高性能节能水泵才是供水的引擎

第一篇：高性能节能水泵才是供水的引擎

高性能节能水泵才是供水的引擎

-------湖南利圣德节能科技有限公司众所周知，供水企业是城市的用电大户，也是耗能大户，企业平均电耗占制水成本的20%-30%，其中约90%以上的电耗都消耗在电机水泵上。传统水泵的高耗低效已经成为众矢之的，成为企业可持续发展的拦路虎。

湖南利圣德节能科技供水选用易扬磁悬浮潜水电泵进行节能改造，与原用某进口知名品牌水泵同比节能27%，供水单耗由0.32k降到0.23，一台水泵每年节电7.5万度，单泵年节电费5.2万余元，整体改造完后，年可节省电费近300万元。

自来水公司经过多方考察、论证，结合专家意见，在新建水厂设计之初就按照国家重点新产品易扬磁悬浮潜水电泵设备选型设计。新水厂启用之后，兖州市自来水公司能耗大幅度下降，能源效率、供水质量、企业效益都上了一个新高度。

节能降耗对建设节约型社会具有重要的推动作用，同时也是提高企业经济效益的有效措施。通过选择高性能的节能水泵进行设备换代，供水企业获得了巨大的节能效益，走上了“绿色经济”的可持续发展道路。

第二篇：水泵机械节能总结

1.改造背景

我司柳东、柳南、城中水厂于2006年将取水泵全部更换为KSB的OMEGA型单级双吸离心卧式清水泵，共11台。该批水泵的轴封形式全部选用填料密封，外接清水用于填料冷却及润滑（原水浊度高，水泵循环水不宜用于填料冷却及润滑）。

经过几年的使用，我们发现在使用过程中存在如下几个问题：

1.1轴封漏水大，填料压盖调整困难；

1.2更换填料需要拆除泵盖，增加维修人工及维修强度；

1.3填料切制合适与否受人为因素影响太大，密封质量不易控制；

1.4不锈钢轴套磨损大，更换成本高。

鉴于以上问题，我司认为有必要将KSB的OMEGA型取水泵的填料密封更换为机械密封，可在一定程度上降低水厂值班人员及水维部人员的工作强度及密度，也可在一定程度上达到节能降耗的目的。2.理论分析

机械密封与填料密封相比存在以下优缺点：

2.1优点：

2.1.1密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为填料密封的1%。

2.1.2使用寿命长，在油，水介质中一般可达1～2年或更长。

2.1.3摩擦功率消耗小，其摩擦功率仅为填料密封的10%～50%。

2.1.4轴或轴套基本上不摩损。

2.1.5维修周期长.端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需要经常性维修。

2.1.6抗震性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感。

2.1.7适用范围广，机械密封能用于高温，低温，高压，真空，不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。

2.2缺点：

2.2.1结构较复杂，对加工要求高，成本较高。

2.2.2安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的技术水平。

2.2.3发生偶然性事故时，处理较困难。3.改造过程

3.1机械密封的选型

根据OMEGA型水泵的结构及KSB厂家推荐，并考虑到我司维护人员的操作习惯，我司确定选用博格曼的BGM7型机械密封，该机械密封为单端面、非平衡型、任意旋向，密封端面采用碳化硅及石墨，具有应用广泛、互换性强、结构紧凑、性能可靠等优点，运行参数均符合我司水泵的运行工况。

3.2机械密封各配套零件的加工

3.2.1轴套加工

因原使用填料的轴套已有较大磨损，已不适用于机械密封，故需重新加工，材料选用304不锈钢。

3.2.2挡套加工

挡套用于定位位于轴套上的机械密封的不锈钢底座，材料选用304不锈钢。

3.2.3密封压盖加工

密封压盖用于放置并定位机械密封的静环，材料选用球墨铸铁。

3.3机械密封的安装

此次改造涉及水泵较多，而我司维护人员人手有限，故采取逐厂逐台的安装计划，整个改造耗时较长。但单台泵的改造则相对简单，其简略安装步骤如下：

3.3.1水泵本身结构不变。

3.3.2拆除原水泵填料函内的填料、分水环及填料压盖。

3.3.3拆除原水泵已磨损的轴套。

3.3.4依次安装轴套、挡套、机械密封及密封压盖。

3.3.5堵死原填料密封的冷却水入水口，机械密封冷却水改由密封压盖上的进水口接入。

从上可知，改造机械密封步骤简单，一台水泵的改造需时约1周（包括水泵解体、安装及调试）。其改造难点在于其密封端面安装时受力易崩裂，造成密封失效。

4.改造效果分析

4.1机械密封改造后使用情况

在机械密封改造完成并经历了约3个月的原水高浊过程后，我们发现：

4.1.1机械密封可靠性高，轴封处无泄漏，无需进行调整，降低了员工的工作强度。同时可靠的密封也有利于提高水泵的水力性能；

4..1.2运行平稳，水泵振动与填料密封相比相差不大；

4.1.3轴套无磨损。使用填料密封轴套易磨损，导致密封质量下降；

4.1.4机械密封在运行过程中要保持有冷却高压水，水压应在0.2MPa以上，除起冷却、润滑作用外，还可有效防止异物进入密封端面。

4.2节能效果分析

更换水泵的轴封形式，从原理上说仅避免（减少）了泵壳泄漏以及填料和泵轴套间磨擦所造成的能量损耗，节能效果并不明显。从水泵改造前后的取水单耗数据来看，其下降幅度在0.5%左右。

4.3改造的经济性分析

4.3.1机械密封改造的费用估算：

水泵改造机械密封需新增机械密封压盖、机械密封挡套、机械密封、不锈钢轴套，每台泵费用约需1.8万元。因配件为自制，故费用较低，如购买原厂配件，则费用更高。

4.3.2使用填料密封的成本及人工成本估算：

①每台水泵年更换外填料4次，材料费用约为240元；

②每次每台水泵每年更换填料的人工费用约为1120元；

③根据经验，每台水泵年更换轴套费用约为2667元；

④估算年费用4027元；则11台泵总费用44297元。

4.3.3使用机械密封的配件成本及人工成本估算：

根据机场加压站的机械密封使用经验来看，其机械密封更换周期约为3年，以3年为周期计算，每个机械密封的平均价格约为3000元/个，每次换2个机械密封；换算为年费用约为2000元；则11台取水泵估算年费用约为22000元。

4.3.4取水单耗下降0.5%所节约的电费估算：

据统计，柳东、柳南、城中三水厂的取水量约为6316万m3；

按三水厂年平均取水单耗78KWh/Km3，电费0.66元/KWh计算，得机械密封改造后的年节约电费16257.38元。计算可得年节约费用为 38554.38元，改造投资回收期为：19.8万元÷38554.38元/年=5.14年。

5.结论

此次各水厂取水泵的机械密封改造的经济效益从以上的估算来看并不明显，但改造的意义甚大，主要表现为：

5.1封的密封可靠性有效提高，有利于水泵水力性能提升；

5.2降低了员工的工作强度。因KSB泵的填料压盖呈喇叭型，易与泵壳挤死，造成员工在进行拆卸工作时存在很大困难，且易于形成安全隐患；

5.3大大减少了水泵的停泵检修次数，有利于保障供水生产。

第三篇：水泵节能工艺的优劣对比

节能减排已经成中国经济发展规划纲要的主要内 容，尤其对电力、钢铁、有色、石油化工、水处理等 工业领域高耗能企业提出了更加严格的减排目标。水 泵作为工业核心流体输送设备，占据着耗能的主要部 分，已经成为节能工作首要需解决的问题。传统的节能方式主要有变频与改变构造，长期的发展以经没有更大的提升空间陷入瓶颈状态。

传统水泵节能工艺主要为三种：

1． 改变泵体构造，即抛去旧泵重新购买新型泵比如电磁泵等，由于技术有改

进，水泵效率确实可以得到提高，只是因此产生的设备浪费与高昂的金钱

成本往往太高，使很多企业难以承受。

对电机进行变频改造，即添加一变频器，但这种情况不能一概而论，必须

在水泵运行在大马拉小车的情况下才能见效，否则效果会恰如其反

造成出水量与扬程的下降

改变流体效率，水泵的生产工艺千差万别，除材质的区别外，粗糙程度也

大大影响泵体效率，长时间运行难以避免气蚀与污垢的产生，在泵

体内部产生具大的阻力损失，这部分利用高分子超滑涂层可大大体

现在流量与扬程的提高，用电量的下降，出色的效果可节能20%。2． 3．

高分子超滑金属涂层 是由美国高分子公司出品的一种饮用水的涂层系统（泵节能改造），可提高流体设备效率，并保护设备防止化学腐蚀。该（泵节能改造）材料经检验达到美国国家卫生组织（ANS/NSF61）标准并符合英国供水规定第25款中的饮用水标准。1999年11月，国家城市供水水质检测网武汉检测站也对送检的超滑涂层（泵节能改造）浸泡液出具了符合国家饮用水卫生标准的检测报告（990111——

1），所以高分子超滑涂层（泵节能改造）材料可广泛用于城市给水系统。

高分子超滑涂层（泵节能改造）材料是由基本原料和加固原料两种组分组成的高分子抗磨材料。

高分子超滑涂层（泵节能改造）材料具有表面光滑、粗糙度小的特性，表1为超滑涂层（泵节能改造）材料与其它不同材料表面粗糙的对比数据。从表1可以看出，超滑涂层（泵节能改造）材料的表面粗糙度要比其它几种材料小一个或几个数量级，所以可在流体设备内产生光滑的表面，减少涡流的产生。

第四篇：循环水泵节能原理

循环水泵

今天给大家讲解的是壁挂炉内部的一个大件，水泵。希望大家都看过昨天发的预告，里面有很多值得大家看的内容，今天讲的，有些内容我会重新提出来，有的就不再说了，有兴趣的可以看看“瑞帝安”公众号下的历史消息。昨天的内容相当多，我们的培训资料上是五页半的内容，有不少的图表，都是来自水泵厂家的。如果说壁挂炉的热交换器是胃的话，水泵毫无疑问就得比喻成心脏了，循环水泵在系统中（采暖热水）的循环动力，克服系统管道中的沿程阻力和局部阻力，为了水的流动。壁挂炉系统中的循环水泵一般都是采用屏蔽泵，相对来讲噪音小，流量扬程配比比较合适。使用的循环泵基本上都是格兰富、威乐或者新沪，其他也有几家国产品牌，基本上用量不大，进口壁挂炉当中也有一点其他品牌，我记得有一个ASKOL（？）之类的。

现在的循环泵上提供的不仅仅是水泵的进水和出水接头，格兰富威乐和新沪都有水力集成的组件，在水泵上加了膨胀水箱、压力表、自动旁通、采暖安全阀、注水阀等接口，还有接板换的很多集成接口。特别是原装进口壁挂炉水泵基本上都是一家一个样子，电极部分一样，但是后面的塑料部分基本上都是不一样的。但是反观格兰富和威乐提供给国内的水泵产品大多都是标准版，说明我们的壁挂炉生产厂家太懒或者格兰富威乐他们太强势。事实上应该是一家一个产品是符合厂家利益的，不可互换性是欧洲已经走过的路子，我们也会走的，零配件的利润将来是很大的，售后服务的利润来自零配件的不可替换，大路货想挣点钱都难。现在欧洲已经不再使用（6月1号以后）普通的壁挂炉循环泵了，欧盟内部。他们都使用节能泵了。这个普通的水泵只会用于卖到欧盟以外国家的市场了，而且将来水泵上不能打CE标识了。普通的循环泵卖到国内来，是不是格兰富和威乐可以把一些非标准版的产品推给国内的一些大佬呢？例如小松鼠、万和、万家乐、海顿、戴纳斯蒂等？我觉得厂家和像格兰富李继伟这样的关键人物需要推动一下。

西屋康达空调～浙江～柴晓军：牛 顺便说一下，六月一号之后欧盟在壁挂炉上不使用普通屏蔽泵，而是只采用节能泵，节能泵确实是很节能的（但是价格死贵），我们冷凝炉上采用节能泵，整机耗电功率78W，我做说明书的时候以为老外写错了，发邮件问了两次，水泵在6-7米之间。现在威能好像有的产品用节能泵。瑞帝安的冷凝产品全部采用节能泵，为了和欧洲同步冷凝产品。单是这个水泵和普通水泵相比，成本增加了600多块钱。还是很贵的，冷凝产品我们想试一试。其他普通产品还是威乐和格兰富，但是瑞帝安从六月一号以后出口到中国的产品全部采用格兰富，不再使用威乐。原因你懂的（其实格兰富更贵）。向下的是水泵的特性曲线，现在壁挂炉内部常用的UP15-5（18-24-28千瓦）,15-6（32千瓦）和UP15-7（用的不多），瑞帝安18千瓦用的5米，24用的6米，其他全部7米。水泵特性曲线趋势都是一样的，起点不一样。向上的是系统特性曲线，取决于系统的外部阻力。他们的交叉点就是水泵的工作点

成都大金安美--叶新民：@李伟瑞帝安北京 辛苦李总，讲述非常专业，透彻，细腻。

焦儿„：@李伟瑞帝安北京：好 密闭系统的系统曲线起点从0,0点开始，开式系统的系统特性曲线在（X,0)上为起点。对于系统曲线来讲，流量降低一半，压头降至四分之一。

一堆公式大家看预告吧。而且水泵的曲线一半有三个（三档），格兰富和威乐新沪都是可以三档调速的。

水泵是通过调节转速来改变性能和能耗，水泵转速和流量是一次方关系，和扬程是二次方关系，和功率是三次方关系，也就意味着水泵转速降低一半，扬程为四分之一，功率为原来八分之一。前几天林大侠讲了不少内容，太多记不住，到是记住了为了满足国标关于地暖管流速的限制大于等于0.45m/s情况下，20管需要的流量是180升/小时，16管110还是105升/小时？@张保红@黄国仓查查规范的表，看看系统的沿程阻力是多少？

在等待的时候，我说一下水泵的并联和串联，以前没有混水和耦合罐时候大家都是为了怕壁挂炉水泵不够大，串联一个水泵也有并联一个水泵的，但是效果并不好，内容请参照讲解预告。

现在对于串联和并联有一个慨念就可以，基本上没有直接连接的。耦合罐和混水的使用使得系统的动压平衡变得完全不一样了。@申国强做了不少的实验。我最近也准备发两台炉子到格兰富的工厂实验室，验证一下不同系统阻力条件下，水泵曲线和系统曲线的交点变化，看看有什么特别的影响没有。现在地暖界一个观点（@郭春雨），地暖必须混水（同时还强调现在混水都不行，我也不知道什么样的混水行还是不行，但是我觉得可以用的就行）。我的观点是需要边界条件的。6-7个回路120-140平方米的完全没有必要使用混水，大于这个的需要混水加外置水泵。制约唯一的一点就是水泵不够大，天天扯温度和负荷和效率那些事情的完全不对，温度和负荷有关系吗？启停机频繁也就是因为水泵不够大，热量散发不出去引起的，140平方米7个回路，6米（最好7米）水泵完全没问题，有前提是 1.分水器离炉子近2.管子20不要超过85米，16不要超过75米，可以商榷 3.各回路长短均衡

@黄国仓@张保红，压力损失在哪里？其他人查查表，看看180和110升/销售时候管长85米和75米的压力损失？

说实话最让人受不了的是分水器上面还加一个流量计，干啥用啊？

系统太大肯定需要混水和外置泵的，这点我从来都是承认需要，甚至必须。各位做地暖的，160平方米不要外置泵的有没有？180平方米不用外置泵的有没有？效果怎么样？我觉得应该还是有的，至少还是可以热的。要和别人观点不一样是我觉得蛋炒饭要会做，到做好。舒适性是相对的，热和节能是硬道理。将来在讲到系统的时候，特别是地暖系统的时候我们在多家一些系统图和实例来阐明这个。也希望大家考虑一下，大师们讲的高大上的内容你用的上吗？我就觉得耦合罐简单实用，加个外置泵（UP25-80）的解决大问题，有很多耦合罐后面加个15-70的水泵，我就觉得可加可不加，@申国强@梅工@万和@老郭可以做点试验。刚才打电话张保红和黄国仓都不在办公室，哪位可以查一下地暖的标准，看看阻力是多少？

第五篇：风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座

风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座

（一）国家电力公司热工研究院自动化所 徐甫荣

前言

我国是能源消费和生产大国，一方面是资源相对不足，尤其是石油、天然气资源匮乏；另一方面是能源利用效率低，且浪费严重，因而经济增长的质量和效益不高，且环境问题日益严重。大量的调查表明我国存在巨大的节能潜力，总节能潜力约为目前能源消费总量的30%～40%，各行各业都存在大量的技术上和企业财力上都可行的节能项目，但绝大多数至今还没有实施。

我国经济持续高速增长了30年。经济总量已达到世界第三位，国内生产总值、工业增长速度、固定资产投资都在高速增长。我国经济持续高速发展带动了能源工业的发展，而能源工业的发展，又成为经济发展的动力，是经济发展的基础。但是也带来了日益严重的环境问题，在世界144个国家和地区的“环境可持续发展指数”排序中，我国被排在133位，我国以煤碳为主的能源结构问题严重。由于向大气层中排放CO2、SO2、氮氧化物，有时阴霾，有时下些酸雨，离开了蓝天、白云、碧水、绿地的生态环境。能源的消耗带来了严重的环境问题。

我国是“气候变化框架公约”的重要签约国，肩负着全球环境方面的责任，节能既解决能源紧张，相当于建设了能效电厂，又减少了污染，保护了环境，在降低能耗的同时，使我国的经济由粗放型向节约型转变，进而促进了经济的发展，既节能又促进、优化了经济、能源、环境。经济（Economics）、能源（Energy）、环境（Environment）、节能（Energy Saving）是国民经济发展的四个重要的方面，称作4E。四者之间相互依存、相互需求、相互支持、相互制约，要求一个好的平衡。国民经济的发展要求能源相应发展，能源工业的发展促进了经济的发展，经济的发展、能源的消耗又导致大量的CO2、SO2、氮氧化物排放到大气层中，形成酸雨，温室效应。除了建立电厂以外（热电、水电、核电、风电、太阳能等，主要是热电），节能是能源开发的最好补充，相当于建设了能效电厂。对比热电，它洁净，又不需要煤，不需要运力，不排放CO2、SO2、、氮氧化物等，因而我国政府确立了“开发和节约并重”的能源方针。

电动机系统节能工程是节能的重点工程之一。目前，我国各类电动机总装机容量约4.2亿kW，实际运行效率比国外发达国家低10%～30%。用电量占全国的总用电量的60%左右。“十一五”期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电动机；在煤炭、电力、有色、石化等行业采用高效节能电动机，实施对风机、水泵、压缩机系统的优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术，使运行效率提高2个百分点，年节电200亿kW.h。

电动机系统变频调速节能工程中，又首推负载为叶片式风机、水泵、压缩机的调速节能技术，因为叶片式风机、水泵、压缩机属于平方转矩型负载，即其轴上需要提供的转矩与转速的二次方成正比。风机、水泵、压缩机在满足流体力学的三个相似条件：即几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变，而仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：即流量与转速的一次方成正比；扬程（压力）与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三次方成正比。即：

Hn2Pn3pn2Qn()()；；；()''''''''HnPnpnQn由于目前绝大部分风机水泵（压缩机）都采用风门挡板（阀门）调节流量，造成大量的1 节流损耗，若采用转速调节，具有巨大的节能潜力。直到上世纪七十年代，都采用机械调速或滑差电机调速，但这属于低效调速方式，仍有较大的能量损耗，并且驱动功率受到限制；到上世纪80年代，开始采用液力耦合器调速，并且突破了驱动功率的限制，向大功率方向发展，但它与滑差电机调速一样，属于低效调速方式，仍有较大的能量损耗。直到上世纪90年代，随着电力电子技术和计算机控制技术的发展，变频器很快占领电动机调速市场，并向高压、大容量领域发展，使采用高压电动机驱动的风机、水泵、压缩机进行变频调速节能改造成为可能。进入新世纪以来，国产高压变频器生产企业如雨后春笋般的涌现，并且其质量和可靠性直逼进口产品，且价格低廉，服务周到，因此在很多领域大有取代进口产品的趋势。风机、水泵、压缩机变频调速节能改造的发展前景一片大好。

随着节能减排指标的层层落实，工业设备的节能改造已成为企业的自觉行动。为了帮助企业在确定节能改造项目时做到心中有数，使有限的改造资金取得最大的经济效益，改造前根据设备参数和运行工艺数据进行的节能估算（能效审计）就显得尤为重要；尤其是目前为了推动节能减排工作的全面推广，国家鼓励采用“合同能源管理”的模式实施节能改造工程，那么改造前的节能估算（能效审计）工作就成为重中之重了：因为它直接关系到“合同能源管理”实施企业的经济利益，甚至关系到“合同能源管理”项目的成败！

目前见到的变频调速节能改造项目的节能计算多有偏颇不实之处，这主要是缺乏理论指导和实践经验，而教科书上又缺乏系统的内容，致使大家各行其是，无所适从。当然也不排斥有些节能厂商为了推广其节能产品而误导用户，故意夸大节能效果；但是更多的则是由于没有掌握节能计算方法。

所以，根据长期以来从事风机、水泵、压缩机变频调速节能工程的实践，有责任将其总结成文，作为用户在节能改造时参考；同时也希望引起大家的讨论，以便形成共识。

第一讲 风机变频调速节能技术 概论

风机与水泵是用于输送流体（气体和液体）的机械设备。风机与水泵的作用是把原动机的机械能或其它能源的能量传递给流体，以实现流体的输送。即流体获得机械能后，除用于克服输送过程中的通流阻力外，还可以实现从低压区输送到高压区，或从低位区输送到高位区。通常用来输送气体的机械设备称为风机（压缩机），而输送液体的机械设备则称为泵。风机的主要功能和用途

风机按工作原理的不同，可以分为叶片式（又称叶轮式或透平式）和容积式（又称定排量式）两大类。叶片式风机又可以分为离心式风机、轴流式风机、混流式风机和横流式风机；容积式风机又可以分为往复式风机和回转式风机，而回转式风机又可用分为罗茨风机和叶氏风机。

风机除按上述工作原理分类外，还常按其产生全压的高低来分类：

(1)通风机：指在设计条件下，风机产生的额定全压值在98Pa～14700Pa之间的风机。在各类风机中，通风机应用最为广泛，如火力发电厂中用的各种风机基本上都是通风机。

(2)鼓风机：指气体经风机后的压力升高在14700Pa～196120Pa之间的风机。(3)压缩机：指气体经风机后的压力升高大于196120Pa以上，或压缩比大于3.5的风机。(4)风扇：指在标准状况下，风机产生的额定全压低于98Pa的风机。这类风机无机壳，故又称自由风扇。风机的性能参数

风机的基本性能参数表示风机的基本性能，风机的基本性能参数有流量、全压、轴功率、效率、转速、比转速等6个。(1)流量：以字母Q(q)表示，单位为（升）l/s、m/s、m/h 等。

(2)全压：风机的全压p表示空气经风机后所获得的机械能。风机的全压p是指单位体积气体从风机的进口截面1流经叶轮至风机的出口截面2所获得的机械能。风机全压的计算式为：

3p(p211v22)(p1v12)N/m2 22风机的全压等于风机的出口全压（出口静压和出口动压之和）减去风机的进口全压（进口静压和进口动压之和）。

(3)轴功率：由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示，单位为kW。

P式中：Q——风机风量（m/s）；

P——风机全压(kPa)；

ηr——传动装置效率；

ηf——风机效率；

ηd——电动机效率。电动机容量选择：P3

Q.prf

Q.prfd

(4)效率：风机的输出功率（有效功率）Pu与输入功率（轴功率）P之比，称为风机的效率或全压效率，以η表示：

fPuQ.p PP(5)转速：风机的转速指风机轴旋转的速度，即单位时间内风机轴的转数，以n表示，单位为r/min（rpm）或s-1（弧度/秒）。

(6)比转速：风机的比转速以ny表示，用下式定义：

ny5.54nq

1.23/4(p) 作为性能参数的比转速是按风机最高效率点对应的基本性能参数计算得出的。对于几何相似的风机，不论其尺寸大小、转速高低，其比转速均是一定的。因此，比转速也是风机分类的一种准则。风机的性能曲线

图1所示为300MW火电机组离心式一次风机性能曲线，该风机为进口导叶调节，图中0为调节门全开位置，负值为调节门向关闭方向转动的角度；图中虚线为等效率线。图

2o所示为300MW火电机组动叶可调轴流式送风机性能曲线，图中虚线为等效率线，0代表设计安装角，负值为动叶片从设计安装角向关闭方向转动的角度，正值则相反。

由图

1、图2可见，风机性能曲线呈梳状，随着风门（动叶片）开大，风机的出口风量和风压都沿阻力曲线增大，其等效率曲线是一组闭合的椭元。这一点是与水泵的性能曲线不同的。

图

2、图4所示是典型的动叶可调轴流式风机的性能曲线。由图2可见，动叶可调轴流o 3 式风机叶片的安装角可在最小安装角到最大安装角之间从0～100％调节，随着叶片安装角的增大，风机沿阻力曲线方向风量和风压同时增大，反之则同时减小。100％锅炉负荷（B-MCR）

0时，叶片开度为70％左右，相对于安装角＋5；100％汽轮机负荷（THB）时，叶片开度为

065％左右，相对于安装角0；这两个点应在风机的最高效率区内。但是在锅炉设计时，由于无法精确计算锅炉风道的阻力曲线（图2中上面一条是双风机运行时的阻力曲线，下面一条则是单风机运行时的阻力曲线），因此所选用的风机性能曲线不能保证B-MCR点和THB点在高效区内，从而就降低了风机的运行效率，有时甚至可达20％～30％！轴流式风机叶片的安装角过大或过小，都会使风机的运行工况点偏离高效点，降低风机的运行效率。

为了将两种风机的性能进行比较，图5所示为定速轴流风机和离心风机性能曲线的重叠。由图5可见，离心式风机的最高效率在进口调节门的最大开度处，等效率线和锅炉阻力曲线接近垂直，效率沿阻力线迅速下降。能满足TB点（锅炉风机设计点），而100％MCR点（锅炉满负荷连续运行点）在低效率区，变工况时效率则更低，其平均运行效率比动叶可调的轴流风机要低得多。如采用转速调节，可将风门开到最大，使风机在高效区运行，而通过改变风机的转速达到控制风量的目的，风机将在很大的范围内维持高效运行，从而达到节能的目的。

而动叶可调的轴流式风机的等效率线与锅炉的阻力曲线接近平行，高效率范围宽，且位置适中，因而调节范围宽。锅炉设计点（TB）与最大连续运行工况点（100％MCR）相比，流量约大15％～25％，压力约高30％～40％。在满足锅炉设计点条件下，100％MCR工况点位于高效区，平均运行效率高，单风机运行时可满足锅炉60％～80％负荷。就运行效率而言，动叶可调的轴流式风机是除变转速调节外的风机最佳调节方式。

图1 某300MW机组离心式一次风机的性能曲线 图2 某300MW机组动叶可调轴流式送风机的性能曲线

图3 某600MW机组静叶可调轴流引风机的性能曲线 图4 某660MW机组动叶可调轴流式送送风机的性能曲线

图5 定速轴流风机和离心风机性能曲线重叠比较

如采用转速调节，可将风机的安装角固定在高效区，而通过改变风机的转速达到控制风量的目的，风机将在很大的范围内维持高效运行，从而达到节能的目的，但是由于这时的调速范围小，节能效果也就差。所以也可以将风机的安装角调到最大，这样虽然会降低一些运行效率，但是却大大增加了调速范围，而风机轴功率的下降是与转速的三次方成正比的，所以功率的降低远大于效率的下降，采用这种运行方式能取得更大的节能效果，详见下面具体工程案例的计算结果。风机拖动系统的主要特点

叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即其轴上需要提供的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量与转速的一次方成正比；扬程（压力）与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三次方成正比。即：

Hn2Pn3pn2Qn()()；；；()H'n'P'n'p'n'Q'n'风机与水泵转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图6所示。因管

＇＇路阻力曲线不随转速变化而变化，故当转速由n变至n时，运行工况点将由M点变至M点。

应该注意的是：风机水泵比例定律三大关系式的使用是有条件的，在实际使用中，风机水泵由于受系统参数和运行工况的限制，并不能简单地套用比例定律来计算调速范围和估算节能效果。

当管路阻力曲线的静扬程（或静压）等于零时，即HST=0（或PST=0）时，管路阻力曲线是一条通过坐标原点的二次抛物线，它与过M点的变转速时的相拟抛物线重合，因此，＇＇M与M又都是相似工况点，故可用比例定律直接由M点的参数求出M点的参数。对于风5 机，其管路静压一般为零，故可用相似定律直接求出变速后的参数；而对于水泵，其管路系统的静压一般不为零，故对于每一个工作点，都要经过相似折算后，才能用比例定律的三个公式求出变速后的参数。

PH扬程P-qvP-q'vM'nMM'nn'HSTn>n'Mn'n>n'O

O

(a)

(b)图6 转速变化时风机（水泵）装置运行工况点的变化

（a）风机（当管路静压Pst=0时）

(b)水泵（当管路静扬程Hst≠0时），qvqv

作者简介

徐甫荣（1946-）男，1970年毕业于西安交通大学电机工程系发电厂电力网及电力系统专业，后在西安电子科技大学攻读硕士研究生。毕业后在国家电力公司热工研究院自动化所工作，任总工程师，教授级高工，现为深圳市科陆变频器公司工程技术总监，享受国家特殊津贴的专家。主要从事火电厂热工自动化和交直流电机调速拖动及节能技术的研究工作，在国内外各类学术刊物上发表论文五十余篇，专著“高压变频调速技术应用实践”等两本。

参考文献（略）