變頻調速循環(huán)水泵經(jīng)濟性分析

第25卷增刊遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報2006年6月Vol.25Suppl.Journal of Liaoning Technical University文章編號: 1008-0562006)增刊 1-0237-02變頻調速循環(huán)水泵經(jīng)濟性分析鐘瑞興，李文華，任適遠(遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院，遼寧阜新123000摘要: 針對目前主要采用閥門(mén)調節管路流量而造成能源浪費的問(wèn)題，提出通過(guò)變頻調速改變流量的觀(guān)點(diǎn)。應用流體機械相似定律及電工學(xué)原理，闡明變頻調速原理。結合中國各地的實(shí)際情況，對采用此方法的循環(huán)水泵進(jìn)行經(jīng)濟性分析，得出天氣越冷、電價(jià)越高的地方，變頻調速更具優(yōu)越性，從而指出變頻調速的科學(xué)性與經(jīng)濟性。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵; 變頻調速;經(jīng)濟性中圖分類(lèi)號: TK 414.2文獻標識碼: AEconomical efficient analysis for circulatory pump of frequency conversionZHONG Rui-xing, Li Wen-hua, REN Shi-yuan(College of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)Abstract: In view of energy waste will be made mainly through regulating valve to change the flow, the point ofadopting frequency conversion is put forward to change the flow. The analogical law of fluid machines and principle ofelectronics are applied to explain the principle of frequency conversion. Combining the actual conditions all over Chinathe economical efficiency analysis is carried out for the circulatory pump which applies the technique. The conclusionis that the colder the weather and the higher the price of electricity, the more obvious the superiority of frequencyconversion is. Furthermore, the scientific and economic efficiency of frequency converter-pump can be proved.Key words: circulatory pump; frequency conversion; economic fficiency0引言由電工學(xué)得，異步電機的理論轉數為目前，改變水泵工作點(diǎn)位置的方法是人為地改n=60f(1-s)/P(2)變管路性能曲線(xiàn)，靠改變閥門(mén)阻力來(lái)改變流量的，式中，f為電源頻率; P為電機磁極對數; s 為電這需額外增加阻力，伴隨能量的損失和浪費。為了機轉差。從式(2)可得，改變電源頻率即可改變電機克服這些缺點(diǎn)，同時(shí)適應國家能源發(fā)展要求，筆者的轉速，從而達到調節流量的目的。應用變頻調速的方法改變流量，并對采此方法帶來(lái)由系統的運行情況可知，設備在開(kāi)始運行時(shí)負的效益進(jìn)行深入分析。荷最大，由流量傳感器經(jīng)調節器至微機，由微機控制變頻器，使變頻器輸出的頻率上升，電動(dòng)機開(kāi)始1水泵變頻控制的基本原理旋轉并轉速逐漸升高至最大。當負荷減小，這時(shí)利由相似定律，改變泵或風(fēng)機的轉數n時(shí)，其效用微機控制變頻器，使變頻運行的電動(dòng)機按照系統率基本不變，但流量、壓頭及功率都按下式改變川中預先設定的程序進(jìn)行運轉，即降低電源頻率，從Q/Qm =JH1Hm =/N1Nm =n/nm(1)而降低電動(dòng)機的轉速，讓設備繼續在低負荷運行, .由式(1)可將泵在某-轉速下的性能曲線(xiàn)Hm換達到所需的流量要求。這樣，節電率一般在20%~算成另一轉速下的新的性能曲線(xiàn)H。它與不變的管30 %。變頻裝置的調整范圍可達20:1，且可基本保路性能曲線(xiàn)CE的交點(diǎn)(即工作點(diǎn))由A點(diǎn)變至D持異步電動(dòng)機特性。點(diǎn)，則泵的流量由Qs變至QD (如圖1)。2全年變流量運行的電耗計算H√Eg1%二H---E- !.5'n-'w 367ntwe.2D 0"X1.0圖1改變泵或風(fēng)機性能曲線(xiàn)的調節法中國煤化工Fig.1 way of regulation by changing the performanceFig2oneYHCN MH G8 loadcurve of pump or fan收稿日期: 2006-03-15作者簡(jiǎn)介:鐘瑞興(1983-), 男，廣東珠海人，碩士研究生。主要從事的動(dòng)力檢測與控制研究。本文編校:焦麗.238遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報增刊無(wú)因次年延續負荷如圖2[21。質(zhì)量并調方案，則有其中，Y表示無(wú)因次室外溫度，X表示無(wú)因次延續時(shí)間，Q表示無(wú)因次熱負荷，即y=(tw-lw)/(twa-lw)(3因此=-'w h+tho(hs (10)X=(h-h)/(hgs-h)(4)Q=Q/Q2投資回收期計算式中，tw為任意外溫;tw為設計外溫;twq為供熱起始外溫; h為tw下的延續小時(shí)數; ho 為t'w下的對于北京地區，供熱室外設計溫度延續小時(shí)數; hs 為全年供熱延續小時(shí)數; Q、 Q'分tw=-12口，室內設計溫度t =18口，室外平均溫別為任意外溫和設計外溫下的熱負荷3]。度tw=-1.60,全年供熱小時(shí)數hg =3024h, tw下在無(wú)因次年延續負荷圖中，存在X=f(Y)關(guān)系，的延續小時(shí)數為643hl4。所以相對電耗對我國不同地區氣象資料統計，可將上述函數擬合為如下關(guān)系E=("5-lv (h+h)h,=0.727 (11)x=乙B()Y-l(5)年凈收益J=(1-E)Nph.C。元(12)式中，Np循環(huán)水泵的電機功率，kW; hs 為全年制Y=之A(i)x"冷延續小時(shí)數，h; Ca 為電價(jià)，元/kWh;式中A(i), B(i)為擬合 系數，對于確定的地區為常若初投資為C,靜態(tài)回收期T可按下式計算數，可由有關(guān)資料中查找。T, =C1J年(13) .供熱系統在tw≤t ' w時(shí)，Q=1.0 此時(shí)循環(huán)流量供熱系統循環(huán)水泵0.5~0.6W/m2， 變頻器比價(jià)G按設計流量G'運行，即G=1.0，tw>t'w和tw為700~ 1200元/kW,電價(jià)取0.4元/kWh,則可計算≤twq期間，循環(huán)流量按變流量運行，即Gtw期間的電耗量，kW.h; E3結論為Iw≤tw時(shí)的電耗量，kW.h; G為某- -外溫區間由_上述資料可知，氣候愈寒冷的地區，相對電i的循環(huán)流量，th; H; 為某一-外溫區間i的水泵揚耗值越小，回收期將越短，電價(jià)越高的地方，水泵程，m;△h為某- -外溫區間i的延續小時(shí)數，h; η;采用變頻調速就越經(jīng)濟。該表所列各地區回收年為某一外溫區間i的水泵效率; H'、η' 分別為循環(huán)限，是指供熱系統所有循環(huán)水泵全部進(jìn)行變頻調速水泵的設計揚程和額定功率。對于變頻調速，可視時(shí)的數據。若運行中的循環(huán)水泵，有一- 半仍按額定功率運行(即額定轉速、額定流量)，另一半按變η =η,o如果實(shí)行集中質(zhì)調節，則全年循環(huán)水泵總電耗E'為頻調速變流量運行，則初投資可減少- -半， 相應的回收年限可縮短至1~3年，節能效益就更加明顯，E= GH8)可見(jiàn)積極推廣調速水泵是很有意義的。參考文獻:則全年變流量運行下的相對電耗E為[1]余華明制冷流體機械[M].北京:人民郵電出版社,2003:47-50.[2]石兆玉.供熱系統運行調節與控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,E=(" G'dht+hn)/ns(9)1998:256-260.3]李德英供熱工中國煤化10424-222.式中，G為tw或Q的函數，由于采用室內雙管的[4]建筑工程常用數據手冊[].北京:中國建筑工業(yè):YHCNMHG.