1、浅析水泵节能技术途径摘要：随着世界经济和科技的发展，变频器及控制技术也将更加发展和完善，其性能价格比也将不断提高，自来水行业自然也不例外，在恒压供水系统中的利用就是其中重要的一环。本文就水泵调速节能技术进行了详细论述。 关键词：水泵节能 中图分类号：TE08 文献标识码： A 前言 据统计，给水工程中能耗费占供水成本的 30%70%,水泵的能耗费占总能耗费的 90%左右。在实际运行中，水泵的效率大多数不足 60%，泵站的综合效率不足 50%，存在着较大的能源浪费，在能源供应日益紧张的今天，应用正确的水泵供水节能技术，使水泵能经常的高效运行，将具有重大的经济意义，水泵站是供水系统中的枢纽，水泵是
2、这枢纽中的心脏，对于水泵在系统中的运行情况是与节约能源、降低成本、提高经济效益密切相关。 一、水泵在使用过程中的问题 1、水泵本身设计技术含量不高 现阶段我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。再加上水泵制造企业片面着重经济效益，而忽视了水泵的节能工作，国
3、家也没有这方面的政策扶持和财政优惠，造成了水泵制造企业对水泵节能、提高水泵效率也没有积极性。 2、水泵节能存在误区 我们过去对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水泵的寿命、对材料的节省等各个方面的因素。再就是具体到水泵的使用环境中，我们也要有针对性的进行节能设计，比如水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高温性能等，这些都要针对不同的环境，不用的用途进行设计。因此水泵的节能研究是一项非常复杂的工作，我们对节能概念的理解也不能过于片面，而要有一个全面的整体的理解。
4、3、使用单位和个人的因素 使用单位和人人在采购水泵时，往往关注的是水泵是不是符合自己的需求，价格是不是比较便宜，而对水泵的节能技术指标，却并不是很在意。消费者的这种需求也打消了水泵设计单位和制造单位进行节能技术革新的积极性。并且很大一部分消费者在选择水泵时，要选用流量和扬程裕量过大的水泵，以确保可以满足自己的使用需要，这样的后果就直接造成水泵在使用过程中，实际运行效率远低于水泵的最高效率，一直不能在高效区运转。另外在使用过程中，由于使用单位的管理和检查不严格，操作和养护不适当，维修的不及时等，使水泵在使用过程中经常出现故障，造成很多的能源浪费。 二、变频技术在水泵的应用 1、 水泵的变频调速的
5、节能方法与原理 根据流体力学可以得知，H(压力) Q(流量 ) = P(功率)；其中，转速 N 的二次方和压力 H 成正比；转速 N 和流量 Q 成正比；转速 N 的三次方和功率 P 成正比；假设水泵效率为定值时，当将流量调节下降的时候，转速 N 也将跟着成正比下降；此时的轴所输出的功率 P 也将成三次方的关系下降。也就是说，水泵电机转速和其所消耗的电功率成三次方比例关系。即将流量采用阀门控制的时候，功率被损耗给浪费掉了；同时，随着不断的将阀门关小，这一损耗还会相应的增大。当采用转速进行控制的时候，因为转速 n 的二次方和扬程 H 成正比例关系，转速 n 和流量Q 成正比例关系；转速 n 的三
6、次方和功率成正比例关系，也就是转速 n 和功率成三次方关系下降。若并非采用将阀门关小的方法，而采用降下电机的转速；则在转运等量的流量这一情况之下，原本在阀门所消耗的功率则能够全部避免；并能获取很好的节能效果；这则是水泵的调速节能的原理。有很多种方法可以对水泵进行调速，这些方法主要可以分为两大类。第一类，直接将电机转速改变；例如，变频调速和可控硅地串级调速等；第二类，电机地转速不变，经过附加的装置把水泵转速改变，例如，变速箱地调速，电磁离合器地调速，以及液力耦合器地调速等均是这一类。在水泵站地应用当中，前者是应用的很多也很常见。 2 、变频调速的控制系统分析 当前，在我国水泵的控制系统当中，绝大
7、多数是于开环的状态之下采取变频调速的技术；也就是人为的依据外界条件、工艺地变化，将变频器频率值改变；以此达到调速的效果。其系统主要有调节器，控制对象，压力测量的变送器以及变频的调速器等四个部分组成。 控制系统的过程是：水管出口的压力由压力测量的变送器测量出来，接着将其转换成为和它对应的标准的 4 至 20mA 电信号；传至调节器进行和工艺需要的指标做对对，取得偏差。所得偏差值依照预先所定调节地规律有调节器进行运算，获取调节的信号并传输至变频的调速器；进而致使变频器把输入的 380.0V50.0Hz 交流电，转换为输出是 0.0380.0V0.0400.0Hz 地连续频率交流电和可调的电压；并直
8、接的供应给水泵的电机。 将变频的调速其安装至水泵的电机之上后，通过相关实测，其节能的效果很好；与未装之前相比节能约有 53%，同时生产的工业也很稳定；其表现主要有：在采用了变频调速的技术之后，有非常显著的节能效果；把电机功率因素提高了，并将无功的功率消耗降低了。平均每月的节电率有 53%，经济效率非常的显著。采取变调技术之后，因为全开水泵的出口阀，将阀门因为节流所产生的噪音消除了；使工作的环境得到改善。此外，还将因为调节阀出现故障而对生产造成的影响克服了。采取变调技术之后，降低了 57%的水泵压力；下降了 490%的电源频率；下降了 64%的电机定子的电流。此外，因为调速平稳与变频器的启动，将
9、电网冲击减少了。于系统当中采取闭环的控制，使得参数超调地波动范围不大，能及时的进行偏差的控制。可依据工艺需要自动地调节变频器地加、减速，高精度的控制，保障了生产工艺的稳定；使得产品产量与质量得到提高。此外，因为变调器具备非常灵敏的故障诊断，检测以及数字显示等功能，使得电机水泵地运行可靠性得到了很大的提高。 三、应用需考虑的问题 通常，水泵调速所考虑的是减速的问题；在采取变调时，原本依照工频所设计的电机和泵运行的参数都产生了很大变化；此外定速泵和管路的特性曲线等也会给调速造成影响。导致超范围的调速很难将节能目的实现。所以，无法无限制地进行变调。通常情况，变调不能低于 50%的额定转速，应在 75
10、%到 100%之内；同时与实际的计算相结合进行确定。 1、 调速范围较小的场合 将阀门调节时，于管网、阀门之内所产生阻力的损失减少，是采取调速的目的。若调节的翻过较小，这部分地压降则不大，损耗也相应较小；则不必采取复杂调速的装置。所以，通常情况之下，若选择的水泵合适，且流量于 100%至 90%这一范围之内发生变化的时候；则可以不采取调速的方式。 2、系统中要求具备固定的静压 我们将不随着流量和转速的变化而变化地固定压力成为静压。如，需要向一定高度输送流体。若采取调速的装置，那么，出口的压力则会随着转速成二次方的关系发生变化；这则很可能无法满足预定工艺的要求。所以，在工艺需要静压地变动不大、稳
11、定的时候，其调速的方案需依照负荷的曲线进行慎重的选定。 3、容量大水泵 当采取大容量水泵的时候，有很高的运行可靠性的要求；因此需慎重的采取调速的装置。若流量、扬程常出现变化，采取调速的装置其节电效果显著。此外，可增设应急的可靠措施于调速的装置之上，货采取一备一用的方式，将其可靠性提高。 4、泵机配套不合理 在对老设备进行改造的时候，将水泵更换了，未更换小容量的相应电动机；原设计的时候，选择过大的电机、泵；导致泵机的不配套。则应将电动机或者水泵更换，使其相互配套。此外，泵机虽然配套，而实际的运行处于低负荷区；则需采取将车削叶轮、水泵型号更换等措施，比采取调速的方式经济许多。 小结： 在水泵的控制系统当中应用变调技术，具备着运行的工艺可靠安全，显著的节能效果以及性能良好的调速等优点；在如今，能源节约已被大力的提倡；将这一种把现代先进的计算机技术与电子电力技术集合到一起的高科技的节能装置推广应用，将对降低耗能与将劳动的生存率提高具备这非常重要的意义。 参考文献： 1 壬锡仲蒋志坚高景峰变频优化调压节能供水装置的研制【J】 给水排水，1998，24(10)：6467 2 谷晋龙水泵调定混合给水系统运行工况分析【J】 给水排水，199723(12)：l4 3 金宏伟，姚春景. 水泵变频节能技术分析与应用【M】. 科技创新导报. 2008(17)
