空调循环水系统两台水泵并联运行方式节能分析

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
双速循环水泵节能运行分析
本文从理论角度分析了实施双速改造后的循环水泵在并联运行时的工作原理，结合双速循环水泵在单、并联运行工况下的性能试验，对多种运行方式进行了经济性比较。

提出了提高循环水泵运行效率的措施，为科学合理指导循环水泵节能运行提供了依据。

火力发电厂中，循环水泵是耗电量较大的辅机之一。

电厂的单元制循环
水系统，每台机组通常配2 台循环水泵，在运行中常常是一台泵单独运行或2 台泵并联运行。

由于机组经常处于变负荷运行状态，且受季节的影响，当循环水泵只单台运行时，循环水流量可能不足，造成凝汽器真空低；当循环水泵双泵并联运行时，又嫌水量过大，造成厂用电浪费。

因而对循环水泵实施双速改造并选择合理的运行方式有很大的节能潜力。

河北南网某电厂2 台机组为亚临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽
660MW 纯凝式汽轮机。

每台机组配有3 台1800HTCX 型斜流式循环水泵，2 台运行，一台备用。

电厂在2008 年底对循环水泵实施了改造，改变电动机极数，使电动机可以在2 个转速下运行。

本文首先对改造后的双速循环水泵并联运行的工作原理进行了分析，其次结合对双速循环水泵的单、并联运行工况下的泵效率试验，并对多种运行方式进行了经济性比较，提出了提高循环水泵运行效率的措施，为科学合理指导循环水泵节能运行提供了依据。

1、循环水泵工作原理大型电厂的循环水泵通常采用两种运行方式：单泵运行或双泵并联运行。

经过双速改造的循环水泵的并联运行方式通常为双泵低速并联运行、双泵高速低速并联运行和双泵高速并联运行。

1.1、单台泵工作原理将管路性能曲线和泵本身的性能曲线用同样比列尺。

空调水系统并联水泵的选择配置解析引言：我国目前建筑能耗中采暖空调系统能耗约65%，而空调能耗中才空气、水输送能耗占25%~30%。

对空调水增配系统中水输送设备一水泵的选择配置作一简要分析，一种降低空调系统中水泵能耗的方式，达到节能降耗的目的。

一、水泵的选择配置从图1可以看出，单台的性能曲线与管路系统性能曲线没有相交，当系统流量发生变化只需要单台水泵运转时，水泵会发生气蚀弊端，产生噪音，叶轮和泵壳出现小的坑洞。

消除这种现象有两种方法：(1)增加管路阻力(关小阀门)；(2)使两台水泵一直同时运转。

两种方法阀门都只会使水泵消耗的功率增加。

下图所选水泵不合适。

因此可以选择水泵时应注意：(1)根据进行规范要求满足系统所需的扬程，流量要求。

(2)应使单台水泵的性能曲线与管路性能曲线有交点，而且交点不要离水泵性能曲线末端太近，这样就不会发生气蚀现象。

(3)水泵要有良好的相互备用性，水泵的型号尺寸要一样。

因为两台水泵型号尺寸不同，它们必须在同一扬程下工作，否则扬程高的水泵可能使扬程低的水泵的止回阀关闭，无法正常工作。

二、水泵运行的基本原理和运行建模2.1基本原理我们知道在实际运行中水泵并不总在设计工况点下运行，在非设计工况点下运行时它遵守泵的相似原理。

泵的相似律表明同一系列相似机器的相似工况之间的相似关系，泵的性能参数是针对某一转速nm来说的当实际运行转速n与nm不同时蕴含下列关系：2.2运行分析八种对水泵配置时通常有以下三种情况分别对其通过分析.2.2.1两台水泵均为定频泵从图2可以看出：(1)在低流量时只开启一台水泵，便可满足系统流量的需要。

(2)在高于水泵流量时要同时开启两台水泵。

当系统流量未大幅提高设计流量时，泵系统流量的调节只有通过关小阀门，加大管道系统阻力的办法来解决。

此时管道系统性能曲线将变陡，由于冷却系统的转速并没有改变，所以水泵性能曲线也没有变化，但两条曲线的交点将上移，水泵将在低流量，非常高扬程的工况点运行。

空调循环水泵节能设计探讨水泵总是与流体的抢运管道联合牵头工作的，水泵的层面特性曲线与管网的特性曲线是一对矛盾的七个方面，并蕴含着紧密的关系，水泵的节能设计，就是对二者之间进行优化的投资过程。

空调水系统管网是一个庞大的循环系统，而且并联环路极为多，管网的特性也往往会由于开关的调节，产生不规则的变动，这一切都增大了水泵选型设计的复杂性。

因此，空调水系统成为模块空调系统运行节能的重要部分。

一、空调循环水泵的选型水泵的主要性能参数有流量、扬程和工作效率。

水泵的选型，就是确保水泵性能切合空调设计要求的要求，并继续保持高效率工作。

水泵的流量，一般是由冷热源设备容量和供回水温差所决定。

水泵的扬程决定于水系统的阻力，因此要求空调水系统设计要进行空气调节准确的水力计算。

图1是水泵选型扬程过大对能耗影响的分析，循环水泵选型工况点参数为：流量200m3/h，扬程32m，工作点的效率为70%，电动机功率30kW，管道特性系数图1扬程附加时冷却水的之时特性曲线图假设水泵扬程偏非常大20%，选型工作点扬程H2=38.4m，实际工作点扬程与流量为H3=38m,Q3=218m3/h，见图1。

正确设计水泵的轴功率N1=24.9kW。

扬程偏大水泵工作点轴功率N2=32.7kW。

可以看出，管道系统的离心力估算过大，意味着水泵是根据错误的特性曲线选型运行时，水泵工作点为点3，工作效率也将攀升，水泵的轴功率增加了即约24%。

此外，由于目前水泵产品质量和可靠性不断，选择水泵时，水量和扬程充电电流的附加不宜过大。

以上说明了水泵的选型对水泵运行节能的必要性，正确选择水泵是水泵节能运行的基本。

二、供冷和集中供热循环水泵分别设置水泵的必要性冷热共用的若两管制空调水系统，由于空调冷热负荷不同，供冷工况的供回水温差又远小于供热工况，因此，供冷循环水量要远大于供热循环水量，对热冬冷地区，供冷水量一般约为供热水量的3倍。

供热时管网阻力比供冷工况时要小得多，因此，供冷、供热共用水泵一般而言将出现以下运行方式：(1)供热时需要水泵利用阀门节流调节流量，见图2，管网特性曲线由Ⅰ改变至Ⅱ,节能损失大，能量浪费严重，明显是不合理的。

水泵并联运行分析1 引言水泵冷油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 水泵罗茨真空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，水泵液下排污泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量Q A，额定扬程H A，管网理想阻力曲线R1=K1Q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Q B，扬程H B。

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Q C，扬程H C;这里Q B=Q C。

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。

350MW超临界供热机组供暖季循环水“两机一泵”运行和节能分析一、设备简介公司2×350MW超临界汽轮机由东方汽轮机有限公司设计制造。

汽轮机型号为：CC350/272.9-24.2/1.1/0.4/566/566，汽轮机型式：超临界、一次中间再热、单轴、三缸双排汽、双抽凝汽式；最大连续出力为387.7MW，额定出力350MW；机组设计寿命不少于30年。

我厂循环水系统采用带冷却塔的扩大单元制系统，两台机配一座9000m2双曲线自然通风冷却塔，主要向凝汽器、高低压开式循环冷却水系统提供冷却水。

每台机配备两台循环水泵，一台定速电机、一台双速电机，通过改变运行水泵的运行台数和双速电机转速可以组合成多种运行工况。

现两台机各运行一低速循泵（1B、2B），电流分别为191A、172A；#1、#2机开冷泵运行，电流为69A。

二、可行性分析2.1根据我厂循环水系统设计，循环水主要用于主机冷油器、闭式冷却器、小机冷油器等各种辅机用户和凝汽器冷却。

根据测算，350MW超临界机组单台汽轮机配置一台东方汽轮机有限公司设计和制造的N- N-23000型凝汽器，凝汽器型式为双流程、表面式式凝汽器，冷却面积为23000m2，循环倍率为60。

表2-1 凝汽器设备规范凝汽器壳体采用焊接钢结构，其强度和刚度能承受管道的转移荷载和设计压力，防止汽轮机传递来的振动造成冲击和共振。

凡与凝汽器壳体相连的管道接口，工质温度在150℃及以上者设隔热套管。

喷嘴和内部管道工作温度超过400℃者，采用合金钢。

凝汽器的设计条件：VWO工况、清洁系数0.9、堵管率5％、管内设计流速2.1m/s、循环倍率60，凝汽器背压为0.0057MPa（a）。

凝汽器能在TRL工况下运行，此时的循环水进水温度为36℃，背压为0.0118MPa(a)。

为防止高速、高温气流冲击凝汽器管和内部构件，使流量分配装置和挡板具有足够的强度。

凝汽器管束材质为不锈钢。

2.2单台机组共配置2台循环水泵，其中一台定速泵、一台高低速泵，1号、2号机组循环水系统可联络运行，循环水泵设计参数如下：表2-2 循环水泵设计技术规范2.3机组切低压缸运行工况对循环水泵运行没有明显安全性影响，但可结合凝汽器热负荷大小和对循环冷却水流量需求对循环水泵运行方式进行优化，提高机组运行经济性。

水泵并联知识点总结一、水泵并联的概念水泵并联是指将多台水泵连接在一起，一起工作，将流量分担到多台水泵上，以提高水泵系统的流量和性能。

水泵并联可在一定程度上提高系统的运行可靠性，同时也能够相对均衡地使用各水泵，延长水泵的使用寿命。

二、水泵并联的作用1. 提高流量和扬程：水泵并联可以通过将多台水泵组合在一起来提高系统的总流量和总扬程。

当单台水泵无法满足系统的流量需求时，可以通过并联的方式来满足。

2. 提高系统可靠性：水泵并联可以提高系统的运行可靠性，一旦某个水泵发生故障，其他水泵仍然可以继续工作，减少了因单台水泵故障而导致系统停止运行的风险。

3. 均衡水泵使用：水泵并联可以相对均衡地使用各个水泵，减少单个水泵的负荷，延长水泵的使用寿命。

4. 节能降耗：通过水泵并联来提高系统的运行效率，减少了对单台水泵的过度负荷，从而降低了能耗。

三、水泵并联的组成1. 水泵：水泵并联的基础是多台水泵，各个水泵可以是相同型号、不同型号的水泵或者由多个单级、多级水泵组成。

2. 并联管道：并联管道用于将多台水泵的出口管道连接在一起，并与系统管道相连接，形成整个系统的流体路径。

3. 控制系统：水泵并联需要配套的控制系统，用于对多个水泵进行联动控制，实现多台水泵的协调运行。

四、水泵并联的注意事项1. 水泵性能匹配：在进行水泵并联时，需要注意各个水泵的性能要能匹配，保证在并联工作时能够实现流量和扬程的均衡分配。

2. 控制系统设计：水泵并联需要配备相应的控制系统，需要合理的设计控制策略，以实现多台水泵的协调运行，同时也要考虑系统的安全性和稳定性。

3. 反压平衡：在水泵并联中，需要考虑管道中的反压平衡问题，避免因反压不均衡而导致水泵运行不稳定或出现其他问题。

4. 过流问题：在水泵并联时，需要考虑各个水泵的流量控制，避免出现某个水泵的过流问题，从而影响系统的运行性能和安全性。

五、水泵并联的应用领域1. 工业领域：工业生产中常常需要大流量、大扬程的水泵，通过水泵并联可以满足大流量、大扬程的要求，如冶金、化工、石油、造纸等行业。

空调循环水泵变频调速能耗分析空调循环水泵变频调速能耗分析摘要：本文基于水泵与管网的性能曲线，理论上分析了单台循环水泵，多台水泵并联的变频调速的能耗计算方法。

以实际工程为例，根据变频调速的原理，利用TRNSYS软件对比了冷冻水系统定流量与变流量的水泵电耗。

关键字：TRNSYS；变频；水泵；能耗模拟中图分类号： U464.138文献标识码： A1引言建筑的冷负荷全年大约有98%的时间是在设计负荷的80%以下运行，大约有80%以上的时间在设计负荷的50%~55%以下运行[1]。

而在设计中空调系统的设备都是按满足最大的冷热负荷选型的，且大多处于定流量的运行工况下。

这就使得空调冷冻水、冷却水系统中常常存在“大流量、小温差”的现象，造成的水泵能耗过大，浪费大量能源。

所以对空调系统循环水泵采用变频技术是一种有效的节能途径。

2水泵变频调速节能原理本文水泵变频调速的能耗计算方法是基于水泵的“扬程—流量”曲线，“效率—流量”以及管网的特性曲线。

2.1单台水泵调速能耗计算方法（1）性能曲线空调管网的性能曲线为H=ΔP+SQ2其中ΔP为管网的恒压值，S 为管网性能系数。

水泵的“扬程—流量”，“效率—流量”曲线可以通过厂家样本的工况点进行拟合分别为H=A1Q2+B1Q+C1、η=A2Q3+B2Q2+C2Q+D2，其中A1,B1,C1,A2,B2,C2,D2分别为拟合系数。

（2）变频调速泵的实际效率调速泵的实际效率由电机效率ηm、水泵有效输出效率ηp、变频器效率ηVFD组成。

其中ηm ,ηVFD都并非定值，而是水泵调速比X的函数，文献[2,3]给出了典型电机与高效变频器的效率曲线。

ηm=0.94187×(1-EXP(-9.04X))、ηVFD=0.5067+1.283X-1.42X2+0.5842X3。

在水泵转速低于30%时电机效率剧烈下降，变频调速节电率被抵消，所以水泵的最低转速应不能低于额定转速的30%。

（3）单台能耗计算水泵的电耗如公式1.1所示：其中H为所需扬程，Q为水泵流量，NT为水泵耗电量（KW）（1.1）2.2定速泵与调速并联运行能耗计算（1）调速泵台数设置与调速范围水系统一般是由多台相同规格的水泵并联运行，水泵组的流量调节方式主要是变转速与变台数相结合的调节方式。

空调水系统的节能方式和水泵调节随着气候变化和环保意识的提高，节能环保已经成为现代社会发展的趋势。

空调水系统作为建筑物中最大的用能设备之一，如何提高其能效，成为设计和运营人员需要面对的问题。

本文将介绍空调水系统的节能方式和水泵调节的相关知识。

空调水系统的节能方式1. 水温控制空调水系统中，降低冷却水温度可以减少冷源机组的耗能。

同时，提高供水温度可以降低水泵耗能。

因此，在实际运行中，应根据实际需要合理控制水温，以达到节能的效果。

2. 水量控制在空调水系统中，水量是影响系统能耗的关键因素之一。

通过合理的流量控制，可以减少系统的管网压损和泵耗，提高能效。

实现流量控制的方式包括：自动调节阀、手动调节阀、流量控制器等。

3. 空调主机的运行控制空调主机是空调水系统中功率最大的设备，其运行控制对系统的整体能效影响极大。

根据不同的运行模式和负荷特点，调整主机的运行参数和状态，如制冷/制热切换、旁通阀设置、负荷均衡等，均能提高系统能效。

4. 余热回收利用在空调水系统中，主机的排热可以通过余热回收利用，提高系统能效。

通过设置热回收装置，将排出的余热转化为需要的热源，供给建筑的其他区域或工艺使用。

这不仅可以减少能源浪费，降低能耗，还能节约建筑物运营成本。

水泵调节水泵作为空调水系统中的动力设备，其能耗占系统总耗能的比重较高。

水泵调节是实现空调水系统节能的重要手段之一。

1. 泵流量调节水泵的流量调节是根据实际负荷需要，调整水泵运行状态，控制水流量，以达到节能的目的。

常见的泵流量调节方式包括：手动调节、电动调节和变频调节。

其中，变频调节具有精准、快速、稳定等优点，成为近年来广泛应用的一种方式。

2. 泵压力调节水泵的压力调节是通过控制泵出口压力，达到节能的目的。

常见的压力调节方式包括：通过开闭进口阀门、调整泵转速或引入变频技术等。

同样，变频调节方式在泵压力调节中也有广泛应用。

3. 系统增压在空调水系统中，由于管网压损等原因，可能需要对系统进行增压，以保持足够的水流量和水压。

空调循环水系统两台水泵并联运行方式节能分析摘要：本文分析了两台同型号水泵并联运行的三种运行方式：均工频运行、一工频一变频运行、均变频运行。

对其节能效果进行了大量的实验操作和数据处理，通过比较，分析并论证了负荷变化时三种运行方式的水泵节能情况。

关键词：并联水泵变频调速中央空调节能分析Abstract：This paper analyzed two sets similar type pump parallel connection three kinds of movement ways:all work frequency, one work frequency another variable frequency, all variable frequency.As to it’s economized on energy effect to carry on a great deal of experiment operation and data processing, analysis pump economy energy circumstance on three kinds of movement ways along with load variety.Key word: water pump parallel connection; variable frequency speed control ; central air condition ; economize on energy analysis引言随着大型和超大型建筑的不断增多，中央空调水系统越来越多的采用两台或多台水泵并联的运行方式，对于采用两台水泵并联运行的系统，有些系统采用两台泵均工频运行方式，有些系统采用一工频一变频运行方式，还有些系统则采用两台泵同时变频的运行方式，因为空调负荷是随室内室外环境的变化而不断变化的，显然两台水泵均采用工频运行会造成很大浪费。