【正文】 4……可按需要設(shè)定；因此，準(zhǔn)變壓變量系統(tǒng)（設(shè)備）的供水特性可以十分接近理想的變壓變量供水特性，具有優(yōu)良的節(jié)能效果，這種供水系統(tǒng)(設(shè)備)具有通用性。例如國(guó)際上著名的ABB供水專用變頻器就具有上述的準(zhǔn)變壓變量供水控制功能。事實(shí)上，在建筑供水當(dāng)中，準(zhǔn)變壓變量供水模式也很少應(yīng)用，因?yàn)樵趯?shí)際使用當(dāng)中，很難給出ΔP1，ΔP2，ΔP3……等等的具體參數(shù)。、速應(yīng)用的注意事項(xiàng)近幾年變頻調(diào)速在供水系統(tǒng)發(fā)展很快，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著較大的盲目性，導(dǎo)致節(jié)能效果不盡人意。下面將以水泵為例，針對(duì)影響其調(diào)速范圍、節(jié)能效果的一些主要因素，進(jìn)行對(duì)癥分析和探討，以及在此基礎(chǔ)上得出的變頻調(diào)速的適用范圍。、變頻調(diào)速與水泵節(jié)能水泵節(jié)能離不開(kāi)工況點(diǎn)的合理調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種：管路特性曲線的調(diào)節(jié)，如關(guān)閥調(diào)節(jié)；水泵特性曲線的調(diào)節(jié)，如水泵調(diào)速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面，改變水泵性能曲線的方法，比改變管路特性曲線要顯著得多。因此，改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式。而變頻調(diào)速在改變水泵性能曲線和自動(dòng)控制方面優(yōu)勢(shì)明顯，因而應(yīng)用廣泛。但同時(shí)應(yīng)該引起注意的是，影響變頻調(diào)速節(jié)能效果的因素很多，如果盲目選用，很可能事與愿違。水泵調(diào)速一般是減速問(wèn)題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，原來(lái)按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素，都會(huì)對(duì)調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調(diào)速不可能無(wú)限制調(diào)速。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％，最好處于75％～100％，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)計(jì)算確定。、水泵工藝特點(diǎn)對(duì)調(diào)速范圍的影響理論上，水泵調(diào)速高效區(qū)為通過(guò)工頻高效區(qū)左右端點(diǎn)的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域OA1A2（）。實(shí)際上，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速過(guò)小時(shí)，泵的效率將急劇下降，受此影響，水泵調(diào)速高效區(qū)萎縮為PA1A2（顯然，若運(yùn)行工況點(diǎn)已超出該區(qū)域，則不宜采用調(diào)速來(lái)節(jié)能了）。圖中H0B為管路特性曲線，則CB段成為調(diào)速運(yùn)行的高效區(qū)間。為簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為C點(diǎn)位于曲線OA1上，因此，C點(diǎn)和A1點(diǎn)的效率在理論上是相等的。C點(diǎn)就成為最小轉(zhuǎn)速時(shí)水泵性能曲線高效區(qū)的左端點(diǎn)。　水泵調(diào)速運(yùn)行范圍因此，最小轉(zhuǎn)速可這樣求得：由于C點(diǎn)和A1點(diǎn)工況相似，根據(jù)比例律有：(QC/Q1)2=HC/H1C點(diǎn)在曲線H=H0+SQ2上有：HC=H0+SQC2其中，HC、QC為未知數(shù)，解方程得：HC=H1H0/(H1SQ12)QC=Q1[H0/(H1SQ12)]1/2根據(jù)比例律有：nmin=n0[H0/(H1SQ12)]1/定速泵對(duì)調(diào)速范圍的影響實(shí)踐中，供水系統(tǒng)往往是多臺(tái)水泵并聯(lián)供水。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調(diào)速，所以一般采用調(diào)速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中，應(yīng)注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時(shí)，定速泵就對(duì)與之并列運(yùn)行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響。主要分以下兩種情況：（1）同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，雖然調(diào)度靈活，但由于無(wú)法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調(diào)速運(yùn)行的范圍是很小的。（2）不同型號(hào)水泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，若能達(dá)到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)高效段右端點(diǎn)揚(yáng)程與定速泵高效段左端點(diǎn)揚(yáng)程相等。則可實(shí)現(xiàn)最大范圍的調(diào)速運(yùn)行。但此時(shí)調(diào)速泵與定速泵絕對(duì)不允許互換后并列運(yùn)行。、電機(jī)效率對(duì)調(diào)速范圍的影響在工況相似的情況下，一般有N∝n3，因此隨著轉(zhuǎn)速的下降，軸功率會(huì)急劇下降，但若電機(jī)輸出功率過(guò)度偏移額定功率或者工作頻率過(guò)度偏移工頻，都會(huì)使電機(jī)效率下降過(guò)快，最終都影響到整個(gè)水泵機(jī)組的效率。而且自冷電機(jī)連續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)因風(fēng)量不足影響散熱，威脅電機(jī)安全運(yùn)行?！」苈诽匦郧€對(duì)調(diào)整節(jié)能影響示意、管路特性曲線對(duì)調(diào)速節(jié)能效果的影響雖然改變水泵性能曲線是水泵節(jié)能的主要方式，但是在不同的管路特性曲線中，調(diào)速節(jié)能效果的差別卻是十分明顯的。為了直觀起見(jiàn)。在設(shè)計(jì)工況相同的3個(gè)供水系統(tǒng)里（即最大設(shè)計(jì)工況點(diǎn)均為A點(diǎn)，均需把流量調(diào)為QB），水泵型號(hào)相同，但管路特性曲線卻不相同，分別為：①H=H1+S1Q2（H0=H1）②H=H2+S2Q2（H0=H2，H1＞H2）③H=S3Q2（H0=H3=0）很顯然，若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)均為B點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的軸功率為NB；若采用調(diào)速運(yùn)行，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)分別為C，D，E點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速分別為n1，n2，n3，相應(yīng)的軸功率分別為NC，ND，NE。由于N∝QH，所以各點(diǎn)軸功率滿足NB＞NC＞ND＞NE?？梢?jiàn)，在管路特性曲線為H=H0+SQ2的系統(tǒng)中采用調(diào)速節(jié)能時(shí)，H0越小，節(jié)能效果越好。反之，當(dāng)H0大到一定程度時(shí)，受電機(jī)效率下降和調(diào)速系統(tǒng)本身效率的影響，采用變頻調(diào)速可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費(fèi)。、兩種調(diào)速供水方式節(jié)能效果比較在供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速一般采用以下2種供水方式：變頻恒壓變流量供水和變頻變壓變流量供水。其中，前者應(yīng)用得更廣泛，而后者技術(shù)上更為合理，雖然實(shí)施難度更大，但代表著水泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。（變流量）供水所謂恒壓供水方式，就是針對(duì)離心泵“流量大時(shí)揚(yáng)程低，流量小時(shí)揚(yáng)程高”的特性，通過(guò)自控變頻系統(tǒng)，無(wú)論流量如何變化，都使水泵運(yùn)行揚(yáng)程保持不變，即等于設(shè)計(jì)揚(yáng)程。若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí)，則工況點(diǎn)由A1變?yōu)锳2，浪費(fèi)揚(yáng)程△H=H1 　恒壓供水與變壓供水工況示意H3=△H1+△H2。若采用變頻恒壓供水，則自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n1，工況點(diǎn)處于B1點(diǎn)（）。由于變頻調(diào)速是無(wú)級(jí)變速，可以實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，所以，恒壓供水工況點(diǎn)始終處于直線H=H2上，在控制方式上，只需在水泵出口設(shè)定一個(gè)壓力控制值，比較簡(jiǎn)單易行。顯然，恒壓供水節(jié)約了△H1，而沒(méi)有考慮△H2。因此，它不是最經(jīng)濟(jì)的供水調(diào)節(jié)方式，尤其在管路阻力大，管路特性曲線陡曲的情況下，△H2所占的比重更大，其局限性就顯而易見(jiàn)。（交流量）供水變壓供水方式控制原理和恒壓供水相同，只是壓力設(shè)置不同。它使水泵揚(yáng)程不確定，而是沿管路特性曲線移動(dòng)（）。當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí)，自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n2，工況點(diǎn)處于B2點(diǎn)。此時(shí)水泵軸功率n2小于恒壓供水水泵軸功率N1。變壓供水理論上避免了流量減少時(shí)揚(yáng)程的浪費(fèi)，顯然優(yōu)于恒壓供水。但變壓供水本質(zhì)上也是一種恒壓，不過(guò)將水泵出口壓力恒定變成了控制點(diǎn)壓力恒定，它一般有2種形式：a、由流量Q確定水泵揚(yáng)程流量計(jì)將測(cè)得的水泵流量Q反饋給控制器，控制器根據(jù)H=H0+SQ2確定水泵揚(yáng)程H，通過(guò)調(diào)速使H沿設(shè)計(jì)管路特性曲線移動(dòng)。但在生產(chǎn)實(shí)踐中情況比較復(fù)雜。對(duì)于單條管路輸水系統(tǒng)，是可以得到與之對(duì)應(yīng)的一條管路特性曲線的。而在市政供水管網(wǎng)中，則很難得到一條確定的管路特性曲線。在實(shí)踐中，只能根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，通過(guò)盡時(shí)能接近實(shí)際的假設(shè)，計(jì)算出近似的管路特性曲線。b、由最不利點(diǎn)壓力Hm確定水泵揚(yáng)程即需在管網(wǎng)最不利點(diǎn)設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳設(shè)備，并向控制室傳回信號(hào)，控制器據(jù)此使水泵按滿足最不利點(diǎn)壓力所需要的揚(yáng)程運(yùn)行、由于管網(wǎng)最不利點(diǎn)往往距離泵站較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)傳信號(hào)顯得不太方便，而且，在市政供水系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)的調(diào)整，用水狀況的變化等隨機(jī)因素的影響，都會(huì)使實(shí)際最不利點(diǎn)和設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)發(fā)生一些偏差，給變壓供水的實(shí)施帶來(lái)困難。、結(jié)論：，但卻具有較為嚴(yán)格的適用條件，不可能簡(jiǎn)單地應(yīng)用于任何供水系統(tǒng)，具體采取何種節(jié)能措施，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待，變化頻繁且幅度較大，經(jīng)常流量明顯偏小以及管路損失占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng)。，工況點(diǎn)單一以及靜揚(yáng)程占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng)。 、泵的選型特別注意事項(xiàng)、流量增加時(shí)，流動(dòng)阻力和流速水頭都增加，以致準(zhǔn)許吸上真空度Hs將隨流量的增加而有所降低。因此，計(jì)算水泵的安裝高度時(shí)，應(yīng)按水泵在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大流量所對(duì)應(yīng)的Hs進(jìn)行計(jì)算。、176。C的清水條件下實(shí)驗(yàn)得出的。當(dāng)泵的使用條件與上述情況不符時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)許吸上真空度Hs修正。如下： 不同海拔高度的大氣壓強(qiáng)水頭hA海拔高度6000100200300400500帶起壓強(qiáng)水頭海拔高度6007008009001000150002000帶起壓強(qiáng)水頭不同溫度水的汽化壓強(qiáng)hv溫度（℃）51020304050汽化壓強(qiáng)（mH2O）溫度（℃）6070809010060汽化壓強(qiáng)（mH2O）、防止泵的氣蝕在離心泵的工作原理中提到過(guò)，葉輪旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，葉輪入口壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)，入口處產(chǎn)生真空，使液體源源不斷的流入泵內(nèi)。由物理學(xué)可知，液面壓強(qiáng)降低時(shí)，相應(yīng)的汽化溫度也降低。176。C，水在20176。C就開(kāi)始沸騰。如果水泵葉輪入口處的壓強(qiáng)低于該處液體溫度下的汽化壓力時(shí)，部分液體開(kāi)始汽化，形成氣泡。同時(shí)，由于壓力降低，原來(lái)溶解于水中的某些活潑氣體，如水中的氧氣也會(huì)逸出形成氣泡，這些氣泡隨水流進(jìn)入泵內(nèi)高壓區(qū)，由于該處壓強(qiáng)較高，氣泡迅速破滅。于是在局部地區(qū)產(chǎn)生高頻率、高沖擊的水力沖擊現(xiàn)象，不斷打擊泵內(nèi)部件，特別是工作葉輪，促使其表面形成蜂窩狀或海綿狀。另外，活潑氣體還對(duì)金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕，以至于金屬表面逐漸脫落而遭破壞，這就是氣蝕現(xiàn)象。當(dāng)氣泡不太多，氣蝕不嚴(yán)重時(shí)，對(duì)泵的運(yùn)行和性能還不至于產(chǎn)生明顯的影響。如果氣泡大量產(chǎn)生，氣蝕持續(xù)發(fā)展，就會(huì)影響正常流動(dòng)，產(chǎn)生劇烈的噪聲和振動(dòng)，甚至造成斷流現(xiàn)象。此時(shí)，泵的揚(yáng)程、流量和效率都顯著下降。這必將縮短泵的壽命。泵在運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格防止氣蝕現(xiàn)象。、如何避免水錘（Water hammer）（1）什么時(shí)候會(huì)發(fā)生Water hammer？Water hammer是復(fù)雜的現(xiàn)象，它發(fā)生原因主要有如下幾點(diǎn)：a　水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因停電而動(dòng)力突然消失以及管道的性狀而發(fā)生b　把管內(nèi)流動(dòng)的水，用電子閥之類的閥門突然阻斷時(shí)。c　閥門被打開(kāi)而水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，因逆水閥關(guān)閉緩慢，導(dǎo)致出水管內(nèi)的倒流。（2）為什么會(huì)發(fā)生Water hammer？Water hammer的出現(xiàn)原因在于慣性。例如，站滿了人的電車急剎車時(shí)，人們都會(huì)向前傾倒，后面反而安靜，但過(guò)不了一會(huì)，人們又馬上向后傾倒，有時(shí)車窗玻璃因受不了沖擊而破損，水泵的情況也差不多，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的水泵突然失去動(dòng)力時(shí)，水因慣性繼續(xù)向前流動(dòng)，水泵近處的水就失去應(yīng)有密度和壓力，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)真空狀態(tài)（第一階段），然后，被沖向前的水急劇倒流，產(chǎn)生很大壓力（第二階段），這時(shí)管道如不結(jié)實(shí)，會(huì)使其破損。倒流時(shí)，逆水閥急速關(guān)閉，也因同樣原因產(chǎn)生高壓使出水管破損，從電車的例子可以想到，在管內(nèi)流動(dòng)的水，其流速和被堵的速度越快，Water hammer效應(yīng)就越大。（3） Water hammer容易產(chǎn)生的條件和難以產(chǎn)生的條件從計(jì)算上看，有許多產(chǎn)生因素，因而其條件也有許多方面?！ater hammer產(chǎn)生的條件項(xiàng)　目容易發(fā)生的條件難以發(fā)生的條件管內(nèi)流速越快越容易發(fā)生越慢越不容易發(fā)生水泵、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性越小越容易發(fā)生越大越不容易發(fā)生管道長(zhǎng)度管道越長(zhǎng)()應(yīng)越加注意管道越短越不易發(fā)生管道形狀逆水閥的種類普通逆水閥(關(guān)閉緩慢，會(huì)伴隨很強(qiáng)的倒流)快速逆水閥(未產(chǎn)生倒流時(shí)關(guān)閉)慢速逆水閥(慢慢地隨倒流關(guān)閉)（4）減輕Water hammer的方法Water hammer的產(chǎn)生分二個(gè)階段，其防止對(duì)策也因各階段不同而不同。其主要方法如下：A、第一階段（防止產(chǎn)生負(fù)壓和水柱分離的現(xiàn)象）a　給水泵裝上整速輪。這是利用最廣的方法，用增壓水泵慣性的方法來(lái)防止出水量的急減。b　配備調(diào)壓水槽。設(shè)在水泵突然停轉(zhuǎn)時(shí)管內(nèi)壓力會(huì)下降的管道部位上，給管道補(bǔ)充水。c　配置空氣調(diào)節(jié)器。（用以補(bǔ)充壓縮空氣和加壓的水）d　在一個(gè)方向，配置調(diào)壓水槽。e　管道內(nèi)的壓力比水箱水面低時(shí)，可以給管道內(nèi)加水。反之就不能。f　設(shè)置空氣閥。（管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，注入空氣）另外，還有降低管內(nèi)流速和改變管道形狀等方法。B、第二階段（水流開(kāi)始倒流，壓力上升時(shí)，采取防范措施）a　使用急速逆水閥，這廣泛利用與多用途水泵。b　如果倒流增大后，急速關(guān)閉閥門，壓力會(huì)大幅度增加。因此，在發(fā)生倒流之前，利用彈簧的壓力，盡快關(guān)閉閥門。c　采用由油壓方式徐徐關(guān)閉的慢速逆水閥、其他應(yīng)知道的事項(xiàng)a　離心泵和摩擦泵的揚(yáng)程和葉輪圈數(shù)的二次冪按比例，發(fā)生變化。b　任何水泵的出水量和葉輪轉(zhuǎn)圈數(shù)成比例，發(fā)生增減。c　離心泵和摩擦泵所耗的動(dòng)力，和葉輪轉(zhuǎn)圈數(shù)的三次冪成比例，發(fā)生增減。d　安裝調(diào)試時(shí)，不能抽上水來(lái)，90%以上可看作吸管內(nèi)進(jìn)入空氣。e　兩臺(tái)以上水泵的直聯(lián)、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)：水泵的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，通?？紤]到保障維修和經(jīng)濟(jì)效率，采用23臺(tái)共用的復(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式。復(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式有并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)和直聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)兩種方式。直聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)：如果抽水量是一樣的，那么其揚(yáng)程可達(dá)單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)二倍。并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)：如果揚(yáng)程是一樣的，那么其抽水量可達(dá)單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)十二倍?！∷玫闹甭?lián)與并聯(lián)一般以增加流量為目的，更多的采用并聯(lián)方式。當(dāng)用一臺(tái)水泵不能保障充分的壓力時(shí)，把同一性能的兩臺(tái)水泵直聯(lián)起來(lái)，可獲得所需的壓力。 、水泵故障及處理方法、故障類型（1）因電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)而不出水。（2）電機(jī)雖轉(zhuǎn)動(dòng)，但不出水。4（3）雖能出水，但水泵繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)不停。4（4）不再用水時(shí)，水泵繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。4（5）水泵的起動(dòng)，停止次數(shù)頻繁。4（6）異常聲音及噪音。、故障分析井水泵用把電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給水泵葉輪的方法來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪，使水泵內(nèi)部形成真空，使水能夠抽上來(lái)。電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)然就不能抽水。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不出水，是因?yàn)楫a(chǎn)生水泵本身負(fù)壓的部分（吸軸）或吸水管有毛病，進(jìn)入空氣。 因電機(jī)不轉(zhuǎn)，不出水4（1