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无负压节能分析篇

作者:admin来源:www.jxqqby.com阅读:847日期:2016-03-09

传统的给水工程中,各种系统参数随工况的变化而不断变化,为了实现准确地控制,只能采用控制阀门或挡板开度的方法,人为增减阻力,使大量能量损失在阀门和挡板上。随着变频调速技术的日渐成熟,可以实现根据电动机的负载特性来调整转速、启动时间等参数,
从而具有明显的节能特性。

     无负压供水设备是在变频调速给水设备的基础上发展而来的一种节能供水设备。目前,在给水泵站采用变频无负压技术,可以充分利用市政管网原有的压力,叠加增压, 很好地达到了节能和稳定运行的目的。下面根据此项目实际参数以说明无负压相对于变频所具有的优势。

首先阐释一下变频无负压的节能降耗原理

    离心式水泵广泛应用于生活给水系统中。其输出特性取决于水泵的种类和供水管网系统的阻力特性。离心式水泵的特性曲线以及供水管网的阻力曲线如图1和图2所示。

图1中:Q一流量,H一水泵在一定转速下的扬程曲线,P一水泵的功率曲线,I一水泵
 的效率曲线;图2中:DE一供水管网的阻力曲线。 从节能的角度出发,对于工况运行的场合,通常采用变频调速的电动机来改变泵的转速,以满足工况改变时对性能的要求。因此,水泵调速时的H-Q曲线变为图3所示,泵的特性曲线N与管道性能曲线DE的交点A0即为泵的正常使用时的工作点。

下面通过节流控制、普通变频和无负压的比较,说明无负压的节能原理。

                                   (图三)

      节流控制是通过改变装在管道上的阀门或挡板的开度,使阀门对供水的摩擦阻力变大,所以反映到上图中,阻力曲线从DE移到DE',扬程则从H0升到H1,,流量由Q0减小到Q1,运行工况点从A0点移动到A1点。

     变频调速控制是在管网性能曲线不变的情况下,通过改变泵的工作转速,使其性能曲线变化,从而变更运行工作点来实现调节。泵的特性曲线取决于电机的转速,如果把速度从n变为n',工况点将从A0点移到A2点,扬程将从H0降到H2,流量将从Q0减小到Ql,与用节流控制时输出的流量相同。

无负压设备和变频调速的工作原理有些类似,因其利用了市政管网原有的压力,所以水泵扬程低于普通变频的扬程,即水泵进口压力与水泵扬程本身之和等于普通变频水泵的扬程,两种工况下水泵扬程差为△h=h-h′。如果把速度从n变为n',工况点将从A0点移到A3点,扬程将从H。降到H3,流量将从Q0减小到Ql,与用节流控制时输出的流量相同。
  采用以上三种方法运行时A1点、A2和A3点的泵轴功率分别为:

P1=Q1H1pɡ/1000, P2=Q1H2pɡ/1000, P3=Q1H3pɡ/1000  (1)

△P=P1-P2=(H1-H2)Q1 pɡ/1000, △P1=P1-P3=(H1-H3)Q1 pɡ/1000(2)

△P2=P2-P3=(H2-H3)Q1 pɡ/1000

   也就是说,用节流控制流量比用变频调速控制时多浪费了△P的功率,比用变频无负压时多浪费了△P1的功率,而且消耗随着阀门的开度减小而增加。用变频调速控制比用无负压时多浪费了△P2的功率. 因此节能潜力非常大。所以,最有效的节能措施就是采用变频无负压供水。一般应用变频无负压节电率为20%~50%,效益显著。

另外,变频调速控制时,由水泵的叶轮相似定律,当转速从n0变为n2时,Q、H、P大致变化关系为

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