供水系统变频调速节能改造的可行性讨论1 引言风机和水泵在国民经济各部门的数量众多，分布面极广，耗电量巨大。据有关部门统计，全国风机、水泵电动机装机总容量约为 35000MW，耗电量约占全国电力消耗总量的 40%左右。目前，风机水泵的耗电量中还有很大的节能潜力，其潜力挖掘的焦点是提高风机和水泵的运行效率。据估量，提高风机和水泵系统运行效率的节能潜力可达 300～500 亿 kW·h/年，相当于 6～10个装机容量为 1000MW 级的大型火力发电厂的年发电总量。 离心式的风机水泵的负载特性属平方转矩型的负载，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）。当输送流体的密度 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；压头（扬程）与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三次方成正比。假如水泵转速是其额定转速的50%时，则功耗只有额定值的 12.5%，节能率可达 87.5%。果真如此吗？否。风机水泵比例定律的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，而应将实际工况转化为相似工况后，才能用比例定律进行计算。其结果的差别还是很大的。作为变频器的生产厂家，特别是专门讨论变频控制的专家学者，必须明明白白地告诉用户，风机水泵的变频节能到底是怎么一回事，而不能有意无意地误导读者，片面夸大节能效果。2 风机水泵的相似定律2.1 风机（水泵）的几何相似，运动相似和动力相似两台泵（风机）若几何相似，就是说它们的形状完全相同，只是大小不同，其中一台泵（风机）相当于另一台泵（风机）按一定比例的放大或缩小。举个形象的例子：两张不同比例尺的中国地图，它是几何相似的，但大小相差一定的倍数。应指出的是：本书所说的两泵（风机）几何相似，是指通流部分的几何相似，并不是要求泵（风机）之间的轮廓外形也必须几何相似。两台泵（风机）的运动相似是指两台几何相似泵（风机）通流部分各对应点的速度三角形相似。显然，只有当两台泵（风机）的通流部分几何相似，才有可能运动相似，但满足几何相似条件的，不一定满足运动相似的条件，只有当两台几何相似泵（风机）都在相似工况点运行时（例如：都运行在最高效率工况点时），才是运动相似，所以运动相似又称工况相似。两...
