泵、泵机组效率测试方法

1、泵、泵机组效率测试方法第1页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵、泵机组效率测试方法（一）术语定义 （二）测试要求（三）测试仪器仪表及精度等级和 测试 参量（四）主要计算公式第2页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（一）术语定义1.泵系统：由泵、交流电动机、调速装置、传动机构、管网按流程要求所组成的总体。2.泵机组：由泵、交流电动机、调速装置和传动机构所组成的总体。3.管网：由直管道、弯头、阀门、锥管及工艺所必需的其他辅助设备按流程要求所组成的总体。4.泵系统效率：泵系统运行时管网末端输出的有效功率与电动机输入功率之比的百分数。第3页，共32页，20

2、22年，5月20日，10点39分，星期四5.泵机组效率：泵机组运行时，泵输出功率与电动机输入功率之比的百分数。6.泵的效率：泵在运行时，泵的有效功率（输出功率）与泵轴功率（或称泵输入功率）之比的百分数。7.电动机效率：电动机在运行时，实际输出功率与输入有功功率之比的百分数。8.管网效率：管网（吸入或排送管网）末端输出的有效功率与管网（吸入或排送管网）起始端输入的有效功率之比的百分数。第4页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（二）测试要求1.测试应在正常生产的实际运行工况下进行，测量时应保证运转稳定。2.测试仪器仪表应能满足测试项目的要求，并在检定合格周期内。3.保证液体流

3、量、压力、电动机输入功率等主要参量同步测试。4.测试时至少测试三组数据，保证每组数据的读取同步进行，取每个测试参量各次读数的算数平均值作为最后的计算值。监测时，要求测试时间不少于30分钟，每隔10分钟记录一组数据。 第5页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（三）测试仪器仪表及精度等级和测试参量测试仪器仪表明细表序号仪器仪表名称测试计算参量准确度要求1输入功率测试仪表电动机输入功率1.5/2.0（高压）2压力表进出口压力、阀后压力2.53流量仪表泵实际排量2.54秒表时间（电度表转动）1.05米尺压力表高度、管径第6页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四

4、（四）主要计算公式电动机输入功率 泵轴功率 泵输出功率 系统输出功率（系统有效功率） 泵的效率 泵机组效率 管网效率 泵系统效率（泵机组液体输送系统效率） 第7页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四电动机输入功率（1）当电动机电源为低压时，一般采用功率法直接测量，也可采用电度表法间接测量（2）当电动机电源电压为高压时，电机输入功率可利用电动机控制柜上的电度表配合秒表进行测量，并用下式计算KCT电流互感器的变比；KPT电压互感器的变比；n测量期内电度表铝盘所转的圈数，r； t电度表转n圈所用的时间，s；电度表常数，r/（kWh）。第8页，共32页，2022年，5月20日，10

5、点39分，星期四泵轴功率Pa泵轴所接受的功率，kW。PaPgrmot式中：Pgr电动机输入功率；mot电动机效率。第9页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四电动机效率PN电动机额定功率，kW；电动机负载系数，按GB/T12497-1995 三相异步电动机经济运行中的有关公式计算，计算时还需要查出电动机额定效率N、电动机空载有功损耗P0两个常数。第10页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵输出功率Pu泵传递给液体的功率。PuQgH10-3Pu泵输出功率，kW；液体密度，kg/m3；g重力加速度，g9.81m/s2；Q泵实际排量，m3/s；H泵的总扬程，m

6、。式中：第11页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵的总扬程P2、P1泵出口、泵进口压力，Pa； Z2-Z1泵出口、泵进口压力表高度差，m； V1、V2泵进口、泵出口处液体流速，m/s。第12页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵输出功率的简要公式当泵的出口、进口压力表高度差（Z2-Z1）和动能差可以忽略的情况下允许采用下式计算泵输出功率Pu（P2P1）Q10-3第13页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四系统输出功率（系统有效功率）泵系统运行时管网末端输出的有效功率 第14页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期

7、四H3调节阀后的总扬程P3调节阀出口后的压力，Pa；Z3调节阀后的压力表高度，m；V3调节阀后处液体流速，m/s。第15页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵的效率Pu泵输出功率；Pa泵轴功率。第16页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵机组效率Pu泵输出功率；Pgr电动机输入功率。第17页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四管网效率H1调节阀引起的扬程损失，m 第18页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四H1调节阀引起的扬程损失P3调节阀出口后的压力，Pa；Z2-Z3调节阀前后的压力表高度差，m；V3调节阀后

8、处液体流速，m/s。第19页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四泵系统效率（泵机组液体输送系统效率）第20页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四九、泵的调速技术介绍电动机直接调速变频调速串级调速变级调速串电阻调速及无换向器电动机调速变频调速与串级调速为高效的调速系统恒速电动机带调速传动装置调速液力偶合器液力调速离合器电磁转差离合器第21页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（一）变频调速1.变频调速的基本原理 2.变频调速的优缺点第22页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四1.变频调速的基本原理异步电动机转速n f

9、电源频率，Hz；p极对数；s转差率。第23页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四变频调速变频变压调速 由上式可知，极数p一定的异步电动机，在转差率S变化不大时，转速n基本上与电源频率成正比。因此，只要能设法改变f，就可以改变n。基于这个原理，变频调速就是用变频器作为变频电源，通过改变电源频率的方法，实现转速调节。实际上，若仅改变电源的频率则不能获得异步电动机满意的调速性能，因此，必须在调节的同时，对定子相电压U也进行调节，使f与U之间存在一定的比例关系。故变频电源实际上是变频变压电源，而变频调速准确地称呼应是变频变压调速。 第24页，共32页，2022年，5月20日，10点

10、39分，星期四2.功率损耗泵的额定功率Pe与转速n的关系是式中： PeKbn3 Kb系数。调速过程中，不同转速ni时泵的轴功率为 PiKbni3泵的流量变化与转速变化成正比，即 Qi/Q=ni/ni 式中：i调速比可以推出PiPe i3结论：调低电机转速可以减少功率损失。第25页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四3.变频调速的优点（1）调速效率高，属于高效调速方式。（2）调速范围宽，一般可达20：1，并在整个调速范围内均具有高的调速效率。所以变频调速适用于调速范围宽且经常处于低负荷状态下运行的场合。（3）机械特性较硬，在无自动控制时，转速变化率在5以下；当采用自动控制时，

11、能作高精度运行，把转速波动率控制在0.51左右。（4）变频装置万一发生故障，可以退出运行，改由电网直接供电，泵仍可继续保持运转。（5）能兼作启动设备，即通过变频电源将电动机启动到某一转速，再断开变频电源，电动机可直接接到工频电源使泵加速到全速。第26页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四变频调速的缺点高压电机的变频调速装置的初投资比较高，是应用于泵的调速节能中的主要障碍。变频器输出的电流或电压的波形为非正弦波而产生的高次谐波，会对电动机及电源产生种种不良影响，应采取措施加以清除。第27页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（二）液力偶合器1.工作原理简介

12、液力偶合器主要由泵轮、涡轮及旋转外套组成。泵轮与主动轴固定连接，涡轮与从动轴固定连接，主动轴和从动轴又分别与电动机和泵相连接。泵轮内腔和涡轮内腔共同形成的圆环状的空腔称为工作腔。通过改变工作腔中工作油的充满度，亦即改变循环圆内的循环油量，就可以改变液力偶合器所传递的转距和输出油的转速，从而实现在动力机为全速的情况下，对泵进行无级变速。 第28页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四2.液力偶合器的优点（1）无级调速。在液力偶合器输入转速不变的情况下，可以输出连续的、无级变化的转速。（2）工作平稳。可以平稳地启动、加速、减速、停止。（3）空载启动。电动机能空载或轻载启动，故可选

13、用最经济的电动机及电控设备，降低启动电流，节约电能。（4）隔离振动。液力偶合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系，转距通过工作液体传递，是柔性连接，当主动轴有周期性振动（如扭振）时，不会传到从动轴上，具有良好的隔振效果，能减缓冲击负荷，延长电动机及泵的机械寿命。第29页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四（5）过载保护。由于液力偶合器是柔性传动，其泵轮与涡轮之间有转速差，故当从动轴阻力距突然增加时，转差就增大，甚至制动，而原动机仍能继续运转，而不致烧毁，泵也可以收到保护。（6）无机械磨损。因泵轮和涡轮间无直接的机械接触，故工作可靠，能长期无检修运行，寿命长。（7）便于控制。液力偶合器是无级调速，故便于实现自动控制，适用于个伺服系统控制.（8）节能。与阀门节流调节相比较，节能效果显著。第30页，共32页，2022年，5月20日，10点39分，星期四液力偶合器的缺点（1）在原动机额定转速较低的场合，要求同样的转矩而采用较小的转速时，液力偶合器的工作腔直径加大，即液力偶合器的尺寸和重量将相应增加，这不但增加了造价，而且