内蒙古变频恒压供水设备能效

内蒙古变频恒压供水设备能效与安全性

从电动机的效率看节能。在设计供水系统时.由于:

(1)对用户的管路情况无法预测；

(2)管阻特性难以精确计算；

(3)必须对用户的需求留有足够的余地。

因此.在决定额定扬程和额定流量时.通常裕量较大。所以.在实际的运行过程中.即使在用水流量的高峰期. 电动机也常常处于轻载状态.其效率和功率因数都较低。采用了转速控制方式后.可将排水阀完全打开而适当降低转速。由于电动机在低频运行时.变频器具有能够根据负载轻重调整输入电压的功能.从而提高了电动机的工作效率。这是变频调速供水系统具有节能效果的另外一个方面。

图 2.5“两种常见调速方式效率曲线”为典型的液力偶合器和常见变频器的效率一转速曲线.随着输出转速的降低.液力偶合器的效率基本上正比降低 (例如:额定转速时效率0.95.75%转速时效率约0.72.20%转速时效率约019).而变频器在输出转速下降时效率仍然较高 (例如:额定转速时效率住97.增长了5%以上  转速时效率大于0.95.20%以上转速时效率大于0.9)。

从曲线数据看.当输出转速降低时.液力偶合器的效率比变频调速的效率下降快得多.因此变频调速的低速特性比液力祸合器要好。当然.有一点我们应该看到.就是用于水泵(风机)类负载时.由于其轴功率与转速的三次方成正比.当转速下降时.虽然液力偶合器效率正比下降.但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降.因此也能起到节能作用。

供水系统的安全性问题。水锤效应。异步电动机在全电压启动时.从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有在255。这意味着在0.255的时间里.水的流量从零猛增到额定流量。由于水具有动量和不可压缩性.因此.在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击.并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声.犹如锤子敲击管子一样.故称为水锤效应。水锤效应具有极大的破坏性。压强过高.将引 起管道的破裂.反之.压强过低又会导致管道的瘪塌。此外.水锤效应也可能破坏阀门和固定件。在直接停机时.供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应。

产生水锤效应的根本原因.是在启动和制动过程中的动态转矩太大。在启动过程中.异步电动机和水泵的机械特性如图2.6a所示。图中.曲线1是异步电动机的机械特性.曲线2是水泵的机械特性.阴影部分是动态转矩T (即两者之差)。