水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項(xiàng)？

nini

變頻調(diào)速在泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能方面應(yīng)用廣泛,，但在實(shí)際應(yīng)用中往往由于對(duì)影響其節(jié)能效果的因素考慮不周，導(dǎo)致選擇與使用存在著較大的盲目性，影響其節(jié)能效益的發(fā)揮,。請(qǐng)大家談?wù)劯髯缘挠^點(diǎn)。

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變頻調(diào)速在泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能方面應(yīng)用廣泛,，但在實(shí)際應(yīng)用中往往由于對(duì)影響其節(jié)能效果的因素考慮不周，導(dǎo)致選擇與使用存在著較大的盲目性,，影響其節(jié)能效益的發(fā)揮,。以水泵為例，針對(duì)影響其調(diào)速范圍,、節(jié)能效果的一些主要因素,，進(jìn)行了對(duì)癥分析和探討，在此基礎(chǔ)上指出了變頻調(diào)速的適用范圍,。
$ t& L4 Z0 W& [5 ?6 j( A" A8 c, k1 變頻調(diào)速與水泵節(jié)能
3 V4 `. \) ?/ O% f! ?    水泵節(jié)能離不開工況點(diǎn)的合理調(diào)節(jié),。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種：管路特性曲線的調(diào)節(jié)，如關(guān)閥調(diào)節(jié),；水泵特性曲線的調(diào)節(jié),，如水泵調(diào)速、葉輪切削等,。在節(jié)能效果方面,，改變水泵性能曲線的方法,，比改變管路特性曲線要顯著得多[1]。因此,，改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式,。而變頻調(diào)速在改變水泵性能曲線和自動(dòng)控制方面優(yōu)勢(shì)明顯，因而應(yīng)用廣泛,。但同時(shí)應(yīng)該引起注意的是,，影響變頻調(diào)速節(jié)能效果的因素很多，如果盲目選用,，很可能事與愿違,。
; T# N- v5 T2 ]! p+ D  m% a2 O2 影響變頻調(diào)速范圍的因素
: J; T1 N5 o; j9 T    水泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí),，原來按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化,，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素,，都會(huì)對(duì)調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響,。超范圍調(diào)速則難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。因此,，變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速,。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％,，最好處于75％～100％,，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)計(jì)算確定。
2.1 水泵工藝特點(diǎn)對(duì)調(diào)速范圍的影響
* O; n  W. {% J) D+ {% |4 I    理論上,，水泵調(diào)速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點(diǎn)的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域OA1A2（見圖1）,。實(shí)際上，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速過小時(shí),，泵的效率將急劇下降,，受此影響，水泵調(diào)速高效區(qū)萎縮為PA1A2[2]（顯然,，若運(yùn)行工況點(diǎn)已超出該區(qū)域，則不宜采用調(diào)速來節(jié)能了,。）圖中H0B為管路特性曲線,，則CB段成為調(diào)速運(yùn)行的高效區(qū)間。為簡(jiǎn)化計(jì)算,，認(rèn)為C點(diǎn)位于曲線OA1上,，因此，C點(diǎn)和A1點(diǎn)的效率在理論上是相等的,。C點(diǎn)就成為最小轉(zhuǎn)速時(shí)水泵性能曲線高效區(qū)的左端點(diǎn),。
3 D8 N2 v* r& N! I因此,，最小轉(zhuǎn)速可這樣求得：
由于C點(diǎn)和A1點(diǎn)工況相似，根據(jù)比例律有：
; U% t; ~- U! g, y  Z(QC/Q1)2=HC/H1
C點(diǎn)在曲線H=H0+S·Q2上有：
HC=H0+S·QC2
其中,，HC,、QC為未知數(shù)，解方程得：
HC=H1×H0/(H1-S·Q12)
QC=Q1×[H0/(H1-S·Q12)]1/2
根據(jù)比例律有：
nmin=n0×[H0/(H1-S·Q12)]1/2
2.2 定速泵對(duì)調(diào)速范圍的影響
% W7 }6 S: _6 R& J3 \0 K    實(shí)踐中,，供水系統(tǒng)往往是多臺(tái)水泵并聯(lián)供水,。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調(diào)速,，所以一般采用調(diào)速泵,、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中,，應(yīng)注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運(yùn)行,，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時(shí),，定速泵就對(duì)與之并列運(yùn)行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響[2],。主要分以下兩種情況：
2.2.1
    同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，雖然調(diào)度靈活,，但由于無法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段,，因此，此種情況下調(diào)速運(yùn)行的范圍是很小的,。
% O) I+ h- }! Q3 [* @5 Y# i" S6 j. P2.2.2
/ y, ]: C' f9 ^/ E0 \% H. @& l    不同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí),，若能達(dá)到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)高效段右端點(diǎn)揚(yáng)程與定速泵高效段左端點(diǎn)揚(yáng)程相等。則可實(shí)現(xiàn)最大范圍的調(diào)速運(yùn)行,。但此時(shí)調(diào)速泵與定速泵絕對(duì)不允許互換后并列運(yùn)行,。
+ S+ D) r) Z2 H$ [' G2.3 電機(jī)效率對(duì)調(diào)速范圍的影響
: P% C( G+ c2 c2 N! y    在工況相似的情況下，一般有N∝n3,，因此隨著轉(zhuǎn)速的下降,，軸功率會(huì)急劇下降，但若電機(jī)輸出功率過度偏移額定功率或者工作頻率過度偏移工頻,，都會(huì)使電機(jī)效率下降過快,，最終都影響到整個(gè)水泵機(jī)組的效率。而且自冷電機(jī)連續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，也會(huì)因風(fēng)量不足影響散熱,，威脅電機(jī)安全運(yùn)行。
3 管路特性曲線對(duì)調(diào)速節(jié)能效果的影響
    雖然改變水泵性能曲線是水泵節(jié)能的主要方式,，但是在不同的管路特性曲線中,，調(diào)速節(jié)能效果的差別卻是十分明顯的。為了直觀起見,，這里采用圖2說明,。在設(shè)計(jì)工況相同的3個(gè)供水系統(tǒng)里（即最大設(shè)計(jì)工況點(diǎn)均為A點(diǎn),，均需把流量調(diào)為QB），水泵型號(hào)相同,，但管路特性曲線卻不相同,，分別為：
①H=H1+S1·Q2（H0=H1）
: S: D& ^0 I6 T1 R" `/ M7 P/ D②H=H2+S2·Q2（H0=H2，H1＞H2）
③H=S3·Q2（H0=H3=0）
    很顯然,，若采用關(guān)閥調(diào)節(jié),，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)均為B點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的軸功率為NB,；若采用調(diào)速運(yùn)行,，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)分別為C，D,，E點(diǎn),，其對(duì)應(yīng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速分別為n1，n2,，n3,，相應(yīng)的軸功率分別為NC，ND,，NE,。由于N∝Q·H，所以各點(diǎn)軸功率滿足NB＞NC＞ND＞NE,。
    可見,，在管路特性曲線為H=H0+S·Q2的系統(tǒng)中采用調(diào)速節(jié)能時(shí)，H0越小,，節(jié)能效果越好,。反之，當(dāng)H0大到一定程度時(shí),，受電機(jī)效率下降和調(diào)速系統(tǒng)本身效率的影響,，采用變頻調(diào)速可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費(fèi)。
4 兩種調(diào)速供水方式節(jié)能效果比較
    在供水系統(tǒng)中,，變頻調(diào)速一般采用以下2種供水方式：變頻恒壓變流量供水和變頻變壓變流量供水,。其中，前者應(yīng)用得更廣泛,，而后者技術(shù)上更為合理,，雖然實(shí)施難度更大，但代表著水泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向,。
4.1 變頻恒壓（變流量）供水
4 T/ p0 ]. l! |$ v0 F    所謂恒壓供水方式，就是針對(duì)離心泵“流量大時(shí)揚(yáng)程低,，流量小時(shí)揚(yáng)程高”的特性,，通過自控變頻系統(tǒng),，無論流量如何變化，都使水泵運(yùn)行揚(yáng)程保持不變,，即等于設(shè)計(jì)揚(yáng)程,。若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí),，則工況點(diǎn)由A1變?yōu)锳2,，浪費(fèi)揚(yáng)程△H=H1-H3=△H1+△H2。若采用變頻恒壓供水,，則自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n1,，工況點(diǎn)處于B1點(diǎn)（參見圖3）。由于變頻調(diào)速是無級(jí)變速,，可以實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié),，所以，恒壓供水工況點(diǎn)始終處于直線H=H2上,，在控制方式上,，只需在水泵出口設(shè)定一個(gè)壓力控制值，比較簡(jiǎn)單易行,。顯然,，恒壓供水節(jié)約了△H1，而沒有考慮△H2,。因此,，它不是最經(jīng)濟(jì)的供水調(diào)節(jié)方式，尤其在管路阻力大,，管路特性曲線陡曲的情況下,，△H2所占的比重更大，其局限性就顯而易見,。
( j8 f' t' |0 e0 t, F+ X7 ?4.2 變頻變壓（交流量）供水
, n2 p3 q! h1 I8 E, ~- o. j1 z' w    變壓供水方式控制原理和恒壓供水相同,，只是壓力設(shè)置不同。它使水泵揚(yáng)程不確定,，而是沿管路特性曲線移動(dòng)（參見圖3）,。當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí)，自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n2,，工況點(diǎn)處于B2點(diǎn),。此時(shí)水泵軸功率n2小于恒壓供水水泵軸功率N1。變壓供水理論上避免了流量減少時(shí)揚(yáng)程的浪費(fèi),，顯然優(yōu)于恒壓供水,但變壓供水本質(zhì)上也是一種恒壓,，不過將水泵出口壓力恒定變成了控制點(diǎn)壓力恒定，它一般有2種形式：
7 ~( \$ }  s0 i  u# T( Z4.2.1 由流量Q確定水泵揚(yáng)程
( |) M! H, R! i    流量計(jì)將測(cè)得的水泵流量Q反饋給控制器，控制器根據(jù)H=H0+S·Q2確定水泵揚(yáng)程H,，通過調(diào)速使H沿設(shè)計(jì)管路特性曲線移動(dòng),。
' ~( t- e6 a9 D. s' J    但在生產(chǎn)實(shí)踐中情況比較復(fù)雜。對(duì)于單條管路輸水系統(tǒng),，是可以得到與之對(duì)應(yīng)的一條管路特性曲線的,。而在市政供水管網(wǎng)中，則很難得到一條確定的管路特性曲線,。在實(shí)踐中,，只能根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，通過盡時(shí)能接近實(shí)際的假設(shè),，計(jì)算出近似的管路特性曲線,。
4.2.2 由最不利點(diǎn)壓力Hm確定水泵揚(yáng)程
    即需在管網(wǎng)最不利點(diǎn)設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳設(shè)備，并向控制室傳回信號(hào),，控制器據(jù)此使水泵按滿足最不利點(diǎn)壓力所需要的揚(yáng)程運(yùn)行,、由于管網(wǎng)最不利點(diǎn)往往距離泵站較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)傳信號(hào)顯得不太方便,，而且,，在市政供水系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)的調(diào)整,，用水狀況的變化等隨機(jī)因素的影響,，都會(huì)使實(shí)際最不利點(diǎn)和設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)發(fā)生一些偏差，給變壓供水的實(shí)施帶來困難,。
/ L9 f0 V, ?( r2 m0 d5 結(jié)論
①變頻調(diào)速是一種應(yīng)用廣泛的水泵節(jié)能技術(shù),，但卻具有較為嚴(yán)格的適用條件，不可能簡(jiǎn)單地應(yīng)用于任何供水系統(tǒng),，具體采取何種節(jié)能措施,，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待
  K2 M9 Y7 f6 t* o' I% A②變頻調(diào)速適用于流量不穩(wěn)定，變化頻繁且幅度較大,，經(jīng)常流量明顯偏小以及管路損失占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng),。
③變頻調(diào)速個(gè)適用于流量較穩(wěn)定，工況點(diǎn)單一以及靜揚(yáng)程占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng),。
④變頻變壓供水優(yōu)于變頻恒壓供水,。

nian

變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

will3323

好資料，頂一個(gè)
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hy38_liang

正在做方案,，剛好用得著,。

cmrgzzh

變頻調(diào)速的時(shí)候,，速度增加，注意汽蝕和電機(jī)的電流