水泵变频运行特性曲线

介绍水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这已经被同行业的许多人所讨论。然而，有许多不令人满意的结果，许多结论甚至是错误的，无法清楚地解释。本文使用简单的图形分析来进一步解释和分析。水泵变频运行分析中的2个误区2.1在水泵变频运行的分析中，许多人习惯于引用风机和水泵的比例规律。流量比例定律Q1/Q2=n1/n2H1/H2比率定律=(n1/n2)2轴功率比定律P1/P2=(n1/n2)3结果表明，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立方成正比。上述结论确实是由风扇和水泵的比例定律指导的，但它不能解释下面的问题：(1)为什么变频运行时水泵只在频率高于3035Hz时才出来？(2)当水泵不排水时，为什么它的电流和功率非常小？一旦水被排出，电流和功率会突然增加，然后电流和功率会随着转速的增加而增加？2.2绘制水泵管路的性能特性曲线和阻力曲线许多人绘制了水泵管路的性能特性曲线和阻力曲线，如图1所示。图1水泵特性曲线在图1中，泵在工频下运行的特性曲线为F1，额定工作点为a，额定流量QA，额定扬程ha，管网的理想阻力曲线R1=KQ与流量q成正比。当采用节流调节时，实际管网阻力曲线为R2，工作点为B，流量QB和扬程HB。采用变频调速无节流的特性曲线F2。理想的工作点是摄氏度，流量控制和提升碳氢化合物。这里是质量控制。根据图1所示的曲线，为了通过速度调节将流量减小到零，变频器的频率也必须减小到零，但是这与实际情况不一致。在实际的泵变频调速中，当频率降到3035Hz以下时，没有水出来，流量降到零。2.3变频泵和工频泵并联当变频泵和工频泵并联运行时，由于工频泵的出口压力较高，而变频泵的出口压力较低，是否变频泵不出水是值得怀疑的。来自工频泵的水是否回流到变频泵？3上述分析中的错误(1)相似定律在风机和水泵的理论分析中确实是一个非常重要的定律。表示相似泵(或风机)在相似条件下运行时相应参数之间关系的计算公式。比例法则是作为一种特殊情况从相似法则演变而来的。也就是说，两个相同的泵在相同的工作条件下输送相同的流体，泵的直径和输送流体的密度不变，只有当转速不同时，泵的流量、扬程、功率和转速之间的关系才不同。(2)当风机单独运行，挡板不变，温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量有关，阻力系数不变。因此，其操作条件与标准条件相同，并且可以应用比例定律。然而，当风机并联运行时，比值定律不再适用，因为出口空气压力受其他风机空气压力的影响，且出口流量不同于总流量，从而导致工况变化。(3)引风机相似律，如果挡板不变，但介质温度和密度发生变化，作为特例，其形式也发生变化。与上述比例定律不同，温度或密度必须校正。(4)就水泵而言，比例定律仅适用于水泵出水口与进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。例如，在同一水平面wi上长距离输水的情况下(5)然而，水泵的实际运行条件不能达到理想状态。水泵的出水口和进水口之间有一个高度差，有时这个高度差很大。当泵并联运行时，泵的出口压力也会受到其他泵的工作压力的影响。对于平行运行以产生水的泵，水的升力必须大于当时其他泵的压力。水泵出口流量不是主管网流量，主管网流量是所有运行水泵流量之和。由于管网总流量和总阻力的增加，并联运行的水泵扬程更高，工况也发生变化，因此比例定律不再适用。单泵变频运行的图解分析(1)分析单台水泵变频运行的关键是水泵进出口水位的高度差，即水泵的净扬程H0。只有当水泵的扬程大于净扬程时，水才能排出。因此，管网阻力曲线的起点是网头的高度，如图2所示。图2单台水泵变频运行特性曲线在图2中，额定工作点仍然是a，理想的管网阻力曲线R1与流量成比例。变频后的特性曲线F2，运行点b。当流量为零时的净压头H0，以及变频运行期间实际运行点HB和净压头之间的差值h=HB-h0，是当管网阻力达到要求的流量QB时的附加压头。因为管网的阻力曲线不同于图1的阻力曲线，所以不满足相似性定律。(2)图2中的工作点A是水泵的额定工作点，满足水泵的额定扬程和额定流量。因此，R1成为管网的理想阻力曲线。然而，由于实际管网阻力曲线不能是理想曲线，实际最大工作点必须偏离点A。如果实际最大工作点移动到点A的右下方，由于流量的大幅增加，泵将容易过载。因此，实际额定工作点应该移到点a的左上，如图3所示。图3偏离a点的实际工作点(3)在图3中，当节流阀完全打开时，管网阻力曲线R2是实际的管网阻力曲线。变频器在50Hz运行时的实际最大工作点C、实际最大流量QC(小于水泵的额定流量QA)和扬程HC(高于水泵的实际额定扬程HA)。实际工作点C的参数只能通过实际测试获得。当变频器的频率为F2时，特性曲线F2为实际运行点b。实际工作点和净水头之间的差值H=HB-H0=K2QB2为实际管网阻力达到所需流量QB时的附加水头。工作点B的实际压头HB=K2QB2H 0。5具有相同性能曲线的泵的工频并联运行的图解分析(1)两台或多台泵向同一压力管道输送流体的运行方式称为并联运行。并联运行的目的是提高流体的流量，适用于流量变化大、大型泵运行经济性差的场合。同时，当泵并联运行时，可以有备用泵来保证系统的安全性和可靠性。(2)并联运行时泵的运行点由并联运行的总性能曲线和总管道特性曲线的交点决定。并联运行的总性能曲线是根据并联运行时工作压头和流量总和相等的原则，在同一坐标压头下，将各泵的性能曲线上相应的横坐标流量相加而得出的，如图4所示。如图4所示，相加原理是通过在相同坐标升程下将每个泵的性能曲线上的相应横坐标流量相加而得出的。图4水泵并联运行特性(3)图4显示了两个性能相同的泵并联工作的总性能曲线和工作点。其中，A是任何单个泵的工作点和净扬程H0。当两台泵同时工作时，b是单台泵的工作点L QC=2QB2QA:即并联运行的两个泵的总输出流量是两个单泵输出流量的总和，每个泵的流量必须小于单泵运行的流量。因此，并联运行的总流量不能达到两个单泵的流量总和。L管网的阻力曲线越陡，泵的性能曲线越平坦，并联后各泵的流量比单泵运行时的流量小，并联效果越差。l并联运行适用于性能曲线较陡、管网阻力曲线较平缓的场合。6不同性能泵并联运行的图解分析6.1具有相同死点压头(或最大压头)和不同流量并联运行的泵的性能曲线图5不同扬程泵的并联运行特性曲线。(1) F1是大泵的性能曲线，是单泵运行时大泵的工作点A1。(2) F2是小泵的性能曲线，是小泵单独运行时的工作点B1。(3) F3是并联水泵的总性能曲线，工作点c，升程HC，流量QC=QA2 QB2。6.2具有相同死点升程(或最大升程)和不同流量的泵的并联运行特性。(1)