探討水泵變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理與實(shí)際應(yīng)用

　　伴隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的勢頭，我國的電力行業(yè)也取得了飛速的發(fā)展，但不容忽視的就是能源的浪費(fèi)相當(dāng)?shù)捏@人。目前，我國的水泵、風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)總量在不斷地上升。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率卻十分的低，但其損耗的電能在全國總發(fā)電量中所占的比重卻是相對較高的。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是許多風(fēng)機(jī)、水泵的拖動(dòng)電機(jī)均處于勻速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是生產(chǎn)中需要的風(fēng)、水流量等的要求是處于變工狀況運(yùn)行;另外許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，選擇了容量較大、系統(tǒng)匹配不合理的系統(tǒng).大量的能源就這樣被造成了浪費(fèi)。

　　據(jù)相關(guān)資料顯示，我國的泵類配套電機(jī)的耗電量在全國總耗電量中所占的比例在20%左右。但是，泵的實(shí)際運(yùn)行效率確實(shí)十分的低下，有的水泵運(yùn)行效率甚至連30%都達(dá)不到，而且，最不容忽視的就是現(xiàn)有的泵對能源造成的浪費(fèi)確實(shí)十分巨大的。所以，在泵行業(yè)中采取有效的節(jié)能措施是十分有必要的。

　　1.水泵的節(jié)能原理

　　依據(jù)工作的需要，對水泵運(yùn)行時(shí)工況點(diǎn)的流量、位置以及揚(yáng)程等參數(shù)進(jìn)行合適的調(diào)整，就會(huì)滿足新的工作需要。水泵的工作點(diǎn)是由管道的阻力曲線R—Q與水泵的性能曲線H—Q的交點(diǎn)來確定的。所以，這兩條曲線中的任意一條的位置或者形狀發(fā)生了變化，水泵的工作點(diǎn)位置就會(huì)隨之發(fā)生變化。因此，從原理上來說，泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)是通過改變R-Q曲線或者H—Q曲線來實(shí)現(xiàn)的。

　　如圖所示(圖1)，水泵的管道阻力曲線1同特性曲線3的交點(diǎn)A就是水泵運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)。利用閥門對其流量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)時(shí)，隨著閥門的關(guān)小，流量也會(huì)隨之相應(yīng)的減少，這就使得閥門的摩擦阻力增大。當(dāng)管道阻力曲線由曲線1移至曲線2時(shí)，水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)也由A變成了B，但是揚(yáng)程卻由He上升至了H2，流量Q由Qe降低到Q1;若進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，在曲線1保持不變的情況下，泵的特性曲線就取決于轉(zhuǎn)速的大小，將曲線3移至曲線4的位置，泵的運(yùn)行工況就從A移至到了c，揚(yáng)程由He降至H3。

　　依據(jù)下列公式

　　可以求得泵在B點(diǎn)的功率大小，同樣利用上述公式可以求出泵在c點(diǎn)的運(yùn)行功率大小，而兩點(diǎn)的運(yùn)行工況只差可以用公式來表示。當(dāng)我們用閥門對流量進(jìn)行控制時(shí)，有△P的功率被白白浪費(fèi)掉了，也就是上圖中的陰影部分所表示的能量。從圖上可以看出，耗能量的大小與閥門的控制大小有著密切的關(guān)系。假設(shè)，我們不用控制閥門的大小來控制流量，而是換成控制泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過實(shí)驗(yàn)我們不難得出隨著泵壓頭的輸出量的不斷降低，閥門上小號的功率是可以避免的。因此，我們在對時(shí)常改變運(yùn)行工況的泵進(jìn)行調(diào)解時(shí)，改變泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速是一種十分有效的節(jié)能方法。

　　我們可以通過以下公式得出：泵的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。假設(shè)，將轉(zhuǎn)速下降1/2，那么功率就會(huì)下降1/8?？梢哉f功率同轉(zhuǎn)速成立方次的降低關(guān)系，所以說，降低轉(zhuǎn)速是快速降低運(yùn)行功率的一種切實(shí)可行的方法。

　　例如圖2所示的泵的運(yùn)行效率曲線，因?yàn)锳、B運(yùn)行工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速是相同的，所以A、B兩點(diǎn)會(huì)在同一條曲線上，而c點(diǎn)是在轉(zhuǎn)速調(diào)整后的曲線上。由于B、c兩點(diǎn)的流量是相同的，從圖上可以看出B點(diǎn)的運(yùn)行效率是遠(yuǎn)小于c點(diǎn)的運(yùn)行效率的。這就進(jìn)一步說明轉(zhuǎn)速的改變對泵工作效率的改變有著密切的關(guān)系。