多臺并聯(lián)水泵運行臺數(shù)切換方式與效率的關系

多臺并聯(lián)水泵運行臺數(shù)切換方式與效率的關系多臺并聯(lián)水泵運行臺數(shù)切換方式與效率的關系目 錄TOC\o“1-2“\h\z\u\l“_TOC_250009“一、爭論背景 2\l“_TOC_250008“1.1水泵變頻掌握方式及存在的問題 2\l“_TOC_250007“二、傳統(tǒng)臺數(shù)切換方式下水泵并聯(lián)同步調(diào)速特性分析 3\l“_TOC_250006“四臺水泵并聯(lián)同步變速運行特性分析 3\l“_TOC_250005“五臺水泵并聯(lián)同步變速運行特性分析 6\l“_TOC_250004“三、基于水泵效率的臺數(shù)切換方式的提出與分析 9\l“_TOC_250003“傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式的不合理性分析 9\l“_TOC_250002“基于水泵效率的水泵臺數(shù)切換方式的提出 11\l“_TOC_250001“兩種臺數(shù)切換方式下水泵性能的比較 12\l“_TOC_250000“四、總結 13一、爭論背景20%左右。目前，在建筑系統(tǒng)中，水泵與風機等輸送設備的10%以上。江億指出：在大型公共建筑供熱空調(diào)電力消耗的實測中，水泵與風機的電力消耗約占60%~70%左右。目前水泵的最高效率一般能到達75%~85%，但是在運行過程中，大多數(shù)水泵的效率在30%~50%之間，比興旺國家水泵運行效率要低很多，能耗鋪張比較嚴峻，運行效耗比例較大，而且節(jié)能潛力巨大。1.1聯(lián)或串聯(lián)運行，以到達流量要求。由于多級泵的進展，水泵串聯(lián)在工程實際中很少應用，多臺水泵并聯(lián)運行應用的則較多。行。掌握方式是這樣的，以兩臺水泵并聯(lián)運行為例：當負荷降低時，系統(tǒng)所需流量削減，則漸漸降低兩臺水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整系統(tǒng)流量，當流量削減到正好為單臺水泵在額定工況下的流量時，在此轉(zhuǎn)速下運行一段時間，然后關閉其中一臺水泵，另一臺水泵重回到額定轉(zhuǎn)速下運行。此切換方式?jīng)]有考慮水泵變頻在切換前后各性能參數(shù)的變化，也沒考慮到切換之后水泵運行是否會更節(jié)能。二、傳統(tǒng)臺數(shù)切換方式下水泵并聯(lián)同步調(diào)速特性分析〔泵共用”形式下，承受傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式時，不同變頻掌握方式下水泵性能隨著冷水機組與水泵臺數(shù)切換的變化規(guī)律。四臺水泵并聯(lián)同步變速運行特性分析4TPTP200-510/4，600m3/h，額定揚程為33.9mH2O。足夠準確，變頻水泵和冷水機組同時切換。如圖4-1所示，為并聯(lián)變頻水泵承受傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式時，供回水干管定壓差掌握與末端定阻抗掌握方式運行下水泵能耗的變化規(guī)律。圖2-1末端定阻抗掌握方式相對于干管定壓差掌握方式的節(jié)能率2-12-2從圖2-2中可以看出：〔1〕4在運行過程中，水泵能耗及節(jié)能率曲線是分段的，跳動的，這是由冷4-3所示，為冷水機組與水泵臺數(shù)示意圖。。分析其緣由：水泵能耗會增大。2-32-42-5定壓差掌握方式下小。供回水干管定壓差掌握方式下的并聯(lián)水泵轉(zhuǎn)速比都保持在0.7~1之76%以上，在高效區(qū)間內(nèi)運行。而末端定阻抗掌握方式下的水泵變頻轉(zhuǎn)速比比較低，轉(zhuǎn)速變化速率較方式下并聯(lián)水泵的能耗雖然比較小，但是效率也較低的現(xiàn)象。壓差掌握方式下，水泵效率一般先增大，后減?。欢┒硕ㄗ杩拐莆辗绞较?，管網(wǎng)總阻抗保持不變，所以水泵效率也保持不變。在關閉一臺冷水機組與水泵后，水泵轉(zhuǎn)速比增加，運行效率降低。五臺水泵并聯(lián)同步變速運行特性分析水機組臺數(shù)不同，分析多臺水泵并聯(lián)變頻運行性能變化規(guī)律。5TP200-450470m3/h，額定揚程為32mH2O。2-65臺水泵時兩種掌握方式水泵效率變化規(guī)律能耗隨著流量比的變化規(guī)律。圖中，分段跳動點為水泵或冷水機組的臺數(shù)切換77示水泵臺數(shù)切換點，有4個；切換點處為實心的表示冷水機組臺數(shù)切換點。2-75臺水泵并聯(lián)時兩種掌握方式轉(zhuǎn)速比變化規(guī)律從上述圖中可以得出：行波動較多，不穩(wěn)定。泵揚程不變，但是單臺水泵的流量變大，所以轉(zhuǎn)速也增加。能增大，可能減小，無特定變化規(guī)律。臺冷水機組，水泵效率上升。由于效率減小的幅度比效率增加的幅度要大，所以在水泵與冷水機組一起關閉后時，水泵的效率是減小的，但是變化的幅度不4設備臺數(shù)切換前后效率的規(guī)律性變化是兩種設備共同作用的結果。而當關閉一臺水泵后，兩種掌握方式下能耗的變化都格外小，可以無視。臺冷水機組會使水泵輸送能耗增大，而水泵臺數(shù)切換則對水泵能耗根本沒有影響。三、基于水泵效率的臺數(shù)切換方式的提出與分析傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式的不合理性分析并聯(lián)水泵變頻運行的傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式的不合理性主要有以下兩點：該臺數(shù)切換方式未能完全發(fā)揮出水泵變頻節(jié)能的優(yōu)勢581430.880.9481.5%80.9%。在末端定阻抗掌握方式中，當54從0.8變?yōu)?.85，81.6%變?yōu)?8.9%?？梢钥闯?，在水泵轉(zhuǎn)速比還沒單臺水泵額定流量來切換水泵臺數(shù)的傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式未能將水泵變頻節(jié)能的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來，這種臺數(shù)切換掌握方式是不太合理的。水泵與冷水機組運行臺數(shù)不匹配的現(xiàn)象。如圖3-1所示，為5S0值較0大，末端定阻抗掌握方式下S0

值較小。S0

值會漸漸增大。在末端定阻抗掌握方式下，S0

值保持不變。0

值會突然增大；而在關閉一臺水泵后，S05臺水泵并聯(lián)變頻運行時，單泵變頻的S1

值為50

值大于S1的值。圖中，定壓差掌握方式下，單泵的S0S1

的值，所以水泵變頻0.413臺水泵切換為2臺水泵的時候，運行中的S0

S值13-1額定流量法切換臺數(shù)時S0的變化規(guī)律使得水泵運行超出變頻調(diào)速范圍，使水泵不能正常工作。也就是說，在末端定阻抗掌握方式下以傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式進展臺數(shù)切換是不合理的。由于傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換的上述不合理性，在水泵變頻末端定阻抗掌握方式聯(lián)水泵在變頻運行過程中永久保持高效運行，而且不會消滅水泵變頻運行超出變頻調(diào)速范圍的現(xiàn)象。基于水泵效率的水泵臺數(shù)切換方式的提出依據(jù)水泵能耗計算公式變頻器與電機效率只取決于轉(zhuǎn)速比，當轉(zhuǎn)速比大于0.4時，電動機效率η的m變化范圍為92%~94%，變頻器效率η 的變化范圍為83%~95%。當轉(zhuǎn)速比大于v切變化幅度不大時可認為η 與η 保持不變可無視η 與η 對水泵能m v m v0.4。這時，水泵能耗大小根本上取決于水泵效率的大小。因此，本節(jié)中提出依據(jù)水泵運行效率來進展水泵臺數(shù)切換的方法。為了減小由于水泵曲線擬合造成的誤差，在此對高效區(qū)間范圍量化為：同時滿足水泵效率η≥λη 與水泵轉(zhuǎn)速η≥η ，其中λ 在0.9~0.95之間。高效區(qū)間法臺max min數(shù)切換方式掌握過程如下：當實際運行中水泵效率η≥λη 且轉(zhuǎn)速η≥η ，水泵臺數(shù)保持max min不變；當轉(zhuǎn)速η≥η ，但η小于η ，即效率不滿足要求時，推斷運行min minSS0

的大小，當S0

＜S0des

，開啟一臺水泵；當當S0

＞S0des時，關閉一臺水泵，其中S =n2Hd/Qd2；0des假設η＜η min，即轉(zhuǎn)速比不滿足要求時，關閉一臺水泵。其中：η ——實測的水泵效率〔%；η max——水泵的最高效率〔%；Hd——系統(tǒng)設計工況點揚程〔mHO；2Q〔m3/h；dS〔mH2O；0S ——設計工況下單泵的揚程與流量平方的比值〔mH2O；0desn——設計工況下并聯(lián)水泵總臺數(shù)。兩種臺數(shù)切換方式下水泵性能的比較4時，并聯(lián)水泵承受傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式和基于水泵效率的水泵臺數(shù)切換方式時的水泵性能的變化規(guī)律。設系統(tǒng)最小流量比為0.4，令λ=90%，則高效區(qū)間允許的最低效率值為0.36，0.78時，兩種臺數(shù)掌握方式下的水泵運行狀態(tài)是全都的；當流量比在0.36~0.78方式下水泵運行才會有差異。0.36~0.78之間兩種水泵臺數(shù)切換方基于水泵效率臺數(shù)切換方式下水泵臺數(shù)切換點，由于傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換掌握中水泵與冷水機組同時切換，故沒有重點標出。0.36~0.78方式下水泵運行轉(zhuǎn)速較低，水泵效率較高，能耗比額定流量法要低。如圖3-2最終一幅圖所示，為基于水泵效率的臺數(shù)切換方式相對于傳統(tǒng)水0.523%左右，流0.4~0.52之間時，節(jié)能率隨著流量比的削減從5%左右降至3%左右。3-2兩種臺數(shù)切方式下水泵轉(zhuǎn)速比變化規(guī)律量時，基于水泵效率的臺數(shù)切換方式下多臺水泵并聯(lián)運行并不需要進展臺數(shù)切換。此時水泵變頻運行也不會消滅超出變頻調(diào)速范圍之外的現(xiàn)象。四、總結本章主要針對多冷熱源下并聯(lián)水泵變頻運行特性進展分析，并以水泵變頻章內(nèi)容如下：對設計工況下水泵臺數(shù)與冷熱源臺數(shù)等的配置方案進展分析；依據(jù)水泵變頻承受末端定阻抗區(qū)間掌握方式時，假設承受傳統(tǒng)水泵臺數(shù)切換方式，會消滅冷水機組與水泵運行臺數(shù)不匹配的現(xiàn)象，簡潔使水泵運行超出變頻調(diào)速范圍之外。4傳