供暖水泵变频.doc

供暖水泵变频节能的原理与实践 咸阳华西节能技术有限公司 ?????????? 随着我国各项事业的快速发展，集中供暖用的热水循环水泵数量迅速增加，其耗电量 强势增长， ? 已成为我国节能的重要领域采用变频技术对循环水泵进行节能改造，节电效 果好，设备运行安全经济，值得大力推广 集中供暖是将锅炉送来的过热蒸气，经热交换器生成热水，由水泵将热水供到千家万 户热水降温后再由用户回到热交换器循环使用 集中供暖使用的循环水泵量大面广，企业、学校、办公楼、医院、住宅楼、商厦、宾 馆、酒店等，几乎遍布所有公众场所 据统计，水泵、风机的用电量占到全国发电总量的 40 ％，其中供暖水泵占有很大比例，耗电量非常之大 大量实践证明，对水泵进行变频改造，节电效果十分显著，一般都在 30％以上，节电潜力巨大普遍认为，采用变频技术对循环水泵进行改造，是目前最有效、最理想的节电手 段 一、节电原理????? 1 、设计余量大是节能的基础????? 设计水泵电动机的额定功率主要考虑以下三方面：????? 1)供暖面积及扬程 ? 由于用户往往要考虑今后发展， 设计供暖面积比实际供暖面积大， 又因供暖管路的管阻特性很难确定，而增大设计扬程。

2) 最大冷负荷 ? 由于气候条件、环境温度、使用时间、房间条件等因素的变化，根据 现有气象资料，实际出现最大冷负荷的时间，每年不超过十天，而设计是以取暖季的最大冷 负荷为依据的 3) 在充分考虑上述两项的基础上再乘以 1.1 ％-1.3 ％的系数，就是水泵的额定容量 可以明显看出，循环水泵设计的额定容量和实际状况相差甚大， “大马拉小车”现象严重 水泵按额定容量长期高速运转， 必然造成设备维修费用高、 寿命短、 噪音大，能源浪费严重 ????? 2 、根据气候等供暖情况的变化，适时调节水泵流量是客观需要????? 3 、供电频率、电动机转速与节电率的关系???? 1) 供电频率与电动机转速的关系?????? 交流电动机的转数特性 ? n=60f(1-s) ／ p??????式中：n—电动机转速?????? f —交流电频率?????? s —转子转速与旋转磁场转数差率?????? p —极对数?????? 对选定的电动机而言， s、p 为定值，电动机转速 n 与交流电频率 f 成正比，使用变 频器来改变交流电频率，即可实现电动机的无级变速 2) 电动机转速与节电率的关系对水泵而言， 流量和转速成正比， 扬程与转速的平方成正比， 而轴功率与转速的立方成正比。

节能率为两个不同频率的轴功率之差频率、转速、节电率的关系如下表：????? P —轴功率????? P —频率????? 曲线①—变频控制方式????? 曲线②—阀门控制方式????? P ①—频率下降后的轴功率????? P ②—关小阀门时的轴功率????? △ P=P②一 P①(即节电率)????? 二、实践检验???? 1 咸阳市西区供热公司阳光小区热交换站水泵改造???? 1.1 改造项目：两台 55Kw 循环水泵变频节能改造???? 1.2 改造前水泵运行情况：???? 1)循环水泵能力严重过剩I台55Kw水泵供暖面积可达 20万平方米，而小区实际供 暖面积约 5 万平方米造成电能大量浪费 2) 循环水流量不能随供暖面积、气候条件、环境温度等因素的变化而调控 3) 设备长期高速运转，维修费用高，设备寿命短，电控柜温度高，元件易损坏 1.3 改造要点 :????? 1) 变频采用一拖二方式，两台泵可定时转换变频运行，延长设备使用寿命 2) 采用开环控制，由值班人员根据供暖实际情况，设定运行频率，节约电能 3) 系统采用自动 (变频) ／手动 (工频) 切换控制优点：对原控制柜内改动小，恢复原 控制方式简便。

4) 手动时，电动机保留星—三角启动方式；自动时，电机采用零启动、零停止方式 优点是：冲击电流小，对电网基本无影响，系统运行安全可靠 5) 原控制观测内容 (电压、电流 ) 不变，在新装变频柜上可监测电压、电流、频率、压 力，便于观察、操作 1.4 变频改造效果：?????变频改造于2007年1月17日完成调试后，以 36Hz的供电频率运行到本采暖季结束 运行平稳，效果好主要有以下几点：???? 1)变频、工频运行时，供水温度均为 62C，供回水温度差均为 10C用户反映供暖情况良好 2) 节能效果明显?????①工频时，表示电流为 80A时，每台55Kw水泵1小时用电量为：????? W工=1.73(1 X U)X 1=1.73 X 80X 380X 仁52.7(度)?????②变频(36Hz)，表示电流为20A时，每台55KW水泵1小时用电量为：???? W变=1.73(1 X U) X 1=1.73 X 20 X 380 X 仁 13.2(度)????③节电率为(W工-W变)/W工=(52.7-13.2 ) /52.7=75%???? 3)? 系统实现自动控制，使设备得到完善的保护 (过载、过流、过压、欠压、短路、缺 相及断电保护等 ) 。

?4)? 由于转速降低，设备使用寿命延长，维修成本低 5)? 噪音减小，原电控柜温度显著下降 2 咸阳市东区供热公司水岸名居小区热交换站水泵改造???? 水岸名居小区 6 台水泵， 三套变频系统 (均为一拖二 ) ，情况相似， 不再赘述 设备运行 频率为39.8Hz，节电率为49.6% 结论?????1) 循环水泵大多处于“大马拉小车”状态，流量不能调控，能源浪费严重，急需改造 2)用变频技术改造供暖循环水泵，技术成熟可靠，节电显著，设备运行经济安全，是目 前最理想的节能方式 3) 集中供暖涉及面广，水泵用量大，节电潜力大，应大力推广变频改造。