水泵变流量运行性能分析
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一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定:蒸发器的流量和温差冷量调节:与活塞机组的介跃调节不一样,行状态,,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,,可精确调节到负荷要求,求出所需的加载/卸载量,信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,,实现无级调节。
加载时,导叶开启度增大;±0.3℃以内。
见图2。
容量不变。
见表1。
3所示,系统控制和实施控制操作控制,冷水温度不断下降,达到制,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,如果负荷过低,使机组导叶(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。
或进入再循环运行模式控制。
冰机加减机:加机(4种方式?):1.冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS并持续一段时间2.压缩机运行电流百分比(适用于出水温度精度要求高的场合,需要注意机组出力和运行电流不符合的情况)3.计算负载4.如运转中主机已达最大流量,则须加开一台主机(发生机率不高)。
减机:1.依压缩机电流百分比(1运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥)2.flow*△T3.系统流量20%,并持续20分钟(可调),冷冻站管从而对制冷单元的启用选择和制冷单元水泵控制水泵控制依据:压差为主(用户侧压差控制,最好是最不利处用户,各回路都是并联,有区别吗),温差为辅的空调冷冻水控制。
(应该是压差控制或温差控制?)通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID 运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:水泵加减台数方案:目前,确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则,即单台泵可以满足使用需求,则不使用多台泵;在多台泵并联的泵组系统中,两台泵可以满足使用需求,则不使用三台泵,以此类推。
传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时,则将泵的数量加载一台;运行中的泵组均降至(设定)最小频率时,则将泵的数量减载一台。
水泵转速流量曲线水泵是一种常见的工程设备,用于将液体从低压区域通过机械工作转变为高压区域。
在工程实践中,了解水泵的性能特征对于选择合适的水泵和优化系统运行至关重要。
其中,水泵的转速流量曲线是评估水泵性能的重要指标之一。
本文将介绍水泵转速流量曲线的概念、特点及其在工程实践中的应用。
一、水泵转速流量曲线的概念水泵转速流量曲线是描述水泵流量与转速之间关系的曲线图。
水泵的流量是指单位时间内通过水泵的液体体积,一般以立方米每小时(m³/h)或升每秒(L/s)来表示。
水泵的转速是指水泵转子每分钟旋转的圈数,通常以转每分钟(rpm)来表示。
水泵的转速和流量之间存在着一定的关系,水泵转速流量曲线就是通过实验或理论计算得到的这种关系的图形化表示。
二、水泵转速流量曲线的特点1. 曲线呈正向倾斜趋势:一般情况下,水泵转速越高,流量越大。
这是由于水泵叶轮的旋转速度增加,液体在叶轮中的离心力也增加,从而提高了流量。
因此,水泵转速流量曲线通常呈现出从左下到右上的正向倾斜趋势。
2. 转速流量曲线的区域划分:水泵转速流量曲线一般可以分为三个区域,即正常工作区、溢流区和死区。
正常工作区是指水泵能够按照设计要求正常工作的流量范围;溢流区是指水泵超出正常工作范围后产生的流量;死区是指水泵在较低转速下产生的流量,此时水泵无法提供所需流量。
3. 最大效率点:水泵转速流量曲线上存在一个最大效率点,也称为最佳工作点。
在这个点上,水泵可以提供最大的流量和效率。
在实际应用中,选择最佳工作点可以使水泵的运行更加经济高效。
三、水泵转速流量曲线的应用1. 水泵选择和配置:水泵转速流量曲线可以用来评估不同类型水泵的性能,并在工程选型中进行比较和选择。
根据流量需求和系统压力要求,结合水泵转速流量曲线,可以选择合适的水泵类型和参数。
2. 系统优化与调整:水泵转速流量曲线可以在系统运行过程中进行调整和优化。
通过调整水泵的转速和流量,可以实现更高的系统效率和能源利用率。
一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定:蒸发器的流量和温差冷量调节:与活塞机组的介跃调节不一样,离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态,最终通过改变导叶开度的大小来控制。
改变导叶开度的大小,可调节制冷剂循环流量,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,控制出水温度的目的。
这种调节可实现无级连续调节,可精确调节到负荷要求,精密控制出水温度。
模糊逻辑根据温度误差(与设定值的偏差)和变化速度求出所需的加载/卸载量,从而将冷水温度控制在设定的范围内。
导叶电机根据4〜20mA的电流输入信号,每0.3 %地增加或减小导叶的开启度,这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性,实现无级调节。
加载时,导叶开启度增大;卸载时导叶开度减小。
高精度的导叶连续调节可精确控制水温在土0. 3 C以内。
见图2。
控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。
见表1。
M I加载、卸载和保持判断我在接近系统的安全阈值时,会进行加载或卸载限制。
图3示出了出水温度控制的循环。
图3:出水温度控制循环图“ 一T”代表系统控制“一-”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3所示,系统控制和实施控制操作后而需要的进一步控制形成封闭循环。
控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。
控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。
例如机组刚开机过程的加载过程,在电流限制的同时导叶由小逐渐开大,冷水温度不断下降,达到制冷的目的。
当机组达到负荷后,出水温度已达到或低于设定点的温度,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,出水温度基本维持不变,电流逐渐减小,最终维持在部分负荷运行。
如果负荷过低,使机组导叶关小到某一值时,排气温度达到保护限,控制导叶不能继续关小(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3 C以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。
水泵的最优工况水泵的最优工况,也被称为最佳工作点或最佳效率点,是指水泵在其性能曲线上能够达到最高能效的运行状态。
在这个工况下,水泵的能耗最低,同时能够提供满足系统需求的水流量和扬程。
以下是确定水泵最优工况时需要考虑的几个关键因素:1. 流量:水泵的流量应与系统的需求量相匹配。
选择过大的水泵可能导致频繁启停或长时间低负荷运行,而选择过小的水泵则可能导致无法满足系统需求。
2. 扬程:水泵的扬程应略高于系统所需的扬程,以克服管道阻力、高度差等因素。
但过高的扬程会造成能源浪费。
3. 效率:水泵的效率是衡量其将输入能量转化为输出能量(即泵送水的能力)的指标。
在最优工况下,水泵的效率应尽可能高。
4. 功率:水泵的轴功率与其效率和扬程、流量有关。
最优工况下的水泵应在满足扬程和流量需求的同时,具有较低的轴功率。
5. NPSH(净正吸入头):NPSH是衡量水泵进口处最低允许压力的指标,以避免发生汽蚀现象。
最优工况下的水泵应具有足够的NPSH值。
6. 运行范围:水泵的运行范围应与系统的需求相匹配。
如果可能,最好选择一个能够在较宽范围内高效运行的水泵。
7. 调节方式:水泵可以通过阀门调节、变频调节等方式来改变其运行状态,以适应不同的系统需求。
8. 可靠性和维护:在考虑最优工况时,还应考虑水泵的可靠性和维护成本,以确保长期稳定运行。
9. 成本效益分析:在选择水泵时,应对不同型号和配置进行成本效益分析,以找到最经济有效的解决方案。
综上所述,水泵的最优工况是一个综合考虑多个因素的结果,包括流量、扬程、效率、功率、NPSH等。
在选择水泵时,应根据系统的具体要求和运行条件来确定最优工况,以确保水泵能够高效、稳定地运行。
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。
竣塑勉.实现水泵变流量调节发展水泵变转速技术付环字(唐山市热力总公司,卢成志河北唐山063000)睛要】调节阀门开度来改变水泵运行参数,是以消耗水系运行能耗为代价'浪费能源;若采用水泵的变转速技术同样可以实现对系统的垂流量调节,发袅水景的变转谜技尜是实现循环水泵的变流量调节和节能的有效途径,其中最理想的方法就是变额调睫。
鹾.篷词】水泵;阀门调节;节能;变转速技术;变额调速水泵是供热系统中主要的动力设备,是供热运行中的主要能耗设备之—。
当水泵的谢寸选型不适合或热负荷有较大改变时单独靠增减水泵的开启台数不能满足供熟参数的调节时,我们应用较多的方法是通过改变水泵出口的调节阀门开度来改变水泵的参数。
调节阀的调节是增加水泵系统的阻力,用以效消耗水泵多余的压头,达到减少流量的目的。
这种调节管道系统的阻力曲线的方法是以消耗水泵运行能耗为代价.造成能源浪费。
当流量减少一半时,水泵的能耗仅减少20%一30%。
由于此时除了调节阀外的管路其他部分的阻力特性没有改变,因此大量的泵的能量消耗在调节阀上。
同时水泵的工作点偏移造成运行不稳定,阀关小后节流和压降引起的噪声等都会对系统产生不良的影响。
若采用水泵的变转速技术同样可以实现对系统的变流量调节,此时,由于减少了调节阀调节,减少了调节阀的消耗的能量,因此会减:!捷行能耗。
我们知道,对于同一台水泵,当以不同转速运行时,水泵流量Q、扬程H、轴功率N与转速n有如下关系:Q/Q o=n/no H/H o=(n/n。
)2N/N o=(ni ne)3流量与转速成正比,扬程与转速平方成正比,轴功率与转速立方成正比。
由此可见当降低转速时,功率的减少量比流量的减少量大得多。
下图为水泵的Q—H关系曲线(假定管路末端压头为0)①曲线为转速n,时的Q—H曲线②曲线为管路阻力特性③曲线为改变水泵出口调节阀开度,流量为Q:时的管路特性④曲线为转速n2时的Q—H曲线水泵消耗的轴功率为N=v Q H/11v流体容重T1水泵效率由上式可知N与Q H乘积成正比。
消防泵房消防泵扬程和流量关系知识要点水泵基础知识(1)工作原理。
在消防给水系统中主要采用的消防泵类型为离心式水泵。
这种水泵的工作是靠离心力进行的,见下图。
水泵启动前,泵壳内需充满水。
启动时,驱动器通过泵轴带动叶轮旋转,叶轮上凸起的叶片会使水随之一起旋转。
水在离心力的作用下,被抛入出水管中,同时,使吸水管内形成真空。
外部的水会在大气压的作用下,经吸水管进入水泵。
这样,水就会源源不断地经水泵加压,输送出去。
离心泵构造图水泵流量扬程性能曲线分析1、消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求。
1)下图为流量扬程曲线,呈单调递减分布,流量越大,扬程越小,举例:水管喷水,捏住水管口时(流量小),水喷的远(扬程大);不捏水管口(流量大),水喷的近(扬程小)。
2)水泵运行时并不是在曲线上的某一固定点运行,它可能在曲线上任意一点运行,所以消防水泵所配的驱动器功率要满足水泵在曲线上任意一点运行的功率要求。
理解:消防水泵实际运行时,未必在设计流量和压力条件下工作,而是根据消防水系统中打开消火栓等用水设备的多少,可能在性能曲线上的任意一点工作。
2、流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线,零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%,且宜大于设计工作压力的120%。
1)驼峰,下图所示红色曲线为驼峰曲线,可以看到同一H1对应两个不同的流量Q1和Q2,这种情况下水泵会出现喘振运行,一会儿大一会儿小。
2)拐点,下图所示红色曲线为拐点曲线,当到达某一流量点后,水泵压力急剧下降,甚至会停泵。
零流量时的压力:当水泵将水充满管网后,此时未发生火灾,管网上的喷头不会出水,此时就是零流量,而水泵会持续给管网充水,管网的压力会越来越大,如果不限制压力就损坏设备,故当管网上的喷头不出水,水泵充水的压力必须限制在设计工作压力的120%-140%之间。
下图H为设计工作压力,0.2H-0.4H即为零流量是压力区间。
机泵水力特性分析与优化设计1. 引言机泵是一种能够将机械能转化为流体能的装置,广泛应用于水力工程、石油化工、农田灌溉等领域。
为了实现机泵的高效运行和减少能源消耗,对其水力特性进行准确分析与优化设计显得尤为重要。
本文将详细介绍机泵水力特性的分析方法和优化设计原则。
2. 机泵水力特性分析方法2.1 模型建立与参数确定在机泵的水力特性分析中,首先需要建立适当的模型,并确定模型参数。
模型的建立包括确定机泵的基本结构、流体性质和工况条件等。
参数的确定则涉及到机泵的流量、扬程、效率等关键参数。
2.2 特性曲线绘制与分析基于建立的机泵模型和参数,可以绘制出机泵的特性曲线。
特性曲线反映了机泵在不同流量条件下的扬程和效率等特性。
通过对特性曲线的分析,可以评估机泵的性能,并找出可能存在的问题。
2.3 水力计算与输运特性分析借助计算流体力学方法,可以对机泵的水力损失进行计算和分析。
水力计算包括流道内的水流速度分布、水流压力变化等。
输运特性分析则涉及到机泵的输送能力、水锤效应等内容。
3. 机泵水力特性优化设计原则3.1 性能匹配原则机泵的设计应考虑到实际工况条件和要求,以实现最佳性能匹配。
在设计中,需要合理选择机泵的流量和扬程,并确保机泵的工作点位于最高效率点附近。
3.2 减少水力损失水力损失对机泵的性能影响较大,因此优化设计中应力求减少水力损失。
采用合理的流道形式、优化叶轮叶片角度和流道尺寸等手段,能够有效降低水力损失。
3.3 提高机泵效率机泵的效率是评价其运行性能的重要指标。
通过合理选用材料、改善叶轮和轴的动平衡、降低机械损失等手段,能够提高机泵的效率,降低能源消耗。
4. 优化设计案例分析本章将以某水泵站的设计为例,详细说明机泵水力特性的优化设计过程,并展示优化后的特性曲线。
通过优化设计,水泵的效率提高了10%,能耗降低了15%,取得了明显的效果。
5. 结论机泵水力特性分析与优化设计是提高机泵性能和减少能耗的关键。
水泵并联:当第一台水泵与第二台水泵的吸入管连接在一起,出水管也连接在一起时称为水泵的并联,见下图:在理想状态下,同型号规格的两台水泵其流量与扬程的关系是:并联时:总流量Q=Q1+Q2总扬程H=H1+H2即当两台或两台以上水泵并联时,其系统的扬程无大改变,但流量叠加。
水泵并联工作的特点:可以增加供水量;可以通过开停泵的台数来调节总的流量,以达到节能和安全供水的目的;提高机组运行调度的灵活性和供水的可靠性,是多台机组中最常见的一种运行方式。
那不同特性的水泵(流量和扬程不一样)可以并联使用么?在回答这个问题之前,我们来看一下梁不同的特性泵并联时的情况:当系统输出扬程达到低扬程泵的最大扬程时,系统处于临界状态,此时系统处于临界状态,此时系统输出流量由高扬程泵迫使一部分水体倒流通过低扬程泵(如无止逆阀)则系统内部形成环流,水泵反而没效果了。
所以,一般情况下,不建议采用不同特性水泵并联。
当并联的两台水泵特性都一样时,这样才可以最大可能的发挥两台泵的能力。
当然,两台泵并联工作时的总流量并不等于单台单独工作时流量的两倍(1+1<2),这种现象是在多台泵并联时,就很明显。
两台水泵并联后所得流量小于两台水泵额定流量之和,那是因为管路损耗及单项阀不完全密封(回流)、管路最大能力限制所造成。
对于多台水泵的并联,可以通过加大主管直径、检查单向阀是否完全密封、进出口管路有无堵塞、合理减少弯头和阀门等措施减少衰减,尽量提高总流量。
水泵流量衰减计算假设:一台水泵工作流量为100,当两台水泵并联时的流量即为190,比单台泵工作时增加了90.当3台泵并联运行时,并联的总流量即为251,比两台泵并联时流量增加61,当4台泵并联时总流量为284,只比三台泵并联时增加了33.由此可见,当并联水泵台数在4-5台以上时,增加的流量会变得很小,基本没有意义。
那么在水泵选型时,建议并联的台数最多不超过3台。
所以是否通过增加并联工作的水泵台数来增加加水量,是要通过工况分析和计算决定,不能简单地理解增加水泵台数就能成倍增加水量。
泵性能测定实验报告一、实验目的1、了解泵的结构和工作原理。
2、掌握测量泵性能参数的方法。
3、绘制泵的性能曲线,分析泵的性能特点。
二、实验原理泵的性能参数主要包括流量 Q、扬程 H、轴功率 P 和效率η。
通过测量不同工况下的这些参数,可以得到泵的性能曲线。
流量 Q 可以通过流量计测量。
扬程 H 是泵出口和进口压力之差与重力加速度和液柱高度的乘积。
轴功率 P 可以通过测量电机的输入功率并考虑传动效率得到。
效率η 则是泵的有效功率与轴功率之比。
三、实验装置实验装置主要由泵、电机、水箱、流量计、压力表等组成。
泵为离心式水泵,电机通过联轴器带动泵旋转。
水箱用于储存实验液体,流量计用于测量流量,压力表用于测量泵进出口的压力。
四、实验步骤1、检查实验装置的连接是否牢固,各仪表是否正常工作。
2、打开水箱的进水阀,向水箱中注入适量的水。
3、启动电机,逐渐调节转速至预定值。
4、稳定运行一段时间后,记录此时的流量、进出口压力和电机功率等参数。
5、改变转速或调节阀门开度,重复上述步骤,测量不同工况下的参数。
五、实验数据记录与处理|序号|转速(r/min)|流量(m³/h)|进口压力(MPa)|出口压力(MPa)|轴功率(kW)||||||||| 1 |_____ |_____ |_____ |_____ |_____ || 2 |_____ |_____ |_____ |_____ |_____ || 3 |_____ |_____ |_____ |_____ |_____ || 4 |_____ |_____ |_____ |_____ |_____ || 5 |_____ |_____ |_____ |_____ |_____ |根据实验数据,计算扬程 H 和效率η:扬程 H =(出口压力进口压力)× 1000 /(ρg)其中,ρ 为液体密度,g 为重力加速度。
效率η =(ρgQH)/(1000P)六、实验结果分析1、绘制流量扬程(QH)曲线以流量 Q 为横坐标,扬程 H 为纵坐标,绘制 QH 曲线。
主要是由三条特性曲线组成,分别是:H-qv曲线,表示泵的扬程与流量关系。
P-qv曲线,表示泵的轴功率与流量的关系。
η-qv曲线,表示泵的效率与流量的关系。
扬程随流量的增加而减少,轴功率随流量的增加而增加;流量为零时,效率为零;流量增加,效率增加,但当流量增大到某一标准值时,流量在增大,效率反而下降1、特性曲线主要是用于选泵使用,不同曲线会极大影响泵的效率,泵并联运行也需要性能曲线,合理配备水泵的台数。
2、关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机。
3、离心泵不灌水很难排掉泵的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。
4、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵。
还有的调节方式就是增加变频装置,很好用的。
5、当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。
6、合理,主要就是检修,否则可以不用阀门。
7、这个问题的条件不充分,如果选用的是同一台水泵,同样的电机功率,外网不变的情况下,那么压力不会变化,轴功率会增加。
8、问题的本身就是错误的,有效压头并不一定随着流量的增加而下降,这与叶轮安装角有关,还有可能增加。
但就通常使用的泵而言这个问题也是有问题的,扬程随着流量的增加可以大幅度降低的,这与泵的种类,也就是泵的性能曲线有关。
离心泵的特性曲线是将由实验测定的Q、H、N、η等数据标绘而成的一组曲线。
此图由泵的制造厂家提供,供使用部门选泵和操作时参考。
不同型号泵的特性曲线不同,但均有以下三条曲线:(1) H-Q线表示压头和流量的关系;(2) N-Q线表示泵轴功率和流量的关系;(3) η-Q线表示泵的效率和流量的关系;(4) 泵的特性曲线均在一定转速下测定,故特性曲线图上注出转速n值。
离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点,泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。
变频泵工作曲线水泵的调节方式有两种:1. 一是管路特性曲线的调节,如关阀调节2.水泵特性曲线的调节,如水泵调速、叶轮切削等。
在供水系统中,变频调速一般采用以下两种供水方式:变频恒压变流量供水和变频变压变流量供水。
其中,前者应用得更为广泛,而后者技术上更为合理,但实施难度更大。
变频恒压(变流量)供水:所谓恒压供水方式,就是针对离心泵“流量大时扬程低,流量小时扬程高”的特性,通过自控变频系统,无论流量如何变化,都使水泵运行扬程保持不变,即等于设计扬程。
由于变频调速是无级变速,可以实现流量的连续调节所以,恒压供水工况点始终处于一条直线上。
变频变压(交流量)供水:变压供水方式控制原理和恒压供水相同,只是压力设置不同。
它使水泵扬程不确定,而是沿管路特性曲线移动。
当流量有变化时,自动调解转速。
此时水泵轴功率小于恒压供水水泵轴功率。
变压供水理论上避免了流量减少时扬程的浪费,显然优于恒压供水。
变频调速节能原理:水泵的转速在某一范围内变化时,流量、总扬程、轴功率有如下关系:n n Q Q ''= 2''⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n H H 3''⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n N N 式中n 一额定转速,n'一运行转速Q 一额定转速时的流量,Q ’一运行转速时的流量H 一额定转速时的扬程,H ’一运行转速时穿下的扬程N 一额定转速时的功率,N ’一运行转速时Q ’下的功率求最小转速:由于C 点和A1点工况相似,根据比例律有:121H H Q Q c c =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ C 点在曲线20Q S H H ⋅+=上有: 20c c Q S H H ⋅+=其中,c H 、c Q 为未知数,解方程得:()2101Q S H H H H c ⋅-⨯= ()22101⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-⨯=Q S H H Q Q c根据比例律有: 2)(2100min ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-⨯=Q S H H n n在设计工况相同的3个供水系统里(即最大设计工况点均为A 点,均需把流量调为B Q ),水泵型号相同,但管路特性曲线却不相同,分别为:(1) 211Q S H H ⋅+= (10H H =)(2) 222Q S H H ⋅+= (20H H =,21H H >)(3) 23Q S H ⋅= (030==H H )若采用关阀调节,则3个系统满足流量B Q 的工况点均为B 点,对应的轴功率为B N ;若采用调速运行,则3个系统满足流量B Q 的工况点分别为C,D,E 点,其对应的运行转速分别为1n ,2n ,3n ,相应的轴功率分别为C N ,D N ,E N 。
循环水泵运行方式优化方法实验分析摘要:随着电力行业改革的深入,提高机组经济性已成为火电厂成本核算的关键,如何提高机组经济性是电力行业需要探讨的问题。
机组的运行经济性不仅与主要设备(包括锅炉和汽轮机)有关,还与辅助设备的性能和运行状态有关。
在火力发电厂中,循环水泵的耗电量占很大比例。
因此,循环水泵能否经济运行对提高机组运行经济性具有重要意义。
本文论述了循环水泵优化运行的原理和方法。
并针对现场试验中循环水泵运行方式如何取得良好的效果进行实验分析。
关键词:循环水泵;运行方式;优化方法;实验分析;循环水泵是电厂的主要耗能设备之一。
例如某发电有限责任公司2台600MW 机组循环水泵电耗占厂用电的15%~25%,占发电量的0.5%~1.3%。
在电厂运行压力较大的情况下,试验研究循环水泵的最佳运行方式具有重要意义。
公司技术人员收集整理了循环水泵在不同负荷、不同循环水温下的启停数据,基于耗差分析理论,找到了电厂易于实现的循环水泵运行方式优化方法。
1循环水泵运行方式的概念阐述凝汽器真空度对机组供电煤耗率的影响是双重的。
运行中影响凝汽器真空的因素很多,如循环水进口温度、汽轮机排气流量、凝汽器清洁度和循环水流量。
当循环水进水温度恒定、汽轮机排汽流量恒定、凝汽器清洁度恒定时,凝汽器真空度主要取决于循环水量。
从理论上讲,增加循环水量可以降低机组背压,增加机组功率,降低供电煤耗率;另一方面,增加循环水量会增加循环水泵的电耗和供电的煤耗率。
实际上,循环水流量一般不是连续调节的,而是调节循环水泵的数量,即通过调节并联运行的循环水泵数量来改变循环水流量。
电厂循环水泵有两种运行方式:单泵运行方式和两机三泵运行方式。
由于影响机组凝汽器真空的因素很多,在电厂机组的实际运行过程中,运行人员往往不知道在什么情况下采用哪种运行方式,这将导致循环水的最佳运行受到影响。
在机组运行过程中,不容易通过循环水流量来增加凝汽器真空来计算机组的功率变化。
收稿日期:2004-02-18
作者简介:罗新梅(1967-),男,江西万安人,副教授.
文章编号:1005-0523(2004)04-0019-03
水泵变流量运行性能分析
罗新梅1,周向阳1,曾祖铭2(1.华东交通大学土木建筑学院,南昌330013;2.深圳工程咨询公司,深圳518027)摘要:通过对水泵相似律的分析,指出在多数情况下,水泵运行工况点之间不具有水泵相似律三公式关系,给出了在一般情况下水泵变流量运行时功率的计算方法.
关 键 词:水泵相似律;相似工况点;水泵功率中图分类号:TU831.3+.6 文献标识码:A
1 前言空调冷水系统采用变流量运行可以节能,这已是众所周知,据统计,在常规空调机房侧的能耗中,
冷水机组约占62%,水泵约占30%,冷却塔约占8%[1],水泵的能耗在空调系统总能耗中占有相当的比例,因此降低的水泵的能耗对于空调系统的节能具有十分深远的意义.
空调冷水系统的变流量,如果从节能方面来考虑,仅仅依靠调节末端水量调节阀的流量来实现,
即采用比例式电动二通阀,当室内负荷发生变化时,通过温度控制系统来调节二通阀的开度,以使冷水提供的冷量适应室内负荷变化,意义是不大的.因为当末端设备水流量减少时,虽然供水干管水流量也随之减小,但这时供水压力相应升高,尽管冷水水泵的能耗有所降低,但是其能耗的减少却十分有限,节能效果并不明显.为了使冷水水泵的能耗尽可能地降低,采用变频器控制水泵转速,使系统的流量和压力都随负荷的减小而减少,是目前变水量系统行之有效的手段.理论分析和工程实践都已证明:通过水泵的变频调速可大幅度降低水泵的能耗,但是究竟可降低多少,却值得研究探讨.在对水泵变频控制能耗进行经济分析时,一般都是采用了水泵相似工况性能转换的三个公式,然而,往往忽视了这三个公式成立的必要前提,即只有在相似工况点上这三个公式才能成立.如果随意地利用水泵相似工况性能转换的三个公式进行分析,得出的结果常常小于实际的能耗,片面地夸大了水泵变频调速的节能效果.采用这种经济分析方法所得到的结果,在国内外文献并非罕见.通过以下分析,可以知道当流量减小一半时,压力并不一定就等于原来的1/4,水泵的能耗并一定等于原来的1/8.2 水泵的相似工况性能转换[2]根据相似原理,相似水泵不仅须几何相似,即相似水泵的各过流部件相应的线性尺寸比值应相等,相应的角度也应相等,还要求运动相似,即两水泵在相似工况点的同名称速度比值相等、方向相同,也就是相似工况点的速度三角形相似,相似工况速度比值λv视不同的相似工况点有不同值,这一点应特别注意.
相似水泵还必须动力相似,但通常不采用“准数”来判断水泵的相似,而是根据工况相似来提出
第21卷第4期2004年8月华东交通大学学报JournalofEastChinaJiaotongUniversityVol.21 No.4Aug.,2004相似关系,即如果两个工况点的速度三角形相似,
则这两个工况点称之为相似工况点.由于不同相似工况点对,其λv不相同,这就告诉我们水泵两条相似性能曲线上的点并不都是相似工况点,相似工况点是一一对应的.如果用下角标m表示模型机参数,n表示实型机的参数,实型机与模型机相似点之间流量Q,扬程H和功率N与转速n的关系通过推导可以用以下公式表达:
QnQm=λ3lnn
nm
(1)
HnHm=λ2lgngm〔nnnm〕2(2)
NnNm=λ5lρnρm〔nnnm〕3(3)
在水泵的变频调速应用中,实型机与模型机合为一体,
λ
l=1,重力加速度相等,
流过的流体介质相
同,这时相似定律可简化为:
QnQm=nnnm;HnHm=〔nnnm〕2;NnNm=〔nn
nm
〕3(4)
3 不同转速时相似工况点的确定对于水泵的Q-H曲线上相似工况点应同时满足:
H
1/H2=(n1/n2)2=(Q1/Q2)2(5)
利用这个关系式,可根据n1转速时的参数确定n2转速时水泵的Q-H特性曲线,因为n1/n2=K1,H2=H1/K12,Q2=Q1/K1,同理可求得该转速下水泵的Q-N特性曲线,N2=N1/K13.由此可知n1和n
2
转速下的相似工况点是一一对应的,也就是说,某一
转速下水泵特性曲线上的一点只与另一转速下水泵特性曲线上的对应点相似,这一点是唯一的,而不是随意的.H/Q
2
=const曲线上的点为相似工况点,该
曲线为二次曲线,由于相似工况点的效率相等,因此相似工况点曲线也称等效率曲线(见图1),当const取不同的值时,就可得到不同的等效率曲线(见图2).
如果封闭冷水管路系统不存在静扬程时,其管路特性可表示为H=SQ
2
,S为管路特性系数,对于
确定的管路系统,只要阀门开度保持不变,S就为常数,因此H/Q
2
=S=const1,而水泵的相似工况点也
具有H/Q
2
=const2的特性,如果const1与const2相
等,这时管路特性曲线就与水泵的一条相似工况点曲线(等效率曲线)重合(见图2),不同转速下水泵的特性曲线与管路特性曲线的交点都是相似工况点(如图2中的A点与B点),这些工况点的流量、扬程及功率就具有水泵相似定律三个公式的关系.
这种情况只有当用变频水泵代替控制阀调节单个盘管供水量或由变频水泵供水的所有盘管都没有安装控制阀时,才具有这种特点.这时,当转速降低一半,水泵流量为原来的一半,功耗为原来的1/8.
冷水变流量系统为了能够在负荷发生变化时,
最大限度地降低水泵输送冷水的能耗,水泵通常采用恒定最远端盘管与控制阀两端压差控制法(如图3)或多点压差控制法,这时冷水管路特性为H=H
0
+SQ2,这里H
0(静扬程)为盘管和控制阀压差之
和,是最不利环路压差控制器的设定值.这时H和Q2不具有正比关系,因此这种情况的相似工况点曲
线(等效率曲线)不和管路特性曲线重合,管路特性曲线上的点就不应是相似工况点,在图1中工况点A和工况点B不相似,但可通过工况点B的参数HB和QB
求得转速为n1时水泵特性曲线上与B点
相似的工况点C(曲线H=(HB/QB2)×Q2与转速为n1时水泵特性曲线的交点),B点和C点才具有水泵相似定律三公式关系.
表一是某大楼采用恒定最远处末端盘管与控制阀两端压差控制法的冷水变流量系统的实测数据,从表中数据可以看出各工况点之间不存在相似定律三公式关系.
02 华东交通大学学报 2004年表1 冷水变流量实测数据(盘管、控制阀压差为7.6m
)
泵流量l/s扬 程m泵转速rpm泵效率%变频器效率%电机效率%功耗kw
3.87.994634.084.091.01.17.68.297753.085.091.01.511.49.4105065.086.092.02.015.110.7111871.088.092.02.818.912.3120476.089.093.03.622.714.1130177.091.093.04.826.516.3140078.092.093.06.330.017.4145079.093.093.07.5 对管路特性曲线方程作数学变换H-H
0=
SQ2,如果S保持不变,则△H=H-H0
与Q2具有
正比关系,如果测得水泵扬程,就可通过管路特性曲线的
这个关系,由工况A的流量QA、△HA求得工况B的QB、△HB.再根据相似工况的规律,求曲线H=(△HB/QB2)×Q
2与转速为n1时水泵特性曲线的
交点C,可得相似工况点C的流量和扬程,从水泵产品样本中查得工况C的效率ηC,根据水泵轴功率
公式便可求得功率N
B.我们会发现如果从工况A
变化到工况B流量Q减半时,△H为原来的1/4,这是管路特性固有的性质,而水泵的功耗却不符合相似定律的关系,因为如图1所示的工况A与工况B
两工况的效率不相等,不是相似工况点.
4 结论水泵相似定律三个公式成立的前提条件是两工况点为相似工况点,当水泵输送环路上存在恒定压差时,管路特性曲线上的工况点不是水泵的相似工况点,因此不能简单地根据水泵的额定工况点计算出水泵在某转速下的流量、扬程和功率.
参考文献:
[1]DonaldM.Eppelheimer,P.E.VariableFlow-TheQuestforSystemEnergyEfficiency.ASHRAETransactions,1996(2)[2]周谟仁.流体力学水泵与风机[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.
AnalysisonOperationPerformanceofPumpinVWVSystemLUOXin2mei1,ZHOUXiang2yang1,ZENZu2ming2(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013;2.ShenzhenEng.InquiraryCo.,Shen2
zhen518027,China)
Abstract:Thispaperpresentsthetruththatpumpoperatingpointsdon’talwayshavetherelationshipofpumpaffinitylawsbasedontheanalysisofpumpaffinitylaws,andageneralcalculationmethodofpowerofpumpinVWVSystemisgiven.Keywords:pumpaffinitylaws;affinityoperatingpoints;powerofpump
12第4期 罗新梅,等:水泵变流量运行性能分析