水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項(xiàng)（1）

　　摘要：變頻調(diào)速在泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能方面應(yīng)用廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中往往由于對影響其節(jié)能效果的因素考慮不周，導(dǎo)致選擇與使用存在著較大的盲目性，影響其節(jié)能效益的發(fā)揮。以水泵為例，針對影響其調(diào)速范圍、節(jié)能效果的一些主要因素，進(jìn)行了對癥分析和探討，在此基礎(chǔ)上指出了變頻調(diào)速的適用范圍。
　　 關(guān)鍵詞：水泵；節(jié)能；變頻調(diào)速
　　 中圖分類號(hào)：TU991.35
　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　 文章編號(hào)：1009-2455(2002)05-0045-03

　　近幾年變頻調(diào)速在供水系統(tǒng)發(fā)展很快，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著較大的盲目性，導(dǎo)致節(jié)能效果不盡人意。本文針對變頻調(diào)速在水泵節(jié)能方面談一些淺顯的看法，以供商酌。

1 變頻調(diào)速與水泵節(jié)能

　　水泵節(jié)能離不開工況點(diǎn)的合理調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種：管路特性曲線的調(diào)節(jié)，如關(guān)閥調(diào)節(jié)；水泵特性曲線的調(diào)節(jié)，如水泵調(diào)速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面，改變水泵性能曲線的方法，比改變管路特性曲線要顯著得多[1]。因此，改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式。而變頻調(diào)速在改變水泵性能曲線和自動(dòng)控制方面優(yōu)勢明顯，因而應(yīng)用廣泛。但同時(shí)應(yīng)該引起注意的是，影響變頻調(diào)速節(jié)能效果的因素很多，如果盲目選用，很可能事與愿違。

2 影響變頻調(diào)速范圍的因素

　　水泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，原來按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素，都會(huì)對調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％，最好處于75％～100％，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)計(jì)算確定。
2.1 水泵工藝特點(diǎn)對調(diào)速范圍的影響
　　 理論上，水泵調(diào)速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點(diǎn)的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域OA1A2（見圖1）。實(shí)際上，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速過小時(shí)，泵的效率將急劇下降，受此影響，水泵調(diào)速高效區(qū)萎縮為PA1A2[2]（顯然，若運(yùn)行工況點(diǎn)已超出該區(qū)域，則不宜采用調(diào)速來節(jié)能了。）圖中H0B為管路特性曲線，則CB段成為調(diào)速運(yùn)行的高效區(qū)間。為簡化計(jì)算，認(rèn)為C點(diǎn)位于曲線OA1上，因此，C點(diǎn)和A1點(diǎn)的效率在理論上是相等的。C點(diǎn)就成為最小轉(zhuǎn)速時(shí)水泵性能曲線高效區(qū)的左端點(diǎn)。

因此，最小轉(zhuǎn)速可這樣求得：
　　 由于C點(diǎn)和A1點(diǎn)工況相似，根據(jù)比例律有：
　　　　 (QC/Q1)2=HC/H1
　　 C點(diǎn)在曲線H=H0+S·Q2上有：
　　　　 HC=H0+S·QC2
　　 其中，HC、QC為未知數(shù)，解方程得：
　　　　 HC=H1×H0/(H1-S·Q12)
　　　　 QC=Q1×[H0/(H1-S·Q12)]1/2
　　 根據(jù)比例律有：
　　　　 nmin=n0×[H0/(H1-S·Q12)]1/2
2.2 定速泵對調(diào)速范圍的影響
　　 實(shí)踐中，供水系統(tǒng)往往是多臺(tái)水泵并聯(lián)供水。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調(diào)速，所以一般采用調(diào)速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中，應(yīng)注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時(shí)，定速泵就對與之并列運(yùn)行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響[2]。主要分以下兩種情況：
2.2.1 同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，雖然調(diào)度靈活，但由于無法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調(diào)速運(yùn)行的范圍是很小的。
2.2.2 不同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，若能達(dá)到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)高效段右端點(diǎn)揚(yáng)程與定速泵高效段左端點(diǎn)揚(yáng)程相等。則可實(shí)現(xiàn)最大范圍的調(diào)速運(yùn)行。但此時(shí)調(diào)速泵與定速泵絕對不允許互換后并列運(yùn)行。
2.3 電機(jī)效率對調(diào)速范圍的影響

水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項(xiàng)（2）