水泵变频运行分析
水泵变频运行的图解分析方法
作者：变频器世界
1 引言
水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，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA，管网理想阻力曲线R1=KQ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QB，扬程HB。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QC，扬程HC;这里QB=QC。
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。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。
(2) 在风机单机运行时，风门挡板不变且温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量有关，阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同，可以应用比例定律。但在风机并联运行时，由于出口风压受其它风机的风压的影响，出口流量也与总流量不同，造成工况变化，因此比例定律已经不再适用了。
(3) 相似定律在引风机中，如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时，作为特例，其形式也发生了变化，与上述比例定律不同，必须进行温度或密度的修正。
(4) 在水泵方面，比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水，水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力，在这种情况下，当转速降到零时，扬程(压力)也降到零，流量也正好降到零，这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况，可以使用比例定律。
(5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况，水泵的出水口和进水口之间是有高度差的，有时还很大。在水泵并联运行时，水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水，水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量，总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大，因此并联运行的水泵扬程更高，工况发生变化，因此比例定律在此也不再适用。
4 单台水泵变频运行的图解分析
(1) 单台水泵变频运行分析的关键，在于水泵进出口水位的高度差，也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度，见图2。
图2 单台水泵变频运行特性曲线
图2中，额定工作点仍然为A，理想管网阻力曲线R1与流量成正比。变频后的特性曲线F2，工作点B。流量为零时的净扬程H0，变频运行实际工作点HB与净扬程的差△
H=HB-H0，为克服管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程。由于管网阻力曲线与图1不同，因此不满足相似定律。
(2) 图2中的工作点A为水泵额定工作点，满足水泵的额定扬程和额定流量。因此R1成为理想的管网阻力曲线。但是由于实际管网阻力曲线不可能为理想曲线，因此实际的最大工作点一定要偏离A点。如果实际最大工作点向A点右下方偏移，则由于流量增加较大，容易造成水泵过载。因此实际额定工作点应该向A点左上方偏移，见图3。
图3实际工作点向A点偏移
(3) 图3中，在节流阀门全部打开，管网阻力曲线R2为实际管网阻力曲线。变频器在50Hz 下运行时的实际最大工作点C，实际最大流量QC(比水泵的额定流量QA小)，最大流量时的扬程HC(比水泵实际额定扬程HA高)。实际工作点C的参数只能通过实际测试才能得出。当在变频器频率为F2时的特性曲线F2，实际工作点B。实际工作点与净扬程的差△
H=HB-H0=K2QB2，为克服实际管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程。工作点B的实际扬程HB=K2QB2+H0。
5 相同性能曲线水泵工频并联运行时的图解分析
(1) 两台或两台以上的泵向同一压力管道输送流体时的运行方式称为并联运行。并联运行的目的是为了增加流体的流量，适用于流量变化较大，采用一台大型泵的运行经济性差的场合。同时水泵并联运行时可以有备用泵，来保证系统运行的安全可靠性。
(2) 水泵并联运行工况的工作点，由并联运行的总性能曲线和总的管道特性曲线的交点来确定。并联运行的总性能曲线，是根据并联运行时工作扬程相等，流量相加的原则，在同一坐标扬程下，将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的，见图4。相加的原则，在同一坐标扬程下，将每台泵性能曲线上相应的横坐标流量相加绘制而成的，见图4。
图4水泵并联运行特性
(3) 图4为两台相同性能泵并联工作的总性能曲线与工作点。其中A为任意一台泵单泵运行时的工作点，净扬程H0。B为两台泵并联运行时单台泵的工作点。F2为两台泵并联运行时的总的性能曲线，在纵坐标相同的情况下，横坐标为单台泵性能曲线的两倍。并联运行的工作点C点的流量QC=2QB，扬程HC=HB。管网阻力曲线不变，只是两台泵并联运行时，流量为两台泵的流量和。
(4) 两台相同性能的水泵并联运行有如下特点：
l HC=HB>HA：即两台泵并联运行时扬程相同，且一定大于单台泵运行时的扬程。
l QC=2QB<2QA：即两台并联运行的总输出流量为两台单泵输出流量之和，每台泵的流量一定小于单泵运行时的流量。因此并联运行时的总流量，不能达到两台单泵的流量和。
l 管网阻力曲线越陡，泵的性能曲线越平坦，并联后的每台泵的流量同单泵运行时的流量比较就越小，并联工作的效果越差。
l 并联运行适合于性能曲线较陡，以及管网阻力曲线较平坦的场合。
6 不同性能水泵并联运行的图解分析
6.1 关死点扬程(或最大扬程)相同，流量不同的水泵并联运行时的性能曲线
图5 扬程不同的水泵并联运行特性曲线
图5中：
(1) F1为大泵的性能曲线，大泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为小泵的性能曲线，小泵单独运行时的工作点B1。
(3) F3为并联水泵的总性能曲线，工作点C，扬程HC，流量QC= QA2+ QB2。
6.2 关死点扬程(或最大扬程)相同，流量不同的水泵并联运行的特点
(1) HC=HB2=HA2>HA1>HB1：即两台泵并联运行时扬程相同，且一定大于每台泵单泵运行时的扬程。
(2) QC=QA2+QB2
关死点扬程(或最大扬程)不同，流量也不同的水泵并联运行时的性能曲线如图6所示。
图6 扬程不同、流量不同水泵并联特性曲线
(1) F1为大泵的性能曲线，大泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为小泵的性能曲线，小泵单独运行时的工作点B1。
(3) F3为并联水泵的总的性能曲线，工作点C，扬程HC，流量QC=QA2+QB2。
6.4 关死点扬程(或最大扬程)不同，流量也不同的水泵运行时特点
(1) HC=HB2=HA2>HA1>HB1：即两台泵并联运行时扬程相同，且一定大于大泵单泵运行时的扬程HA1，更大于小泵单泵运行时的扬程HB1。
(2) QC=QA2+QB2
(3) 两泵并联运行时，扬程低的水泵并联运行时流量减少更快。
(4) 当管网阻力曲线变化时，容易发生工作点在D的位置，该点的扬程高于小泵的最大扬程，造成小泵因扬程不足不出水，严重时会发生汽蚀现象。
7 变频泵与工频泵并联运行时的图解分析
7.1 变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线，与关死点扬程(最大扬程)不同，流量也不同的水泵并联运行时的情况非常类似，可以用相同的方法来分析。
图7 变频泵与工频泵并联运行特性曲线
(1) F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵在50Hz下满负荷运行时的性能曲线(假定变频泵与工频泵性能相同)，工频泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2为变频泵在频率F2时的性能曲线，变频泵在频率F2单独运行时的工作点B1。
(3) F3为变频和工频水泵并联运行的总的性能曲线，工作点C，扬程HC，流量
QC=QA2+QB2。
7.2 变频泵与工频泵并联运行时的特点
(1) F2不仅仅是一条曲线，而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族。F3也不仅仅是一条曲线，而是在F1性能曲线右方偏上的一系列曲线族。
(2) F2变化时，F3也随着变化。工作点C也跟着变化。因此变频泵的扬程HB2，流量QB2，工频泵扬程HA2，流量QA2，以及总的扬程HC=HB2=HA2，和总流量QC= QA2+QB2
都会随着频率F2的变化而变化。
(3) 随着变频泵频率F2的降低，变频泵的扬程逐渐降低，变频泵流量QB2快速减少;工作点C的扬程也随着降低，使总的流量QC减少;因此工频泵的扬程也降低，使工频泵流量QA2反而略有增加，此时要警惕工频泵过载。
8 水泵运行时的特例
8.1 变频泵与工频泵并联运行特例之一，是频率F2= F1=50Hz
图8 变频泵在50Hz时与工频泵并联运行特性曲线
(1) F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵F2= F1=50Hz下满负荷运行时的性能曲线(假定变频泵与工频泵性能相同)，工频泵和变频泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F3为变频和工频泵并联运行时总的性能曲线。工作点C，扬程HC=HB2=HA2等于每台泵的扬程，每台泵的流量QA2=QB2，总流量QC=QA2+QB2=2QA2。即当F2= F1=50Hz 时，变频泵与工频泵并联运行时的特性，与两台性能相同的泵并联运行时完全一样。
8.2 变频泵与工频泵并联运行特例之二是F2=MIN
图9变频泵在最低频率下与工频泵并联运行特性曲线
(1) F1为工频泵的性能曲线，工频泵单泵运行时的工作点A1。
(2) F2=MIN为变频泵最低频率下单泵运行时的性能曲线。
(3) F3为变频和工频泵并联运行时总的性能曲线，工作点C不与F3相交，只与F1相交，扬程HC=HA1=HA2=HB2等于每台泵的扬程，工频泵的流量QA2=QA1，总流量
QC=QA2=QA1，QB2=0。
即当F2=MIN时，变频泵的扬程不能超过工频泵的扬程，因此变频泵的流量为零。变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线，与单台工频泵运行时的性能曲线相同，变频泵没有流量输出，但仍然消耗一定的功率。
(4) 在此运行状况中，变频泵的效率降到最低，因此变频泵最好不要工作在这种工况中。
(5) 在这种特例中，变频泵极易产生汽蚀现象，易造成泵的损坏，解决的办法是将再循环打开，使泵保持一定的最小流量，但这样做使泵的能耗增加。
8.3 水泵变频不论是单泵运行还是并联运行都有一个极端理想的特例，就是只有净扬程，没有管网阻力。或者管网阻力与净扬程相比可以忽略。则管网阻力曲线可以看成是一条与净扬程点平行的一条直线。
水泵将水通过粗管道垂直向上打入一个开口的蓄水池就是属于这种情况。电厂锅炉给水泵系统中，由于给水压力极高，管网阻力相对较小，因此采用变频运行时也可以看成属于这种情况(见图10)。
图10 没有管网阻力时变频泵与工频泵并联运行特性曲线
(1) F1为变频器最高运行频率性能曲线，工作点A，F2和F3为变频运行性能曲线。H0为实际扬程。
(2) 图10中不论怎样调节频率，扬程都恒定不变，只是流量变化。水泵的输出功率只随流量的变化而变化。从图10中可以看出，随着频率的减少，微小的频率变化ΔF会引起很大的流量变化ΔQ。性能曲线越平坦，ΔF引起的ΔQ就越大。因此频率越低，流量越小时这种变化就越大。所以说频率与流量之间的关系为QA/(F1-FMIN)，是一种非线性的很难说是几次方的关系。由于功率与流量成正比，功率与频率的关系为H0QA/(F1-FMIN)，也很难说与频率是几次方的关系。
(3) 在这种情况下进行变频运行时，流量不宜太小，以防止微小的频率或转速的变化引起流量较大的变化，造成水泵流量不稳定。
(4) FMIN越高，F1-FMIIN就越小，流量和功率随频率的变化就越大。
9 结束语
经过以上分析，就可以解释上面2.1-2.3当中的一些问题了：
(1) 水泵在30~35Hz以上时才能出水，是因为水泵性能曲线的最高扬程必须大于水泵的净扬程，或者大于并联运行的工频泵的工作扬程，该频率对应于水泵变频运行时的最低频率F2=FMIN。
(2) 频率在最低频率以下时，水泵不出水，没有有效功率输出，其损耗仅为水泵的空载损耗，因此电机的电流和功率都非常小，此时水泵效率降到最低。一旦运行频率大于最低频率，水泵出水后的流量一方面要克服管网阻力做功，另一方面还要克服净扬程做功，因此水泵功率大幅度增加，电机电流也大幅度增加，有一个突跳。然后才随着频率的增加继续增加。
只要运行频率大于最低频率FMIN，水泵就不会不出水。这是因为只要水泵性能曲线的最高扬程大于净扬程或其它泵工作扬程，水泵就一定会出水。不要总以为变频泵的扬程比工频泵的扬程低，其实变频泵与工频泵并联运行时的扬程是一样的，只是性能曲线中的最高扬程不同，性能曲线不同，因此流量不同。
(3) 由于变频泵始终有流量，因此不存在工频泵的流量向变频泵倒灌的现象。何况管道中还有逆止阀的存在，如果变频器的频率低于最低频率，则变频泵不出水，逆止阀自动关闭。
(end)
威乐水泵变频使用说明书
威乐（中国）水泵系统有限公司 恒压供水变频控制柜恒压供水变频控制柜 操作使用操作使用说明说明 威乐威乐（（中国中国））水泵系统有限公司
1.1.概述概述概述 安装及调试只能由有资质的人员进行。 1.1使用范围使用范围 WILO 变频恒压供水系统采用了交流变频调速技术及可编程序(PLC) 控制技术，采用结构化软件设计,构成了性能先进,合理可靠的电控产品。它可以取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置，适用于各种类型的水厂、加压站、饭店宾馆、居民小区等高层建筑的生活、生产供水。 1.2技术数据技术数据：： 电源要求：3相380V±10％，50HZ 控制电压：220VAC/24VDC 所控制水泵电机的最大额定功率：根据不同的水泵需要，选择不同的电机功率控制柜 保护等级： IP44（更高等级的需要注明） 环境温度： 0~40℃ ２. . 安全注意事项安全注意事项安全注意事项 安装和操作水泵时请严格遵守以下规定。在安装前请相关安装人员仔细阅读操作手册。请注意“安全提示”以及以下相关章节中危险符号所提示的内容，避免发生安全事故。 2.1危险符号危险符号 表示“小心触电” 注意注意!! 表示如果忽略有关安全规定，会造成水泵/部件损坏并影响其功能 2.2人员培训人员培训 人员必须经过培训合格后才能进行水泵安装。 2.3危险提示危险提示 不遵守操作规定会导致人员伤害和设备损坏；因违反操作规定致使设备人为损坏不在正常的保修范围内。 误操作可能引起很多问题，例如： —水泵及部件功能故障
2.4操作人员安全要求操作人员安全要求 请遵守现行的安全操作规定。 请检查电气方面的安全隐患。 请遵守当地电力公司发布的安全规定。 2.5安装和检修安装和检修 请用户确保安装和检修由专业人员完成，请专业人员仔细阅读操作手册。请勿对运行的水泵进行检修、安装等工作；而且需要有第二个人在场，确保发生事故时及时处理。。 2.6备品备件备品备件 为了确保安全性，建议使用原产备件，或经过WILO 生产商授权的其他厂家的备件。由于使用未经许可的生产商的备件造成设备损坏，本公司不承担维修责任和相关法律责任。 3.3. 运输与储存运输与储存 注意：系统必须防潮并严禁机械破坏与震动。 电气原件不能在0℃到40℃范围外工作。 接电装置避免与湿气接触，避免摇晃和碰撞，以免造成机械损坏。 4.4.控制系统基本工作原理控制系统基本工作原理控制系统基本工作原理 系统运行时,供水管网上压力变化,通过压力/压差传感器变成电信号,经PLC 自动调节变频器的输出频率,以达到改变泵速而稳定压力/压差的目的。同时,当压力/压差在调节过程中高于或低于一定界限时,通过PLC 控制器对电机进行循环开停,并具有工频与变频之间的自动切换,以保证大流量变化时压力恒定。 压力/压差 PLC 变频器 切换装置 电机水泵 供水 压力/压差变送 压力/压差检测 CC 变频控制柜结合各种类型的压力/压差或水位传感器来控制和监督多台泵的工作。将总的供水量分散在几台小容量的水泵上，控制器根据供水量的需求控制各台水泵的启动和关闭。这种供水方式的优点：更精确的满足变化的供水需求，并使各台水泵工作在其最佳的工作范围。从而使设备的运行即可靠又经济。
变频水泵节能原理及分析
前言 离心式水泵在我国当前的工农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，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。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。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 1.1 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 1.2 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线
在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
水泵变频运行的特性曲线
水泵变频运行的特性曲线(一) 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 n1/n2 Q1/Q2二 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F i，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R i=K i Q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 Q O 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30~35H z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
水泵深度变频节能改造分析
水泵深度变频节能改造分析 发表时间：2018-03-20T11:41:12.230Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：刘辉 [导读] 摘要：目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造，对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。 （安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽阜阳 236400） 摘要：目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造，对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。本文以凝结水变频控制系统出发，并结合实际生产数据分析，提出凝结水泵变频调节系统节能改造的相关建议。 关键词：凝结水泵；变频运行；节能效果 1凝结水系统概述 凝结水泵是火电厂的重要辅机，其耗能在厂用电中占一定的比重。凝结水泵工频方式运行时耗能高、节流损失大、压力高，使凝结水系统的整体效率偏低。目前，大多数火电厂都对凝结水泵进行了变频改造，多采用“变频一拖一”“变频一拖二”运行方式，一般可节电30%左右，且设备运行可靠，可明显提高电厂的技术和经济指标，所以凝结水泵变频改造技术己成为电力行业广泛推广的节能项目之一。本文以华能营口热电厂凝结水泵的深度变频改造为例，分析其节能效果。 某厂两台330MW机组，每台机组配备3台50%容量的凝结水泵，2台运行1台备用，其中A泵采用“变频一拖一”控制，B，C泵采用“变频一拖二”控制，同时给水管道上配置了除氧器给水主调节阀和给水辅调节阀。凝结水泵采用抽芯式结构，部件可拆装更换，泵壳设计成全真空型。凝结水泵深度变频改造的同时也给凝结水系统的控制带来一系列的新问题： （1）改造后，水泵的保护、联锁及凝结水系统相关调节阀的控制回路都需要做改动和优化，保证在各种异常工况下泵及相关调节阀的正确动作，来维持凝结水位的稳定运行； （2）改造后，泵由变频控制，原有调节阀调节系统压力难以满足原有凝结水用户对压力的需求，所以必须根据机组的工况设定合适的压力，来满足整个系统安全性和经济性的要求。 2凝泵变频控制系统的改进 2.1凝泵变颓控制系统的改进 改造之前，低负荷运行时，一台凝结水泵运行，用再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位；高负荷时，两台凝结水泵运行，用调整再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位。 改造后，整个除氧器水位自动控制系统设计为典型的两段式控制，即两套控制回路，其中一套为凝泵出口母管压力控制回路，靠凝结水泵变频控制，其中母管压力设定值为机组负荷的折线函数；另一套为除氧器水位控制回路，由除氧器主、辅调节阀控制，并且控制方式采用了单冲量和三冲量。当凝结水流量大于350t/h时，凝结水泵需提高转速以满足系统需要，此时凝泵变频器投入水位自动控制，调节门自动切换为凝泵出口压力控制。由于除氧器容积较大，作为被调量的除氧器水位存在较大惯性，负荷增减过程中给水流量变化较大时有可能出现“虚假水位”现象，使得给水流量和凝结水流量的不平衡增大，延长了调节时间，故凝泵变频器调节除氧器水位设计三冲量控制回路以解决这一问题，主调节器调节除氧器水位，副调节器调节除氧器入口凝结水流量，同时将总给水流量作为副调节器的前馈信号。当凝结水流量发生扰动时，通过内回路的作用可以迅速消除：当给水流量发生扰动时，通过内回路的作用可以使凝结水流量迅速跟踪给水流量的变化。 2.2报泵变颇独制系统改进后调节手段 （1）机组启机自第一台凝结水泵启动至150MW负荷时，凝泵变频不得投自动，手动调整凝泵变频保持凝泵出口压力在1.OMPa以上，此时除氧器水位由除氧器水位主调阀投自动（除氧器辅调阀不能投自动）或手动调整保持。 （2）机组负荷大于150MW且凝结水流量大于350 tlh，两台凝结水泵均变频启动运行正常，进入凝汽器疏水扩容器的疏水门全部关闭后可考虑将凝泵变频器投入自动运行。 （3）凝泵变频器投入自动运行前，应检查凝泵出口压力给定值与凝泵出口实际压力基本相同，但不得小于0.70 MPao （4）凝泵变频器投入自动运行后应检查凝泵出口压力和除氧器水位平稳，无较大波动，除氧器水位主调阀和凝泵变频器自动调整正常，两台汽泵密封水压差在正常范围。 （5）机组负荷大于170MW，除氧器水位主调阀接近全开后，手动将除氧器水位辅调阀逐渐开启，以满足公司节能要求。 （6）机组正常运行凝泵定期轮换应在负荷低于250MW以下进行。先解除备用泵联锁，缓慢转移出力后停运一台运行泵，再变频启动备用泵，操作过程中注意保持凝泵出口压力稳定。 此次改造方案实施前凝结水泵虽采取变频运行，但出口压力不能降低很多，变频深度受到影响，正常运行除氧器水位调整门开度未能全部打开，存在节流现象，凝泵变频的节电优势没有很好发挥。为充分发挥凝泵变频运行的节能、节电潜力，为了充分体现价值工程，汽机、热工专业技术人员经过多次试验，并对数据进行分析，提出除氧器水位由凝结水泵变频控制的改造方案，经多专业密切配合，进行了现场实施。 3凝泵深度变频运行节能效果 制约凝结水泵变频改造节能效果的最主要因素是凝结水泵出口压力允许最低值，其是由众多凝结水用户共同决定的。最常见的凝结水用户为给水密封水、低压旁路减温水和低压缸轴封减温水等。 3.1报泵深度变翻运行效果 图1为机组负荷与凝泵出口压力关系曲线，根据试验结果看出，#1，#2机凝结水泵变频调节除氧器水位改造方案实施后，凝泵出口压力由最低的的1.2MPa降低至0.75MPa，由最高的2.1MPa降低至1.7MPa o
水泵变频运行分析修订稿
水泵变频运行分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
水泵变频运行的图解分析方法 作者：变频器世界 1 引言 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 水泵变频运行分析的误区 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用水泵中的比例定律 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 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，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA，管网理想阻力曲线R1=KQ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QB，扬程HB。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QC，扬程HC;这里QB=QC。 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。 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。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 (2) 在风机单机运行时，风门挡板不变且温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量有关，阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同，可以应用比例定律。但在风机并联运行时，由于出口风压受其它风机的风压的影响，出口流量也与总流量不同，造成工况变化，因此比例定律已经不再适用了。 (3) 相似定律在引风机中，如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时，作为特例，其形式也发生了变化，与上述比例定律不同，必须进行温度或密度的修正。 (4) 在水泵方面，比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水，水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力，在这种情况下，当转速降到零时，扬程(压力)也降到零，流量也正好降到零，这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况，可以使用比例定律。 (5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况，水泵的出水口和进水口之间是有高度差的，有时还很大。在水泵并联运行时，水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水，水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量，总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大，因此并联运行的水泵扬程更高，工况发生变化，因此比例定律在此也不再适用。 4 单台水泵变频运行的图解分析 (1) 单台水泵变频运行分析的关键，在于水泵进出口水位的高度差，也就是水
威乐水泵样本
热水循环泵： 品牌简介： WILO（威乐）作为百年的德国品牌，创建于1872年，总部设在德国多特蒙德市。2000年,WILO 收购了韩国LG集团的水泵业务。 型号： RS25/8 （3档调速） 功率：151W/113W/81W 全扬程：8m/ 7m/5.6m 最大排水量：6吨/小时 管径：40mm 重量：4.5kg 尺寸：接口长130mm*泵宽120mm*泵体长：120.5m
产品用途： 太阳能、热水器增压用;公寓解决低水压问题，地暖循环，家用锅炉水循环热水供暖系统；工业循环系统（燃气、电锅炉）；空调和制冷循环系统 产品特点： 低噪音： 屏蔽式水泵（自冷、自润滑） 环保型：泵体经防腐处理 高性能：
转速范围1100-2200rpm 3档调速 介质温度范围-10摄氏度---- +110摄氏度 电源线可以从线盒左右连接 提示： a、正在装修的家庭，严禁水泵与水管一同试压。 b、家用无噪音循环泵通常需要维修的几率不是很高，如果出现故障，通常为管道里面有杂质卡住水泵叶轮，造成水泵无法正常运转，甚至更大故障。最好的解决办法就是在水泵的进水口安装过滤器。这样会好很多。 品牌简介： WILO（威乐）作为百年的德国品牌，创建于1872年，总部设在德国多特蒙德市。2000年,WILO 收购了韩国LG集团的水泵业务。 产品型号：PH-101E 非自动 产品功率：200W 最大扬程：5m 最大流量：7.8吨/小时 水泵管径：40mm 产品重量：11kg
产品用途： 太阳能、热水器增压用;公寓解决低水压问题，地暖循环，家用锅炉水循环热水供暖系统；工业循环系统（燃气、电锅炉）；空调和制冷循环系统 产品特点： 先进的结构设计，效率高 采用高效叶轮，噪音更小 采用高级的密封件，不漏水，寿命长
变频水泵节能原理及分析
变频水泵节能原理及分 析 Revised as of 23 November 2020
前言 离心式水泵在我国当前的工农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，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。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。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。
图1 水泵调速时的H-Q曲线 在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
变频水泵节能原理及分析精编版
变频水泵节能原理及分 析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
前言 离心式水泵在我国当前的工农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，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。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。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线
在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
单相、三相变频水泵(变频离心泵、变频增压泵)选型手册
变频水泵(变频离心泵、变频增压泵)选型数据手册概念及用途 变频水泵(又名变频离心泵、变频增压泵)表示用单相/三相交流变频器驱动并实时调节水泵转速以实现恒压供水一类水泵设备的统称。一般习惯性的称只有一台水泵的变频水泵机组为变频水泵；两台或两台以上水泵的变频水泵机组为变频供水设备。变频水泵是新一代全自动增压泵的典型代表产品，其具备全自动运行、恒压、清洁卫生、低噪音低震动、节能环保、使用寿命长、保护功能齐全、操作和维护简便等系列优点，被广泛用于各种城镇大中小规模建筑大厦、工农业生产制造、农业/园林灌溉等需要二次供水增压并且需要恒压自动给水的场合。以下分别介绍几种常规的卧式和立式变频水泵的特点及性能范围： 变频水泵分类 1、根据材质不同分为铸铁变频水泵和不锈钢变频水泵； 2、根据泵结构不同分为立式变频水泵和卧式变频水泵； 3、根据变频器的输入电源不同分为单相变频水泵和三相变频水泵； 4、根据水泵台数不同分为单控式变频水泵和变频供水设备(行业一般习惯性的称只有一台水泵的变频水泵机组为变频水泵；两台或两台以上水泵的变频水泵机组为变频供水设备)。 如图1，分别为卧式变频水泵、立式变频水泵和变频供水设备机组实拍图技术指标 水泵台数通常1-5台不等 必备功能全自动、恒压、压力可调 流量范围1-500m3/h 扬程范围10-250m 压力范围0.1-2.5Mpa 功率范围0.37-45Kw 进出口径DN25-DN300 主体材质铸铁或SUS304不锈钢 介质温度0-100℃
推荐产品一：JWS-BL卧式全自动恒压变频水泵(单控式) 整体介绍 JWS-BL卧式全自动变频水泵是新一代卧式结构的小型恒压供水系统，主要由卧式多级不锈钢离心泵、单相/三相交流变频器、传感器、阀门和稳压罐组成。具有全自动、恒压调速、压力可自由设定、304不锈钢清洁卫生、低震动低噪音、工作效率高、节能环保、操作简便、维护维修方便等系列优点。 功能特点 全自动。变频水泵全自动运行启停是必须具备的基本功能之一，并且是基于差量补偿的运行模式。 清洁卫生。主体材质为SUS304食品级不锈钢制造，确保了对水质的二次污染甚微。 恒压。基于闭环控制的PID控制系统，出水压力趋于恒定，管道出水口水压绝不会一大一小。 自由调节压力。无论你需要多少压力，只要在泵的性能范围内，压力都是可以随意调节。 低噪音。新一代轻型卧式多级离心泵增压，变频调速优化输出，设备无论是震动还是噪音都较小。 节能环保。基于差量补偿运行机制，差多少补多少，大大减少了无用功的输出，节能环保。 性能范围（详细数据查阅数据手册） 输入电压单相220V/50-60Hz、三相380V/50-60Hz 水泵台数1台 流量范围1-30m3/h 扬程范围10-55m 压力范围0.1-0.55Mpa 最大耐压 1.0MPa 功率范围0.37-3.0Kw 电机转速0-2900r/min 进出口径G1-G2 主体材质SUS304不锈钢 防护等级IP55 介质温度0-104℃
水泵变频运行特性曲线
引言 水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。 二、水泵变频运行分析的误区 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Q I/Q2=n i/n2 扬程比例定律H i/H2=( n i/n 2)2 轴功率比例定律P i/P2=( n i/n 2)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， 后才随着转速的升高而升高？ 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i所示。 图i水泵的特性曲线 图1中，水泵在工频运行的特性曲线为F i，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R i=KQ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 e;这里Q B=Q C。 按图i 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。 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？ 4.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。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的 直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 2)在风机单机运行时，风门挡板不变且温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量 有关，阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同，可以应用比例定律。但在风机并联运行时，由于出口风压受其它风机的风压的影响，出口流量也与总流量不同，造成工况变化，因此比例定律已经不再适用了。 3)相似定律在引风机中，如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时，作为特例，其形式也发生了变化，与上述比例定律不同，必须进行温度或密度的修正。 4)在水泵方面，比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水，水泵的输出扬程（压力）仅用来克服管道的阻力，在这种情况下，当转速降到零时，扬程（压力）也降到零，流量也正好降到零，这是理想的
水泵变频运行特性曲线
一、引言 水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。 二、水泵变频运行分析的误区 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， 后才随着转速的升高而升高？ 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=KQ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。 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？ 4.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(
风机水泵的变频调速节能分析
风机水泵的变频调速节能分析 节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。我国的电动机用电量占全国发电量 的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量，其输出功 率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求， 水泵选型的裕量往往过大，也造成了不应有的浪费。根据风机、水泵类的转矩特性，采用 变频调速器来调节流量、风量，将大大节约电能。下面就分析一下在风机水泵类负载中使 用变频器所能达到的效果。 一，通过变频调速达到的一次节能。 下面以水泵为例来说明，由图1可以看到： 流量Q正比于转速n 压力H正比于n2 转矩T正比于n2 功率P正比于n3 图1 水泵流量、压力、功率曲线…
在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节，如图2所示： 图2 阀门控制水泵流量 管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2，其中R为阻力系数 电机在恒速运行时，流量为100%情况下（工作点为A），水泵轴功率相当于Q1AH1O 所包容的面积。 电机在恒速运行时，采取调节阀门的办法获得70%的流量（工作点为B），将导致 管阻增大，水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积，所以轴功率下降不大。 采用变频调速控制流量时，由于管道特性没有改变，水泵特性发生变化（工作点为C），轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比， 输入功率大大减小。如图3所示： 图3 变频调节水泵流量
正如前面提到的，轴功率P与转速n的三次方成正比。采用变频器进行调速，当流量 下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效 率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。 二，变频调速所实现的二次节能 变频调速自动根据负载情况调整输出电压，通过对电机的最佳励磁，有效地降低了无 功损耗，提高系统功率因数，降低电机工作噪音, 延长电机使用寿命。 电动机的总电流(IS)为电机励磁电流(IM)与电机力矩电流(IT)的矢量和, IS和IM夹角的余弦值即为电动机的功率因数; 电机励磁电流决定于加在电机线圈上的电压, 在工频状态下, 交流电压为380V恒定不变, 因此励磁电流也不会改变; 在变频状态下, 变频器自动检测负载力矩, 根据实际负载决定输出电压, 因此在负载较低的时候自动降低输出电压, 以维持最高的功率因数. 由于变频器自动降低了电机励磁电流, 使得输出总电流明显低于工频工作的总电流, 节约了线路中的损耗和无功功率的损失; 这个功能在丹佛斯VLT系列变频器中称为AEO功能(Automatic Energy Optimization, 自动节能功能). 声明：上海津信电气有限公司拥有此篇技术文档的所有权，任何人如需转载，必须表明出处。
水泵变频运行的图解分析方法
水泵变频运行的图解分析方法 作者：变频器世界 1 引言 水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，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA，管网理想阻力曲线R1=KQ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QB，扬程HB。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QC，扬程HC;这里QB=QC。 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。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 (2) 在风机单机运行时，风门挡板不变且温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量有关，阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同，可以应用比例定律。但在风机并联运行时，由于出口风压受其它风机的风压的影响，出口流量也与总流量不同，造成工况变化，因此比例定律已经不再适用了。 (3) 相似定律在引风机中，如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时，作为特例，其形式也发生了变化，与上述比例定律不同，必须进行温度或密度的修正。 (4) 在水泵方面，比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水，水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力，在这种情况下，当转速降到零时，扬程(压力)也降到零，流量也正好降到零，这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况，可以使用比例定律。 (5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况，水泵的出水口和进水口之间是有高度差的，有时还很大。在水泵并联运行时，水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水，水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量，总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大，因此并联运行的水泵扬程更高，工况发生变化，因此比例定律在此也不再适用。
水泵变频运行的特性曲线要点
水泵变频运行的特性曲线（一） 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30~35H z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？
水泵变频节能运行的浅析
水泵变频节能运行的浅析 我们发现，实际工程中少数管理者忽视了自身系统的特点，出现盲目决策的现象，看到某些系统进行变频改造后收到了可观的实效，于是也决定对自己的系统进行改造，结果却并没有获得预期的节能效果。如某个用户，其系统在设计时就根据冬、夏和过渡季节的空调使用情况选用和匹配了大小不一的冷水机组和水泵等设备，系统绝大多数时间在接近各自设计负荷下运行。他们给冷冻水泵配上变频器后，发现变频器显示的频率绝大多数时候在工频50Hz附近，期望的节能效果并没有实现，变频器主要只起到了对水泵的软启动作用，而当初进行变频改造的投资却不少，可谓得不偿失。究其原因，是由于该用户陷入了一个误区，以为水泵只要进行了变频改造就一定能带来可观的节能效果，而没有考虑系统的实际运行情况。我们知道，之所以要对中央空调系统的水泵进行变频改造，是因为空调使用期内负荷变化范围较大，或者系统中水泵装置的配置过大等，变频改造就是为了使水泵输送的流量既能满足空调负荷的实际需要又不多余、或者是避免水泵处于大马拉小车的状况而采取的一种措施。明白了这一点，就不难作出系统是否要进行变频改造的判断与决策了。在这里还要提醒一下，水泵要不要变频，要自己进行分析，千万不能仅凭某些推销人员的一面之词而做出错误决策，从而带来不必要的经济损失。 目前中央空调系统水泵变频改造中还存在着另一误区，那就是片
面追求投资回收期的长短，回收期越短就越受欢迎，而忽视了系统在设备性能、控制品质等方面的质量差异。这样做的后果是多样的：有的变频器没用多久就坏了或频出故障；有的调速控制总是不稳定、波动频繁剧烈而影响使用；有的水泵调速运行期间，冷水机组时会出现保护性停机现象；有的在夏季使用得较好，在过渡季节却不能正常运行。其中有设备质量的问题，也有变频控制方案不合理所带来的问题，尤其是后者隐蔽性很强，目前一般的中央空调管理者还没引起重视。因此，在考虑投资回收期时，应对所选设备性能的差异及控制方案的优劣加以充分的考虑，避免因贪图便宜而花钱买烦恼；同时在项目的设计阶段就应与设计施工单位进行充分的交流，共同商讨适合本系统的最佳设备与控制方式，而不是简单地把目光盯在初投资与虚拟的回收期上，要知道真正的回收期是在系统实际运行后才能计算的。 在我们的调查中发现了一个普遍现象，就是中央空调系统管理者对系统中水泵变频所采用的控制方式及其特点都知之甚少，相关的技术资料也不齐全；认为变频采用的是自动控制，而忽视了员工在方面的培训。这是非常令人吃惊的，难以想象在没有必要的技术资料、没有了解和熟悉系统技术特点的工作人员的环境里，能管好和用好设备、能获得最大的节能效果事实上，我们针对一些常规性问题问过很多操作工甚至部门主管，他们都挠头不知，至于如何用好和管好设备、实现最好的节能效果就更是茫然了。这无疑为今后的设备管理留下了隐患，也不利于中央空调运行管理水平的提高。因此，建议这些单位的管理部门，应重视与设计施工单位的技术资料交接和对员工的技术