大功率風機水泵調速節(jié)能運行的技術經(jīng)濟分析

從式（6）可知，變速調節(jié)法節(jié)省的功率由二部分組成：一是因不存在閥門節(jié)流損失而少消耗的功率；二是與節(jié)流調節(jié)法相比，因H3ηB而使泵內少消耗的功率。

節(jié)流損失的大小與泵的性能曲線（H－Q）和管路系統(tǒng)阻力曲線R的形狀有關，這兩條曲線越陡減小流量時的節(jié)流損失越大。因此，改用變速調節(jié)法的節(jié)電效果也越顯著。

對鍋爐給水泵來說，節(jié)流損失的大小還與負荷和汽輪機的運行方式有關，參見表2。在同一種運行方式下負荷越小節(jié)流損失越大；在負荷相同時采用滑壓運行方式的節(jié)流損失比采用定壓運行方式還大。因此，對調峰和滑壓運行機組，采用調速給水泵的節(jié)電效果尤為顯著。

表2DG500180（高效）型泵改為調速泵的節(jié)電效果

從效率變化方面來看，節(jié)流調節(jié)法在工況改變時泵的效率曲線不變，因此隨著流量減小泵的效率下降比較快，而變速調節(jié)法當水泵轉速改變時，泵的效率曲線也相應改變。因此，可以保證泵始終在高效區(qū)范圍內

圖3離心泵調速節(jié)能原理圖

圖4采用不同調節(jié)法時的泵軸功率

運行。

如果管路系統(tǒng)的靜揚程H0=0（例如水平開式供水的情況），那么管路系統(tǒng)阻力曲線近似于相似拋物線，泵的運行工況點近似于相似工況點。這樣，泵在變速運行過程中性能參數(shù)的變化可用比例定律表示：Q2=Q1H2=H1Pa2=Pa1

因此，用變速調節(jié)法調節(jié)流量可以大幅度節(jié)約電能。譬如流量下降到額定流量的80％，軸功率將下降到額定值的51％；如果流量下降到50％，那么軸功率可以大幅度地下降到13％。當然，實際上還要考慮調速裝置的滑差損失等因素，即使如此節(jié)電效果也是十分可觀的。如果靜揚程H0不太大，也可以近似用比例定律來估計調速節(jié)能的效果。

以上敘述了1臺泵單獨供水時調速節(jié)能的原理，火力發(fā)電廠中單泵供單爐的單元制給水系統(tǒng)就屬于這種情況。但是，單機容量100MW以下的火力發(fā)電廠基本上采用母管制給水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)根據(jù)所需給水量的變化增減運行泵的臺數(shù)，即所謂臺數(shù)調節(jié)法。如果泵的臺數(shù)比較多，采用這種方法也可以使各泵的運行工況點接近于高效區(qū)，所以運行經(jīng)濟性也比較好。有些給水系統(tǒng)還配備了流量大小不同的給水泵，根據(jù)負荷進行大小泵搭配運行，即所謂經(jīng)濟調度，這樣運行經(jīng)濟性會更好些。但是，為了最大限度地提高運行經(jīng)濟性，最理想的方案還是變速調節(jié)，因為臺數(shù)調節(jié)法仍然存在一些節(jié)流損失，而且在變負荷時泵的運行效率仍然有些降低，圖4表示采用臺數(shù)調節(jié)法與變速調節(jié)法時泵軸功率的差異。

另外，與變速調節(jié)法相比，臺數(shù)調節(jié)法不僅經(jīng)濟性差，而且安全性也差，因為它必須根據(jù)負荷經(jīng)常起動和停泵，增加了不安全因素。