几何相似的泵，不论其尺寸大小、转速高低，其比转速均是一定的。
因此，比转速也是泵分类的一种准则。
(7) 泵的必须气蚀余量或泵的同意吸上真空高度泵的必须气蚀余量是指：为了防止泵内气蚀，泵运行时在泵进口附近的管路截面上单位重量液体所必须具有的超过汽化压头的富裕压头值，该值通常有泵制造厂规定。
泵的必须气蚀余量用（NPSH）r表示,单位为米（m）。
泵的同意吸上真空高度是指：为了防止泵内气蚀，泵运行时在泵进口附近的管路截面上所容许达到的最大真空高度值，该值也通常由泵制造厂规定，在不同的大气压力下及不同的液体温度时需要进行换算。
泵的同意吸上真空高度用【Hs】表示，单位为米（m）。
1.3 水泵的性能曲线图5所示是典型的锅炉给水泵性能曲线（H-Q）、以及效率和轴功率曲线。
它是一条较为平坦的曲线，与风机的一族梳状曲线不同，其出口压力（扬程）随着流量的增加而单调下降，零流量时的扬程称为关死点扬程。
水泵的静扬程（Hst）一般都不为零，图6所示为静扬程占到关死点扬程60％时的某给水泵的调速性能曲线和阻力曲线，2000250030003500η(%)N (k W )Q(m /h)3H (m ) 图5 典型的锅炉给水泵性能曲线 H 扬程O 5001000200025001500400300200100q (M /h )v 3q v a q v m M'M A H -q v H -q 1v H M H A 相似抛物线图6 某给水泵的调速性能曲线和阻力曲线风机的性能曲线呈梳状，一般通过入口风门调节风量和风压，随着风门（叶片）开大，风机的出口风量和风压都沿阻力曲线增大，其等效率曲线是一组闭合的椭元。
这一点是与水泵的性能曲线不同的：关于水泵，一般通过出口阀门调节流量和压力，当出口阀门开大时，流量增大，而压力却减小；当阀门关小时，流量减小，压力则增大，见图5、图6所示。
关于水泵，阀门开度的变化改变的是阻力曲线（陡度）；而关于风机，风门开度（叶片角度）的变化改变的是风机的P-Q 特性曲线，而与阻力曲线无关。
风机水泵所消耗的轴功率，则都与压力和流量的乘积成正比，但风机的轴功率随着风门开大而增大，而水泵则当其流量增大到一定程度后，其轴功率随着流量的增大增加不多甚至反而减小。
1.4 水泵拖动系统的要紧特点叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即其轴上需要提供的转矩与转速的二次方成正比。
风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；关于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量与转速的一次方成正比；扬程（压力）与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三次方成正比。
即：''n n Q Q = ; 2'')(n n H H = ; 3'')(nn P P = 风机与水泵转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图7所示。
因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当转速由n 变至n / 时，运行工况点将由M 点变至M /点。
q v P O P-q vP-q'vn n'n>n'M M'H 扬程H STO M M'nn'n>n'q v(a) (b)图7 转速变化时风机（水泵）装置运行工况点的变化(a) 风机（当管路静压Pst=0时） （b ）水泵（当管路静扬程Hst ≠0时）应该注意的是：风机水泵比例定律三大关系式的使用是有条件的，在实际使用中，风机水泵由于受系统参数和运行工况的限制，并不能简单地套用比例定律来计算调速范围和估算节能效果。
当管路阻力曲线的静扬程（或静压）等于零时，即H ST =0（或P ST =0）时，管路阻力曲线是一条通过坐标原点的二次抛物线，它与过M 点的变转速时的相拟抛物线重合，因此，M 与M ＇又差不多上相似工况点，故可用比例定律直接由M 点的参数求出M ＇点的参数。
关于风机，其管路静压一般为零，故可用相似定律直接求出变速后的参数。
而关于水泵，其管路阻力曲线的静扬程（或静压）不等于零时，即H st≠0（或P st≠0）时，转速变化前后运行工况点M与M＇不是相似工况点，故其流量、扬程（或全压）与转速的关系不符合比例定律，不能直接用比例定律求得。
而应将实际工况转化为相似工况后，才能用比例定律进行计算。
特不是关于水泵，其静扬程一般都专门大，因此变速前后的流量比不等于转速比，而是流量比恒大于转速比。
管路性能曲线的静扬程越高，水泵性能曲线和管路性能曲线的夹角就越小，则变速调节流量时，改变相同流量时的转速变化就越小，其轴功率的减小值也越小，还有可能引起管路的水击，因此水泵的调速节能效果要比风机差一些。
第二节水泵的并联运行分析2.1. 水泵并联运行的一般情况水泵并联运行的要紧目的是增大所输送的流量。
但流量增加的幅度大小与管路性能曲线的特性及并联台数有关。
图8所示为两台及三台性能相同的20Sh-13型离心泵并联时，在不同陡度管路性能曲线下流量增加幅度的情况，从图8可见，当管路性能曲线方程为Hc=20+10Q2时（Q的单位为m3/s），从图中查得：一台泵单独运行时：Q1=730L/s (100%)两台泵关联运行时：Q2=1160L/s (159%)三台泵并联运行时：Q3=1360L/s (186%)但当管路性能曲线方程为Hc=20+100Q2时（Q的单位为m3/s），从图9可查出：一台泵单独运行时：Q 1=450L/s (100%)二台泵并联运行时：Q 2=520L/s (116%)三台泵并联运行时：Q 3=540L/s (120%) 1004006002001000120014008001600203040506070Hc=20+10Q 2Hc=20+100Q 2Q(L/S)H(m)图8 不同陡度管路性能曲线对泵并联效果的阻碍比较两组数据能够看出：管路性能曲线越陡，并联的台数越多，流量增加的幅度就越小。
因此，并联运行方式适用于管路性能曲线不十分陡的场合，且并联的台数不宜过多。
若实际并联管路性能曲线专门陡时，则应采取措施，如增大管径、减少局部阻力等，使管路性能曲线变得平坦些，以获得好的并联效果。
一般的供水系统都采纳多台泵并联运行的方式，同时采纳大小泵搭配使用，目的是为了灵活的依照流量决定开泵的台数，降低供水的能耗。
供水高峰时，几台大泵同时运行，以保证供水流量；当供水负荷减小时，采纳大小泵搭配使用，合理操纵流量，晚上或用水低谷时，开一台小泵维持供水压力。
多台并联运行的水泵，一般采纳关死点扬程（或最大扬程）相同，而流量不同的水泵。
