多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系

多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系目 录TOC\o“1-2“\h\z\u\l“_TOC_250009“一、争论背景 2\l“_TOC_250008“1.1水泵变频掌握方式及存在的问题 2\l“_TOC_250007“二、传统台数切换方式下水泵并联同步调速特性分析 3\l“_TOC_250006“四台水泵并联同步变速运行特性分析 3\l“_TOC_250005“五台水泵并联同步变速运行特性分析 6\l“_TOC_250004“三、基于水泵效率的台数切换方式的提出与分析 9\l“_TOC_250003“传统水泵台数切换方式的不合理性分析 9\l“_TOC_250002“基于水泵效率的水泵台数切换方式的提出 11\l“_TOC_250001“两种台数切换方式下水泵性能的比较 12\l“_TOC_250000“四、总结 13一、争论背景20%左右。目前，在建筑系统中，水泵与风机等输送设备的10%以上。江亿指出：在大型公共建筑供热空调电力消耗的实测中，水泵与风机的电力消耗约占60%~70%左右。目前水泵的最高效率一般能到达75%~85%，但是在运行过程中，大多数水泵的效率在30%~50%之间，比兴旺国家水泵运行效率要低很多，能耗铺张比较严峻，运行效耗比例较大，而且节能潜力巨大。1.1联或串联运行，以到达流量要求。由于多级泵的进展，水泵串联在工程实际中很少应用，多台水泵并联运行应用的则较多。行。掌握方式是这样的，以两台水泵并联运行为例：当负荷降低时，系统所需流量削减，则渐渐降低两台水泵的转速，调整系统流量，当流量削减到正好为单台水泵在额定工况下的流量时，在此转速下运行一段时间，然后关闭其中一台水泵，另一台水泵重回到额定转速下运行。此切换方式没有考虑水泵变频在切换前后各性能参数的变化，也没考虑到切换之后水泵运行是否会更节能。二、传统台数切换方式下水泵并联同步调速特性分析〔泵共用”形式下，承受传统水泵台数切换方式时，不同变频掌握方式下水泵性能随着冷水机组与水泵台数切换的变化规律。四台水泵并联同步变速运行特性分析4TPTP200-510/4，600m3/h，额定扬程为33.9mH2O。足够准确，变频水泵和冷水机组同时切换。如图4-1所示，为并联变频水泵承受传统水泵台数切换方式时，供回水干管定压差掌握与末端定阻抗掌握方式运行下水泵能耗的变化规律。图2-1末端定阻抗掌握方式相对于干管定压差掌握方式的节能率2-12-2从图2-2中可以看出：〔1〕4在运行过程中，水泵能耗及节能率曲线是分段的，跳动的，这是由冷4-3所示，为冷水机组与水泵台数示意图。。分析其缘由：水泵能耗会增大。2-32-42-5定压差掌握方式下小。供回水干管定压差掌握方式下的并联水泵转速比都保持在0.7~1之76%以上，在高效区间内运行。而末端定阻抗掌握方式下的水泵变频转速比比较低，转速变化速率较方式下并联水泵的能耗虽然比较小，但是效率也较低的现象。压差掌握方式下，水泵效率一般先增大，后减小；而末端定阻抗掌握方式下，管网总阻抗保持不变，所以水泵效率也保持不变。在关闭一台冷水机组与水泵后，水泵转速比增加，运行效率降低。五台水泵并联同步变速运行特性分析水机组台数不同，分析多台水泵并联变频运行性能变化规律。5TP200-450470m3/h，额定扬程为32mH2O。2-65台水泵时两种掌握方式水泵效率变化规律能耗随着流量比的变化规律。图中，分段跳动点为水泵或冷水机组的台数切换77示水泵台数切换点，有4个；切换点处为实心的表示冷水机组台数切换点。2-75台水泵并联时两种掌握方式转速比变化规律从上述图中可以得出：行波动较多，不稳定。泵扬程不变，但是单台水泵的流量变大，所以转速也增加。能增大，可能减小，无特定变化规律。台冷水机组，水泵效率上升。由于效率减小的幅度比效率增加的幅度要大，所以在水泵与冷水机组一起关闭后时，水泵的效率是减小的，但是变化的幅度不4设备台数切换前后效率的规律性变化是两种设备共同作用的结果。而当关闭一台水泵后，两种掌握方式下能耗的变化都格外小，可以无视。台冷水机组会使水泵输送能耗增大，而水泵台数切换则对水泵能耗根本没有影响。三、基于水泵效率的台数切换方式的提出与分析传统水泵台数切换方式的不合理性分析并联水泵变频运行的传统水泵台数切换方式的不合理性主要有以下两点：该台数切换方式未能完全发挥出水泵变频节能的优势581430.880.9481.5%80.9%。在末端定阻抗掌握方式中，当54从0.8变为0.85，81.6%变为78.9%。可以看出，在水泵转速比还没单台水泵额定流量来切换水泵台数的传统水泵台数切换方式未能将水泵变频节能的优势完全发挥出来，这种台数切换掌握方式是不太合理的。水泵与冷水机组运行台数不匹配的现象。如图3-1所示，为5S0值较0大，末端定阻抗掌握方式下S0

值较小。S0

值会渐渐增大。在末端定阻抗掌握方式下，S0

值保持不变。0

值会突然增大；而在关闭一台水泵后，S05台水泵并联变频运行时，单泵变频的S1

值为50

值大于S1的值。图中，定压差掌握方式下，单泵的S0S1

的值，所以水泵变频0.413台水泵切换为2台水泵的时候，运行中的S0

S值13-1额定流量法切换台数时S0的变化规律使得水泵运行超出变频调速范围，使水泵不能正常工作。也就是说，在末端定阻抗掌握方式下以传统水泵台数切换方式进展台数切换是不合理的。由于传统水泵台数切换的上述不合理性，在水泵变频末端定阻抗掌握方式联水泵在变频运行过程中永久保持高效运行，而且不会消灭水泵变频运行超出变频调速范围的现象。基于水泵效率的水泵台数切换方式的提出依据水泵能耗计算公式变频器与电机效率只取决于转速比，当转速比大于0.4时，电动机效率η的m变化范围为92%~94%，变频器效率η 的变化范围为83%~95%。当转速比大于v切变化幅度不大时可认为η 与η 保持不变可无视η 与η 对水泵能m v m v0.4。这时，水泵能耗大小根本上取决于水泵效率的大小。因此，本节中提出依据水泵运行效率来进展水泵台数切换的方法。为了减小由于水泵曲线拟合造成的误差，在此对高效区间范围量化为：同时满足水泵效率η≥λη 与水泵转速η≥η ，其中λ 在0.9~0.95之间。高效区间法台max min数切换方式掌握过程如下：当实际运行中水泵效率η≥λη 且转速η≥η ，水泵台数保持max min不变；当转速η≥η ，但η小于η ，即效率不满足要求时，推断运行min minSS0

的大小，当S0

＜S0des

，开启一台水泵；当当S0

＞S0des时，关闭一台水泵，其中S =n2Hd/Qd2；0des假设η＜η min，即转速比不满足要求时，关闭一台水泵。其中：η ——实测的水泵效率〔%；η max——水泵的最高效率〔%；Hd——系统设计工况点扬程〔mHO；2Q〔m3/h；dS〔mH2O；0S ——设计工况下单泵的扬程与流量平方的比值〔mH2O；0desn——设计工况下并联水泵总台数。两种台数切换方式下水泵性能的比较4时，并联水泵承受传统水泵台数切换方式和基于水泵效率的水泵台数切换方式时的水泵性能的变化规律。设系统最小流量比为0.4，令λ=90%，则高效区间允许的最低效率值为0.36，0.78时，两种台数掌握方式下的水泵运行状态是全都的；当流量比在0.36~0.78方式下水泵运行才会有差异。0.36~0.78之间两种水泵台数切换方基于水泵效率台数切换方式下水泵台数切换点，由于传统水泵台数切换掌握中水泵与冷水机组同时切换，故没有重点标出。0.36~0.78方式下水泵运行转速较低，水泵效率较高，能耗比额定流量法要低。如图3-2最终一幅图所示，为基于水泵效率的台数切换方式相对于传统水0.523%左右，流0.4~0.52之间时，节能率随着流量比的削减从5%左右降至3%左右。3-2两种台数切方式下水泵转速比变化规律量时，基于水泵效率的台数切换方式下多台水泵并联运行并不需要进展台数切换。此时水泵变频运行也不会消灭超出变频调速范围之外的现象。四、总结本章主要针对多冷热源下并联水泵变频运行特性进展分析，并以水泵变频章内容如下：对设计工况下水泵台数与冷热源台数等的配置方案进展分析；依据水泵变频承受末端定阻抗区间掌握方式时，假设承受传统水泵台数切换方式，会消灭冷水机组与水泵运行台数不匹配的现象，简洁使水泵运行超出变频调速范围之外。4传