离心式水泵的变频节能分析台钳

摘 要：本文介绍并分析了离心式水泵的负载特性和变流量调节方法，对比了其能耗大小。简单介绍了交流电动机的变频调速特点，指出采用变频器改造离心式水泵的经济性。

Abstract：This article describes and analyzes the load characteristics of centrifugal pumps and variable flow regulator method, compared the size of its energy consumption. A brief introduction of the广元 variable frequency AC motor speed control features, pointed out that the centrifugal pump inverter transformation of the economy.

Key word: Ce喷塑设备ntrifugal water pump; Load characteristics; Electric motor energy conservation; Frequency conversion velocity modulation.

　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，找寻安全仪器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l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安全带又满足管阻特性，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：

　　 公式1

　　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：

　　两个工况点的水泵轴功率之差为：（B、C两工况点输出介质流量Q