泵、泵機組效率測試方法.ppt

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1、泵、泵機組效率測試方法,泵、泵機組效率測試方法,（一）術(shù)語定義（二）測試要求（三）測試儀器儀表及精度等級和測試參量（四）主要計算公式,（一）術(shù)語定義,1.泵系統(tǒng)：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置、傳動機構(gòu)、管網(wǎng)按流程要求所組成的總體。2.泵機組：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置和傳動機構(gòu)所組成的總體。3.管網(wǎng)：由直管道、彎頭、閥門、錐管及工藝所必需的其他輔助設備按流程要求所組成的總體。4.泵系統(tǒng)效率：泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。,5.泵機組效率：泵機組運行時，泵輸出功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。6.泵的效率：泵在運行時，泵的有效功率（輸出功率）與泵軸功率（或稱泵輸入

2、功率）之比的百分數(shù)。7.電動機效率：電動機在運行時，實際輸出功率與輸入有功功率之比的百分數(shù)。8.管網(wǎng)效率：管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）末端輸出的有效功率與管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）起始端輸入的有效功率之比的百分數(shù)。,（二）測試要求,1.測試應在正常生產(chǎn)的實際運行工況下進行，測量時應保證運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。2.測試儀器儀表應能滿足測試項目的要求，并在檢定合格周期內(nèi)。3.保證液體流量、壓力、電動機輸入功率等主要參量同步測試。4.測試時至少測試三組數(shù)據(jù)，保證每組數(shù)據(jù)的讀取同步進行，取每個測試參量各次讀數(shù)的算數(shù)平均值作為最后的計算值。監(jiān)測時，要求測試時間不少于30分鐘，每隔10分鐘記錄一組數(shù)據(jù)。,（三）測試儀器儀表及精度

3、等級和測試參量,測試儀器儀表明細表,（四）主要計算公式,電動機輸入功率泵軸功率泵輸出功率系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）泵的效率泵機組效率管網(wǎng)效率泵系統(tǒng)效率（泵機組液體輸送系統(tǒng)效率）,電動機輸入功率,（1）當電動機電源為低壓時，一般采用功率法直接測量，也可采用電度表法間接測量（2）當電動機電源電壓為高壓時，電機輸入功率可利用電動機控制柜上的電度表配合秒表進行測量，并用下式計算KCT電流互感器的變比；KPT電壓互感器的變比；n測量期內(nèi)電度表鋁盤所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，r；t電度表轉(zhuǎn)n圈所用的時間，s；電度表常數(shù)，r/（kWh）。,泵軸功率Pa,泵軸所接受的功率，kW。PaPgrmot式中：Pgr電動機輸入功率；

4、mot電動機效率。,電動機效率,PN電動機額定功率，kW；電動機負載系數(shù)，按GB/T12497-1995三相異步電動機經(jīng)濟運行中的有關(guān)公式計算，計算時還需要查出電動機額定效率N、電動機空載有功損耗P0兩個常數(shù)。,泵輸出功率Pu,泵傳遞給液體的功率。PuQgH10-3,Pu泵輸出功率，kW；液體密度，kg/m3；g重力加速度，g9.81m/s2；Q泵實際排量，m3/s；H泵的總揚程，m。,式中：,泵的總揚程,P2、P1泵出口、泵進口壓力，Pa；Z2-Z1泵出口、泵進口壓力表高度差，m；V1、V2泵進口、泵出口處液體流速，m/s。,泵輸出功率的簡要公式,當泵的出口、進口壓力表高度差（Z2-Z1）和

5、動能差可以忽略的情況下允許采用下式計算泵輸出功率Pu（P2P1）Q10-3,系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）,泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率,H3調(diào)節(jié)閥后的總揚程,P3調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z3調(diào)節(jié)閥后的壓力表高度，m；V3調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。,泵的效率,Pu泵輸出功率；Pa泵軸功率。,泵機組效率,Pu泵輸出功率；Pgr電動機輸入功率。,管網(wǎng)效率,H1調(diào)節(jié)閥引起的揚程損失，m,H1調(diào)節(jié)閥引起的揚程損失,P3調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z2-Z3調(diào)節(jié)閥前后的壓力表高度差，m；V3調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。,泵系統(tǒng)效率（泵機組液體輸送系統(tǒng)效率）,九、泵的調(diào)速技術(shù)介紹,電動機直接調(diào)速變頻

6、調(diào)速串級調(diào)速變級調(diào)速串電阻調(diào)速及無換向器電動機調(diào)速變頻調(diào)速與串級調(diào)速為高效的調(diào)速系統(tǒng),恒速電動機帶調(diào)速傳動裝置調(diào)速液力偶合器液力調(diào)速離合器電磁轉(zhuǎn)差離合器,（一）變頻調(diào)速,1.變頻調(diào)速的基本原理2.變頻調(diào)速的優(yōu)缺點,1.變頻調(diào)速的基本原理,異步電動機轉(zhuǎn)速nf電源頻率，Hz；p極對數(shù)；s轉(zhuǎn)差率。,變頻調(diào)速變頻變壓調(diào)速,由上式可知，極數(shù)p一定的異步電動機，在轉(zhuǎn)差率S變化不大時，轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率成正比。因此，只要能設法改變f，就可以改變n?；谶@個原理，變頻調(diào)速就是用變頻器作為變頻電源，通過改變電源頻率的方法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。實際上，若僅改變電源的頻率則不能獲得異步電動機滿意的調(diào)速性能，因此，必須

7、在調(diào)節(jié)的同時，對定子相電壓U也進行調(diào)節(jié)，使f與U之間存在一定的比例關(guān)系。故變頻電源實際上是變頻變壓電源，而變頻調(diào)速準確地稱呼應是變頻變壓調(diào)速。,2.功率損耗,泵的額定功率Pe與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系是式中：PeKbn3Kb系數(shù)。調(diào)速過程中，不同轉(zhuǎn)速ni時泵的軸功率為PiKbni3,泵的流量變化與轉(zhuǎn)速變化成正比，即Qi/Q=ni/ni式中：i調(diào)速比可以推出PiPei3結(jié)論：調(diào)低電機轉(zhuǎn)速可以減少功率損失。,3.變頻調(diào)速的優(yōu)點,（1）調(diào)速效率高，屬于高效調(diào)速方式。（2）調(diào)速范圍寬，一般可達20：1，并在整個調(diào)速范圍內(nèi)均具有高的調(diào)速效率。所以變頻調(diào)速適用于調(diào)速范圍寬且經(jīng)常處于低負荷狀態(tài)下運行的場合。（3）機械特

8、性較硬，在無自動控制時，轉(zhuǎn)速變化率在5以下；當采用自動控制時，能作高精度運行，把轉(zhuǎn)速波動率控制在0.51左右。（4）變頻裝置萬一發(fā)生故障，可以退出運行，改由電網(wǎng)直接供電，泵仍可繼續(xù)保持運轉(zhuǎn)。（5）能兼作啟動設備，即通過變頻電源將電動機啟動到某一轉(zhuǎn)速，再斷開變頻電源，電動機可直接接到工頻電源使泵加速到全速。,變頻調(diào)速的缺點,高壓電機的變頻調(diào)速裝置的初投資比較高，是應用于泵的調(diào)速節(jié)能中的主要障礙。變頻器輸出的電流或電壓的波形為非正弦波而產(chǎn)生的高次諧波，會對電動機及電源產(chǎn)生種種不良影響，應采取措施加以清除。,（二）液力偶合器,1.工作原理簡介液力偶合器主要由泵輪、渦輪及旋轉(zhuǎn)外套組成。泵輪與主動軸固定

9、連接，渦輪與從動軸固定連接，主動軸和從動軸又分別與電動機和泵相連接。泵輪內(nèi)腔和渦輪內(nèi)腔共同形成的圓環(huán)狀的空腔稱為工作腔。通過改變工作腔中工作油的充滿度，亦即改變循環(huán)圓內(nèi)的循環(huán)油量，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)距和輸出油的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)在動力機為全速的情況下，對泵進行無級變速。,2.液力偶合器的優(yōu)點,（1）無級調(diào)速。在液力偶合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出連續(xù)的、無級變化的轉(zhuǎn)速。（2）工作平穩(wěn)?？梢云椒€(wěn)地啟動、加速、減速、停止。（3）空載啟動。電動機能空載或輕載啟動，故可選用最經(jīng)濟的電動機及電控設備，降低啟動電流，節(jié)約電能。（4）隔離振動。液力偶合器的泵輪和渦輪之間沒有機械聯(lián)系，轉(zhuǎn)距通過工作

10、液體傳遞，是柔性連接，當主動軸有周期性振動（如扭振）時，不會傳到從動軸上，具有良好的隔振效果，能減緩沖擊負荷，延長電動機及泵的機械壽命。,（5）過載保護。由于液力偶合器是柔性傳動，其泵輪與渦輪之間有轉(zhuǎn)速差，故當從動軸阻力距突然增加時，轉(zhuǎn)差就增大，甚至制動，而原動機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，而不致燒毀，泵也可以收到保護。（6）無機械磨損。因泵輪和渦輪間無直接的機械接觸，故工作可靠，能長期無檢修運行，壽命長。（7）便于控制。液力偶合器是無級調(diào)速，故便于實現(xiàn)自動控制，適用于個伺服系統(tǒng)控制.（8）節(jié)能。與閥門節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，節(jié)能效果顯著。,液力偶合器的缺點,（1）在原動機額定轉(zhuǎn)速較低的場合，要求同樣的轉(zhuǎn)矩而采用較小的轉(zhuǎn)速時，液力偶合器的工作腔直徑加大，即液力偶合器的尺寸和重量將相應增加，這不但增加了造價，而且還會使偶合器調(diào)速的延遲時間增加，不適應處理緊急事故的要求。（2）對于大功率的液力偶合器，除本體外還要有一套諸如供油泵、冷卻器、油箱等輔助設備和管路系統(tǒng)，使設備復雜化。（3）在運轉(zhuǎn)中隨著負載的變化，轉(zhuǎn)速比也相應變化，因此不可能有精確的傳動比。（4）液力偶合器一旦發(fā)生故障，泵也不能繼續(xù)工作。,謝謝共同學習,