同型號水泵并聯供水中的一臺泵調速，其他泵恒速運轉，為目前最常見的變頻調速 恒壓供水方式。圖4.6為兩臺同型號水泵并聯運行，其中一臺調速，一臺恒速。通常為 了使系統高效率運行，最大限度的節能，在變頻調速時，在保證系統壓力H。的前提下， 調速泵和定速泵均應在高效段運行。也就是說在變頻調速恒壓供水系統中，為了保證定、 調速泵均在高效段運行，調速泵調速時，特性曲線與恒壓線的交點不能左移超過C點， 由于水泵出口壓力恒定為H。，定速泵的工況點一直不變，只要一開始選的工況點在水 泵特性曲線的高效段，定速泵就一直在高效段運行。圖4.6中，假設系統所需流量為Qmax， 供水壓力為H。，H。位于水泵高效段的右端點。


在系統用水量小于等于Q2時，調速泵單 獨運行，其中高效運行的流量范圍為QI~Q2，那么流量0?Qi范圍就屬于流量失調區， 調速泵調速理論上不應進入該流量范圍，否則調速泵在保證系統壓力H。的基礎上，無 法保證調速泵高效運行。當用水量大于Q2時，此時調速泵與定速泵并聯運行。顯然， 為了保證系統高效運轉，這時又出現了新的流量失調區即Q2?QI+Q2。新出現的流量失 調區范圍與前面的流量失調區范圍相同。現在我們來求出調速泵在高效段與流量失調區 臨界位置的轉速與頻率。如圖4.6,假設水泵工頻工作時的轉速為n。，當調速到與恒壓 線交點C時的轉速為n’，水泵工頻運轉高效段左端點揚程為H高左，流量為Q高左。 我們對Ki相似工況拋物線上的C點及水泵高效段左端點運用比例律公式有：Q高左/ Qi=

如/ n’，H高左/ H0=(如/ n’)，由此可得：H高左/ H0=( Q高左/ QI)，QI= Q高左• (H0/ H高左)，n’=

n0*(H0/H高左)1/2。又由于電機的轉速與頻率的變化成正比關系，令水泵工頻運轉的頻率

為f〇, n’轉速時對應的頻率為f’，那么有下列關系：f’= f〇*(H〇/H高左)1/2。因此，當調速 泵的轉速在（n〇.(H〇/H高左)1/2, n〇)，電機頻率在（f〇.(H〇/H高左)1/2, f〇)之間變化時， 整個系統可在高效率范圍內運行。由此，我們提出水泵高效頻率的下限值概念[42]。我們 知道，水泵的高效段一般指效率下降在5%?7%范圍之內，在水泵的特性曲線圖上可看 出，這個高效段就是水泵資料所給出的最大額定流量和最小額定流量的區段。為了使水 泵能在高效段工作，利用比例律可計算出水泵高效頻率的下限值，作為水泵控制的依據。 下面我們根據國內水泵樣本中一些型號的水泵，分析其水泵高效頻率的下限值如表4.1、 4.2所示。由表4.1、4.2可看出，同型號變頻調速恒壓供水時，要想保證調速泵和定速 泵均在高效段運行，其調速范圍及頻率變化范圍很小。并且，額定轉速大的水泵比額定 轉速小的水泵調速范圍普遍要寬。按照水泵高效頻率的下限值概念，及水泵運轉時需處 于高效段，如圖當4.6當系統需水量在Q1+Q2?Qmax時，調、定速泵都可以滿足高效運行， 而當系統需水量在Q2?Q1+ Q2時，為了保持調速泵在高效段運行，其轉速得保持在n〇 (H〇/ H高左)1/2這個轉速不變，此時可以把調速泵看作是額定轉速為n〇 (H〇/H高左)1/2的恒速泵。 此時Q2?Q1+Q2區間的流量供給相當于是一個額定轉速為n〇的工頻泵和一個額定轉速為 n〇 -(HQ/H高左)1/2的工頻泵并聯供水，此時作為工頻泵運轉的調速泵其工況點已不在高效 范圍，這就是同型號變頻調速恒壓供水中，一臺調速泵，其他為恒速泵會存在的流量失 調區問題。目前我們國內普遍使用的同型號變頻調速恒壓供水泵站中，大部分使用的是 一臺調速泵，其他為恒速泵的方式。為了解決如圖4.6所示的Q2?Q1+Q2流量失調區問 題，很多泵站都是不斷地降低水泵轉速，以滿足流量和壓力的需求。但是其實，調速泵 的工況點早已偏離高效段，甚至進入不穩定工況運行的工況點，造成能量利用率極低的 普遍現象。

針對傳統單變頻調速技術中存在的流量失調區問題，接下來對單變頻調速技術進行 優化。

注：圖中(Q-H)i為單臺泵工頻運轉時的特性曲線；（Q-H)i+i為兩臺泵都工頻運轉時的并聯特性曲線； Q-Sh為管路特性曲線；H。為恒壓線;HST為系統靜揚程；曲線OC為通過水泵特性曲線高效段左端 點的相似工況拋物線，交恒壓線H。于C。

表4.1 DL型水泵高效頻率的下限值

型號       水泵高效

段左端點

揚程

H1(m)     水泵高效 段右端點 揚程 H2(m)       高效運轉 調速比  高效運行 最低轉速 (r/min) 額定轉速 (r/min)  高效段工作頻率下限值 (HZ)

40DL      11.5 10.2 0.942      1366       1450       47.1

50DL      13.5 10.5 0.882      1279       1450       44.1

65DL      18.5 14.5 0.885      1283       1450       44.14

80DL      21.4 16.8 0.886      1285       1450       44.31

100DL     21.5 16.7 0.884      1282       1450       44.2

附注：水泵工頻運轉的頻率為50HZ

表4.2 LG型水泵高效頻率的下限值

型號       水泵高效 段左端點 揚程 H1(m)       水泵高效 段右端點 揚程 H2(m)       高效運轉

調速比    高效運行

最低轉速

(r/min)    額定轉速

(r/min)    高效段工作頻率下限值 ( HZ)

32LG      15.5 11.4 0.858      2487       2900       42.88

40LG      13.5 12.5 0.888      2575       2900       44.4

50LG      18.5 17    0.86 2537       2900       43.74

65LG      21.4 16    0.826      2437       2900       41.3

80LG      21.5 16    0.828      2443       2900       41.41

附注：水泵工頻運轉的頻率為50HZ