新界泵业集团股份有限公司 浙江温岭 312575
摘要：现阶段，随着社会的发展，科学技术的发展也越来越迅速。·调速水泵在化工企业的供水系统的应用日益广泛，文中阐述了调速水泵与恒速水泵的容量对供水系统的影响，分析了调速水泵运行压力跌落值及最佳转速计算，给出了水泵调速设备的转速范围的关计算方法。
关键词：调速水泵；运行工况；相关问题分析
引言
某化工企业的水泵把水从水源中取出送至净水厂，再把净化的水送至供水管网，同时长距离输送水需要将水加压。水泵站是供水系统中的枢纽，水泵是这枢纽中的主要设备。近几年调速水泵在供水系统发展很快，但在实际应用中仍然存在着较大的盲目性，文中针对调速水泵的常见问题进行了分析。
1调速水泵与恒速水泵容量对运行的影响
调速水泵（简称调泵）和恒速水泵（简称恒泵）容量的变化，对水泵运行有着很大的关系，
1.1调泵容量相等于或小于恒泵容量
调泵和恒泵在相等容量下组合运行。（1）先开调泵，从零到QA，以调泵变换转数运转。（2）调泵开到QA即满转，水泵流量接近QA点时就须开恒泵。刚一开恒泵满转，为全速的特性曲线，流量到B点。但立即退回到需要点C。（3）从A到B流量，即以调泵变速承担。（4）流量后退到QD点时，AD一段调速曲线成水平线或趋近水平，由于AD段可来回摆动，很可能摆动到QA，一到QA恒泵停转，但流量稍大于QA，又需要开恒泵，造成开停频繁。5）为防止开停频繁，使流量退到E停恒泵才好。但恒泵循本身曲线，在QE点流量时，压力须退到F，这时F点压力大于设定压力，而调泵则要根据压力标定要求，须将F点拉到E点，但恒泵则由于其特性曲张特点不能下降，这样调泵就不得不空转，造成断流现象。调泵容量小于恒泵容量时，由于不稳定区扩大，增加频繁开动次数和由于滞流区增加缔切时间更长，使破坏性更大。
1.2调泵容量大于恒泵容量
调泵容量大于恒泵容量组合运行，（1）先开调泵，以调泵变换转数，从零到A运行。（2）调泵开到A即满转，流量接近A时就须开恒泵，这时流量到B点，但立即退到需要点C，从A到B都以调泵变换承担。（3）流量后退到D点时，D点在调泵的控制点，特性曲线尚在陡峭区，故无不平衡现象，流量在退到A点时，由于过A点还须开着恒泵，故不能关闭恒泵。（4）流量后退至E点，这时可停恒泵，此时调泵还在起作用，故无缔切现象。但调泵绝不能再退到F点以后才停恒泵，这样就如第1种情况一样，又会发生缔切现象。调泵容量小于恒泵容量是不利的，所以可得出结论，在调泵与恒泵组合运行时，每当需要停1台恒泵，只要待停的1台恒泵容量小于继续运行的调泵（包括1台调泵和若干此调泵能带动的恒泵，此种情况可以1台大容量调泵看待）总容量时，运转起来不会发生缔切现象，开停频繁不平稳情况也会减少。实际运行时，一般调泵由于调速设备的影响，使调泵不能维持其预定的转速，而使调速的压力有1个非线性的跌落值。据有关资料推荐，调泵运行，一般要保持要求的最大流量时的压力时，则该泵流量为零时的设定压力，要比该点要求的实际压力约大10%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆美国Michata城水泵站的水泵投入生产的共有7台，其中1台调泵、6台恒泵，每台每d额定送水量94625m3，转数900r/min，恒泵功率1337.7kW，调泵功率1385.4kW，调泵比恒泵功率高3.5%，认为就是为了补偿电机在调速状态下，因为不减低要求的水泵转数而增加的功率。为了避免在使用调泵运转时，比该泵在恒速时要有的转数减低，影响使用效果，甚至在出现大流量，不能达到给定压力，同时结合国内情况，使能安全、可靠及有效的运行，以达到预定的结果，建议选择的调速电机，其功率要超过该电机用在恒速运转时功率的5%，或选泵时也可以考虑所选得的调泵H-Q选择性曲线，要适于调速后合乎预定要求。
2水泵站采用调速设备
选用调速设备后，有的水厂并没有得到节电效果，得不偿失。鉴于设备本身价格昂贵，选用它除了要做技术经济比较之外，还需详细计算选择调速设备的必要性，所选调速设备的调速范围，运行中适应工况变化的最佳转速等。
2.1泵站综合效率计算
调速设备选型之后，为判断供水系统是否应该采用调速设备，以及采用调速设备后是否提高效率，应对泵站进行综合效率计算。综合效率计算η综合见（1）式：η综合＝η泵·η传·η管·η电·η池（1）（设η池＝1，忽略水池进出的水头损失之差）式中η泵—水泵工作点效率；η传—由传动方式决定的传动效率；η管—管路输出功率与输入功率之比，η管＝H净／H全；η电—电动机的效率，根据水泵的轴功率N轴及传动效率算出电动机的有效功率N效，再根据电动机的输入功率N入计算得出电动机效率见（2）式N效＝N轴／η传η电＝N效／N入（2）η传＝1（水泵和电动机是直接传动时）。按η综合＝η泵·η传·η管·η电计算出泵站的综合效率。低于55％，应对泵站内各环节的效率进行分析，设法提高该泵站各个环节的效率。采用水泵调速是提高水泵站效率的办法之一。选定调速型式之后，应再计算调速后的综合效率是否提高。
2.2调速泵的最佳转速计算
在采用调速设备的供水系统中，调速设备的最佳转速就是满足管路工况要求时，水泵运行的最佳工况。这工况只有1个点，这个点是管路特性曲线与水泵最高效率抛物线的交点，在转速的变化范围为40％以内满足管路特性曲线上任一工况，都能找到相应的较佳转速。多台泵并联时，C值按水泵并联后的额定工况点参数计算。如果净扬程是变化的，那么最佳转速也是变化的，运行中可根据净扬程的变化，调至最佳转速，使其高效运行。
2.3变频器外置安装
这种安装方式，需要额外的空间放置变频器。变频器与电机之间需要电缆连接，如果距离过长，需要专业的屏蔽电缆连接。在初始投入运行时，需要对外置变频器进行匹配水泵系统的设置。在一些场合，系统中传感元件的信号线也需要连接到变频器内部，安装较为复杂并且影响了系统可靠性。针对水泵系统，已有多家变频器厂商推出水泵专用变频器产品。变频器运行软件已经设定为水泵运行的曲线。
2.4不同安装方式的特点
外置变频器安装位置的选择
具有较大自由度，但是安装布线和设置较为复杂。集成安装方式与外置变频器安装方式相比，在性能方面主要有以下一些特点：节省安装空间；安装简捷方便，与安装一个标准定速运转水泵类似，不需要繁琐的变频器初始运行设置；优越的电磁兼容性能；节约电机连接电缆以及其他系统组件成本；性能优化，集成式变频器会与内部电机的性能参数进行最优化匹配，从而带来整体系统性能的提升。
结语
通过实际测试，对调速水泵与恒速水泵组合中，在调速与恒速泵共同运行时，虽然调速泵先开后开、开启时以全转速或低转速开动都可以，但为了开启方便，且避免不会发生压力不够，还是调速泵以全转速先开对节能和操作有利，调速泵数量多，可以起到大幅度节能增效作用。
参考文献
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论文作者:叶龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/9
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