水泵并联选型及节能运行相关问题探讨.pdf

基金目：北京市“供、供燃气通风与空工程”重点实室放，KF200705 1水泵并联型及能运行相探北京建筑工程学院淑惠王哲斌摘要根据冷水系统的流量及系统最不利阻力失的特点，从管路性能曲和水泵性能曲，分析循水泵并联特点、型方法，特分析并联水泵型程中需注的：一是水泵流量和程附加量的合理取值；二是并联水泵系统部分荷采用一台水泵运行，水泵的运行效率和电机超性从足工况要求和能的角度，按照式水系统和式水系统管路特性的各自特点，分用算实例明不同水泵系统变能速的算方法、特点以及注意的事一步分析并联水泵变速系统的形式、特点及适性，并联水泵系统的设算及能运行分析提供了参考水泵型并联变速能我国目前城镇民用建筑运行耗电占我国总发电量的22％ 24％北方地城镇供暖消耗的燃煤占我国非发电量用煤量的15％ 18％，建筑运行消耗的能源占全国商品能源21％ 24％其中大型公共建筑供暖空电力消耗中，60％70％由输送和分配冷量量的风机水泵所消耗[1]风机水泵能耗高的主要原因：一是大多最高效率可达70％ 80％风机水泵实运行效率30％50％，原因是设和设备无正确的设与方法，使风机和管网不匹配；二是实量冷量分配，依大量门实，一半以上的能耗消耗在门上；三是输送量冷量的循水泵的供回水温度小于设温度[1]。

以上的主要，本文探供供冷系统中水泵的并联型方法，在型程中需要注意的，一步分析并联水泵在运行中采用变能的算方法、特点及适性1 1.1供供冷系统往往有如下特点：随着各系统的荷不同，需要流量具有很大的范，例如流量需要从每小吨每小十吨甚至几百吨，而系统的最不利阻力失通常在15m40m之间，因此系统要求在运行程中，系统阻力失变化不大的情况下流量可以大幅度变化式循水系统管路性能曲方程H＝SQ2，式水系统管路性能曲方程H＝h+SQ2，其中S是水系统的管路阻抗，其合反映管路上沿程阻力和局部阻力情况，工程中化分析，管路确定后，一般取管路阻抗一常[2]H1Q4Q2Q5Q3Q6654123①②③⑤④HDQCQACDAHCHA①②③1在不同阻抗管路中并联水泵工作点的变化2并联水泵的工作点和工况点以式循水系统例，如1所示，①、②和③分管路阻抗S1、S2、S3的管路性能曲，其中有S1>S2>S3；④和⑤分台水泵的性能曲和两台同型号水泵并联后的性能曲，1、2、3点分台水泵在①、②和③管路性能曲管路中的工作点，4、5、6分两台同型号水泵并联后在①、②和③管路性能曲管路中的工作点从中可以看出，管路阻抗S1、S2、S3的水系统水泵并联后流量增加分Q1＝Q4－Q1、Q2＝Q5－Q2和Q3＝Q6－Q3，而有Q1QD，因此要求设人要校核在A点工作电机是否超？设中考A点工作水泵的效率是否处于高效范？2 2.1水系统处于部分荷运行，需要降低水系统的流量，最的法是水泵出口的门，通增大管路的阻抗而降低流量，种方法操作，能耗很大。

目前能的方法是采用变器改变水泵的速系统的流量按照相似律，速由n1n2，水泵的工况点由点1点2，若点1点和点2点是相似工况点，效率相等，且有111132222n HQNn HQN===（ 1）式中N1和N2分速n1和速n2水泵的功率下面分式水系统和式水系统水泵变速的算方法和速后的性能特点式循系统，水泵的程只是用于克服最不利路的阻力，因此管路性能曲方程形式H＝SQ2，如3中的曲②，水泵的速n1 ，Q－H曲①，工作点1的流量Q1和程H1足H1＝SQ12；水系统流量Q2，需速n2，工作点2点在管路曲②上，其流量Q2和程H2足H2＝SQ22；点1和点2有下面的系1122HQHQ=（ 2）式（2）中流量和程的系足相似律式（1），因此式循水系统，速由n1n2，工作点1和工作点2相似工况，后效率不变例式系统中水泵速n2的确定方法若式系统中水泵在速n＝1450r /m i n，其性能参见表1，根据表1在3中出水泵的Q－H曲①和Q—η曲④1点1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Q /(10-2m3/s )0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20H /m 13.613.8 13.7 13.6 13.5 13.3 13 12.5 12 11.5 10.8η/%0 23 39 50 59 65 70 73 75 74 72管路性能曲方程H=SQ2，水管路系统的阻抗S＝500s2/m5，采用描点法在3中出管路性能曲②。

1点工作点，Q1=15.6×10-2m3/s，H1=12.1m，η1＝74％若此系统工作点需到2点，Q23＝12×10-2m3/s，H2＝7.2m，水泵的速n2多少？因1与2点足相似律，有211222n Qn Q=（ 4）算得到n2＝858r /m i n，2点与1点相似工况，效率相等，η2＝74％024681012141618200246810121416182022100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0Q/ (10-2m3/s )H/ mη/ (%)n 1Q－ηH=SQ212n 2①②③④024681012141618200246810121416182022100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0Q/ (10-2m3/s )H/ mη/ (%)n 1Q－ηH=h+SQ212n 2①②③3H=KQ2⑤④3式水系统中水泵的性能及工作点4式水系统中水泵的性能及工作点式系统，如空冷却水系统，水泵的程不用于克服管路中所有的阻力，且包括头到水面的提升高度和头余，因此管路性能曲方程形式H＝h+SQ2，如4中的曲②，中①水泵在速n1的Q－H性能曲，工作点1的流量Q1和程H1足H1＝h+SQ12；水系统流量Q2，工作点2点的流量Q2和程H2足H2＝h+SQ22；点1和点2的流量和程不足相似律式（1）中的系，点1和点2不是相似工况点，因此点1的效率与2点的效率不相等。

如何确定2点的速和效率呢？下面例明一式水系统，管路性能曲方程H＝4+500Q22，水泵是上例中的水泵，如4所示，工作点1的流量Q1＝13.2×10-2m3/s，H1＝12.7m，η1＝72％若此系统工作点需到2点，Q2＝10×10-2m3/s，H2＝9m，水泵的速n2多少？效率η1多少？按照相似律，2点做相似曲H＝KQ2，K由2点的流量和程系H2＝KQ22得到K＝900，用描点在4中出相似曲⑤，并与n1速的水泵Q－H性能曲①交于3点，Q3＝12×10-2m3/s，H3＝12.96m，η3＝70％又因 3点足H3＝KQ32，2于3点足相似律，有333222n HQn HQ==（ 3）又因n3＝ n1，由式（3）求的速n2＝1007r /m i n；2点的效率与3点相同，因此η2＝η3＝70％由以上分析看出，式水系统，速后，效率保持不变式水系统，速后，效率改变2.2两台以上水泵并联运行，需要流量，目前采用“一变多定”或“全部同步变速”的方法无采用那种方法，保变泵的高效能和运行安全，通常水泵的最小速不低于定速的50%，最好在70%100%的范[5]下面以两台水泵并联例，以上两种方法行分析2.2.1工程设中，了减少变装置的投，往往多台并联水泵中的一台水泵或部分水泵行变速。

5是一台变速泵与一台定速泵并联的性能曲，中曲①是一台泵在定工况下运行的特性曲；曲②是两台同型号的泵在定工况下并联运行的特性曲；曲③是管路特性曲n1、n2、n3分是变速泵在不同速下的特性曲；实n1、n2、n3分是变速泵在不同的速下与定速泵并联的性能曲在定工况下系统两台泵并联工作点C的流量是QC，水泵的工况点D，流量QD，速n04若定速泵在定工况下工作，工作点A，随系统需求的流量增加，定速泵和变速泵并联运行，定速泵正常工作，变速泵速在可范依次由n3、n2、n1行，并联工作点依次3、2、1，流量依次增加，此况，变速泵的工况点依次6、5、4，其流量依次增加，定速泵的工况点依次9、8、7，其流量依次减小H1 2 3n 0n 1n 0n 1n 2n2n3n 3ADCQ①②③7 4 8 5 9 6HQ123n 0n 1n 0n 1n 245变速泵与定速泵的并联运行曲6两台同型号泵同变的并联运行在以上系统设，由于变泵工况点分6、5、4、D，因此需要考各工况点的定性、效率；定速泵工况点分A、9、8、7、D，不要考各工况点的效率，由于A、9、8、7的流量皆大于定工况下的流量，也要校核电机的是否另外需特注意变速泵在低速工作，定速泵与变速泵并联，相于小泵与大泵的并联，有可能会使两台水泵都在低效运行，有可能不有起到水泵的并联效果，外增加管路阻力。

因此水系统采用“一变多定”的方式，更要格控制变速泵的速范2.2.26是两台同型号水泵同步变速运行的特性曲并联水泵同步变速运行，不足流量的变化，而且保持水泵在高效率工况下工作，水泵工作点小于1台水泵n0速的工作点3，也可以只用1台水泵行变速工作，从根本上消除了以门流流量的缺点，合理的利用了能量并联水泵同变速运行，采取的控制方式不同，其能效果也不一样采用何种控制方式根据水系统的具体情况确定31、水泵并联适合于管路阻抗小的管路性能曲并联水泵型，流量和程的附加量不能重复考若水系统需要水泵运行，特需考水泵运行的效率，并需校核水泵运行电机是否超2、台水泵在式水系统工作，变速改变工作点，效率不变台水泵在式水系统工作，变速改变工作点，效率改变3、于式循系统，水泵流量大程低，便于系统有效能、保护水泵高效运行、加长水泵使用寿命，宜采用多台水泵同步变速的并联变流量方式；于式系统，水泵流量小程高，充分设备初投，宜采用一台水泵变速运行，其他水泵定速的并联变流量方式[1]江亿.我国建筑耗能况及有效的能途［J］.暖通空，2005.5：30-40 [2]蔡增基，龙天渝.流体力学泵与风机（第四版）) [M].北京：中国建筑工业出版社，1999.12 [3]采暖通风与空气设范[S]. GB50019-2003 [4]淑惠，文斌.空冷水和冷却水循系统水力算便方法［J］.北京建筑工程学院学. 2004.9：1-7 [5]一，潘尤.空水系统变流量能控制（2）：变速水泵的合理用［J］.暖通空. 2005.10：90-925St u d y o n Re l a t e d Pr o b l e m s o n Se l e c t o n o f Pa r a l l e l Pu m p s a n d En e r g y Sa v i n g i n Ru n n i n gXU Sh u h u i WANG Zh e b i n YAN Yi n Be i j i n g In s t i t u t e o f Ci v i l En g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e , Be i j i n g 10044, Ch i n aAb s t r a c t: Ba s e d o n t h e m a x i u m p r e s s u r e d r o p a n d f l o w r a t e o f c o l d w a t e r s y s t e m a n d h o t w a t e r s y m t e r , a n d c o m b i n e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f p i p e l i n e a n d p u m p s , f e a t u r e s a n d s e l e c t i o n m e t h o d s o f p a r a l l e l p u m p w e r e d i s c u s s e d . So m e p r o b l e m s s u c h a s t h e r e a s o n 。