两台不同功率的水泵可否并联运行?
两台不同功率的水泵可否并联运行?(急)
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现有两台市水泵,一台功率18.5kw,另一台11kw,两台泵扬程相同,可否并联运行于同一个管路中,有人说“大机拖小机“不行,又有人说可以的,烦请各位帮忙指教,谢谢!
供水系统中调速水泵有关问题的探讨
作者:北京利德华福技术有限公司 覃正清 点击数:396 时间:2003年3月24日
1、前言
水泵调速技术已经存在多年,早期主要是一些低压水泵采用低压变频器进行调速,因为成本不高,所以采用比较普遍。而对于高压水泵的调速,早期还大多是采用液力偶合器、串级调速等传统方法来实现。随着高压大功率变频器的出现,目前采用高压变频器对高压水泵进行调速逐渐成为一种趋势。由于高压变频器目前成本相对较高,许多供水行业的人士出于投资回收考虑,对水泵调速这项技术本身及其可以取得的效益都比较关心,经常有如下一些疑惑:
a供水系统一般多台水泵并联运行,设计原则是同压头水泵并联,同流量水泵串联。而调速泵速度降低后,按一般常理认为,其输出水压将降低,那么调速泵如何再与其他工频泵并联,是否有内耗存在?
b常说水泵流量和转速成正比,压力和转速平方成正比,其功率则和转速立方成正比,也就是说水泵的功耗是按流量的立方关系变化的,假设水泵流量调到一半时,水泵的轴功率只有满流量时的12.5%,省电应达到87.5%,可为什么实际系统的节能效果远不是这样?到底怎样预估一个水泵调速系统的节能潜力?
2台电脑怎么共享c调速水泵和工频水泵并联运行时,调速水泵能否无限制往下调速?调速泵是不是转速到0时流量才为0?并联工频水泵会不会过流?调速泵会不会水流倒惯?调速时应注意什么问题?
d水泵调速方法有哪些?究竟什么方式比较可取?对水泵进行调速改造,除了节能,到底还能有什么其他效益?
本文将从水泵的工作特性出发,解释和回答这些问题,不对之处,欢迎专家指正。
2、水泵的工作特性
图(1)
  水泵定速工作时,工作特性如图(1)所示。曲线①为水泵按转速N1定速工作时的Q-H曲线,曲线②③为管路特性曲线。
  在第一种负载工况下,水泵工作在A点,流量为Q1,压力为H1。当流量减为Q2时,水压将上升到H2,水泵工作在B点。水压的上升,一方面存在不必要的电耗,另一方面也可能威胁到供水管网的安全。
从水泵定速工作特性曲线看出,尽管水泵工作转速不变,但只要管网特性发生变化(曲线②变为曲线③),那么水泵的工作点是发生变化的,其流量和压力也随之变化。换言之,水泵的输出压力并不只是转速的单值函数。
  在自来水行业,流量的减少是因为夜间用户关阀,管网特性曲线发生了变化,曲线②变为曲线③,流量由Q1降为Q2。为了防止管网水压的上升威胁到管网安全,可以调节水泵出口阀门或者改开小泵。
  在一些化工生产、制冷等行业,流量的减少是因为生产工艺的需要,这时可以调节水泵输出阀门,人为改变管网特性,使水泵工作点由A点变到B点,从而达到主动调节流量的目的。
图(2)
  图(2)示出了水泵调速运行时,水泵工作特性的变化情况,曲线①②③分别为水泵按N1 、N3和N2三种速度运行时的特性曲线,曲线④⑤为管网特性曲线。如果管网特性不变,保持为曲线④,水泵由N1转速调节到N2速运行时,水泵的工作点将由A点变到B点,流量和水压分别变到Q2和H2,它们都随着转速的下降而下降。负载特性不变时,水泵的流量Q、水压H、轴功率P和转速N之间满足如下关系:陆子艺
Q∝N,H∝N2,P∝N3。
  但如果是外界因素导致管网特性发生变化(由曲线④变为曲线⑤),使得流量减少为Q2,但又要维持水压不变,这时水泵可以将速度调节到N3运行,从工作曲线中可以看出,水泵的转速和输出流量下降,但水泵的输出压力却保持不变,这就是为什么流量变化
时,可以通过调节水泵转速实现恒压供水的理论依据。这种情况下,由于管网特性的改变,水泵的流量Q、水压H、轴功率P和转速N之间不再满足Q∝N、H∝N2、P∝N3的关系,并不是转速下降其水压就下降,水泵速度下降且其分担的流量下降后,只要其输出水压不变,就可以和其他高速水泵并联运行。
3、水泵调速运行的轴功率
3.1管路特性不变
  管路特性不变时,水压随流量的变化而变化,调速时只对流量作要求,对水压不作要求,这时水泵的工作情况如图(3)所示:
图(3)
  从图可见,需要流量下降时,将水泵速度由N1下调为N2,则水泵工作点由A点变为B点,流量由Q1变为Q2,压力由H1变为H2,水泵在A、B两个工作点的输出功率PA和PB分别为:          PA=H1×Q1, PB=H2×Q2 
  从上式看出,如果转速降为50%,则水泵输出功率下降为12.5%;如果在A、B两点水泵的效率差别不大,则水泵的输入功率也大大下降。
3.2调速时要求水压恒定
图(4)
  在图(4)这种工况下,水泵速度由N1调到N2,工作点由A点变到B点,流量由Q1变到Q2,水压保持不变,H1=H2。水泵在A、B两点的输出功率PA=H1×Q1,PB=H2×Q2。
        PAPB = H1×Q1H2×Q2 =Q1 Q2
  这种情况下,水泵输出功率和流量成正比。(注意:水泵输出功率不和转速成正比,因为管路特性已变化,Q1不正比于N1,Q2不正比于N2。)这种工况下类似自来水行业。用户用水量由Q1下降为Q2(用水量下降是用户关阀引起的管路特性发生变化,由特性曲线(1)变为曲线(2)仍需水压保持恒定。
4、水泵调速运行的节能效益
4.1管路特性不变
图(5)
  外部管路特性不变。如果通过水泵调速方式改变流量,按工作点由A点降到B点;如果水泵定速运行,通过阀门改变流量,则水泵从A点变为C点。水泵在B、C两工作点的输出功率和输出功率差分别为:PC=H3×Q2, PB =H2×Q2;
假设水泵在B、C两点效率差别不大,都约为η,则调速方式相对于关阀方式,节能效益        ΔP=(H3-H2) Q2 η 。
4.2管路特性变化而调速时要求水压恒定
图(6)
  流量由Q1变为Q2时,如果水泵定速运行,工作点将由A变为C点;如果通过调速方式,水泵工作点将由A变为B点。水泵在B、C两点的输出功率差为: PC-PB=(H3-H2)×Q2。假设水泵在B、C两个工作点的效率差别不大,都为η,则水泵输入功率差
ΔP=(H3-H2) Q2 η 。
5、水泵调速运行节能效益计算实例
绝地求生电脑版  水泵调速节能效益与水泵的特性、运行方式、电费水平等多种因素有关,由于这些因素在不同场合下千差万别,计算节能效益时对工况作如下假设:
巡回检查组百度百科
尼采名言水泵功率为1000KW,年运行时间8000小时,其中1600小时(即20%时间)为100%流量,4000小时(即50%时间)为70%流量,2400小时(即30%时间)为50%流量,调速装置效率为96%,假设水泵流量Q和压力H在采用阀门调节流量时近似满足如下关系:H=A-(A-1)Q2,其中A为水泵出口封闭时的出口压力,假设为140%,假设电费为1元/度。
5.1采用阀门调节时电耗计算
  采用阀门调节流量时,功耗等于流量Q和压力H的乘积。各种流量的功耗计算如下:
    P100%=1000KW
    P70%=1000×0.7×(1.4-0.4×0.7×0.7)=842.8KW
    P50%=1000×0.5×(1.4-0.4×0.5×0.5)=650KW
  电费计算如下:1000×1600+842.8×4000+650×2400=6531200度,一年电费约653万元。
5.2采用调速且要求水压恒定时电耗计算
  采用调速水泵调节流量时,如果需要压力恒定,则功耗仍然按流量Q和压力H的乘积计算。各种流量的功耗计算如下(其中0.96为调速装置效率):
    P100%=1000/0.96=1041KW
    P70%=1000×0.7×1/0.96=729KW
    P50%=1000×0.5×1/0.96=521KW
  电费计算如下:1041×1600+729×4000+521×2400=5830000度,一年耗电费约583万元。
  流量变化时,如果要求压力不变,相对于用阀门调节流量,采用变频器调节流量后,一年可以节省电费约653-583=90万元,节电量约为13.8%。
5.3采用调速且管路特性不变时的电耗计算
  采用调速水泵调节流量时,如果没有压力要求,即假定外部管阻特性不变,则功耗正比于流量的立方。各种流量的功耗计算如下(其中0.96为变频器效率):
    P100%=1000KW
    P70%=1000×0.73/0.96=357.3KW
    P50%=1000×0.53/0.96=130.2KW
  电费计算如下:1000×1600+357.3×4000+130.2×2400=3341680度,一年耗电费约334.1万元。
  流量变化时,如果外部管阻特性不变(即流量小时,压力也小,调速时对压力不作要求),相对于用阀门调节流量,采用变频器调节流量后,一年可以节省电费约653-334=31
9万元,节电量达到48.8%。
  从计算中可以看出,如果水泵依据流量需求而调速,对水压不作要求的工况,其节能效果大大好于要求水压恒定的工况。仿照以上计算方法,用户可以根据自己实际的水泵容量、供水工况及电费水平,直接预估出调速后的节能效益。
6、调速泵和工频水泵的并联运行水淀粉勾芡
6.1多泵并联时,调速泵实现流量调节的图示
  水泵不管全速运行或调速运行,总满足以下的特性关系:
图(7)
  图(7)中绘出水泵分别以不同速度 (n1>n2>n3>n4)运行的H_Q特性曲线,纵坐标H表示水泵出口水压,横坐标Q代表水泵流量。从H_Q曲线看出:
a水泵定速运行时,如果其流量减小,水泵出口水压将增大。如A、B两点,水泵以恒定速度n1运行,当该泵流量由  Q2下降到Q1时,该水泵出口水压将由H2上升到H1。
b如果水泵的流量相同,水泵高速运行时的出口水压高于低速运行时出口水压。如A、D两点。
c水泵降速运行时,如果其流量比高速运行时减小,则可以和高速运行时有相同的出口水压值。如B、C两点。
两台一样的水泵,分别以不同速度运行,如果各自流量不同,仍可以有相同的出口水压值,可以直接并联运行。

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