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水泵工况点的分析
喷灌工程中常用叶片式水泵,叶片水泵的基本性能就是在额定转速下流量Q、扬程H、功率N、效率等参数之间的关系,通常用Q-H、Q-N曲线表示。
根据喷灌工程的要求,水泵不仅需要把水从井中加压至喷头的工作压力Hz,还要克服管路阻力损失H实。前者在喷灌工程中处于额定工况点分区时为一常数H,,它不随流量的变化
而变化,其图形为一截距等于H实的直线。后者为一条与流量成平方关系的二次抛物线。如将两条关系线画在同一Q、H坐标中,就得到了管路性能曲线,方程为H。:H2+SQ2其中S为管路的水力系数。把水泵的基本性能曲线Q·H与管路性能曲线Q-H。画在同一Q、H坐标中,如图2所示,二者的交点即为工况点。一般所需压力最高点也在此点,也称水泵的额定工况点。
当工作区与额定工况点相比需用喷头数减少时,由于所需流量减少,系统压力将偏高,使得喷头的工作压力比额定点高,即Q-H需、Q-H交于A,,'点,工程设计时一般是按枯水年机井水位设计的,因此在丰水年时,水泵将有部分多余的富余扬程,所以管路性能曲线将下移,如果H智降低较多,水泵将可能工作在非高效区,以上工况中,水泵均未在额定工况下工作,所示喷头也未在正常条件下工作,这样既影响了喷灌效果又浪费了能量,严重的可能损坏喷头,使系统发生水锤,以致破坏整个喷灌系统,所以必须采取措施使喷头工作在允许的压力范围内。一般采取以下措施:①减小泵站出水口或分区进水闸阀的开启度,增大管道系统的阻力,把多余的扬程浪费在管路上,增大能量损失,这显然是不经济的国根据各分区的不同情况,选择相应的水泵,显然这是不经济的;③改变水泵的转速,使特性曲线与管路性能曲线相交于B'、B"、B,"点,而效率基本不变,仍处于高效区,在此工况下,水泵压力未损失,又满足了流量要求,百分数为水泵转速百分比。
水泵变速技术
水泵变速的原理
根据叶片泵比例律,当水泵转速变化时,水泵的性能参数Q、H等随着一次方,二次方的变化,这样就可以改变水泵脯速来适应各分区对水泵工况的要求。
变速设备的选择
喷灌工程常采用井用潜水电泵(电机为异步电机),根据异步电机的转速方程n=60f(1-f)/p可知,只要改变电源的频率f就实现了电机转速的变化,也即买厂水泵变速,属于无级变速,效率高。近年来,随着微电子技术的发展,晶闸管变频器技术2B益成熟,价格也逐渐降低,已广泛应用于冰箱、空调等家电领域,所以变频变速是交流变速的最佳方案。
变频器的应用
根据喷灌工程分区压力的要求,设置压力表的上下限(P1、P2)在一个较小区域,压力指示(P0)动点在P1、P2间。设置变频器的起动频率(5-10HZ),最高频(50HZ),最低频率(30。
35HZ),PLC根据水泵出水口压力反馈信号和PID控制程序自动调整变频器的运行频率,使水泵始终运行在高效区。
2.4  运行效果  
    采用变频器变速后,用电量由原来的145.5kW·h/hm2降至130.5kW·h/hm2,降幅为11.2%,节能效果十分显著
 喷灌工程的压力特性与水泵工程分析
 喷灌工程的压力特性
    一般面积较大的工程,通常采用分区轮灌的工作方式,因各分区与泵站的距离及所用喷头数量的不同,使得各分区对水泵的压力要求也不相同。为了使各分区都能正常地轮灌,通常水泵型号是按满足所需压力最大的分区来选择的,此时水泵工况点即为水泵额定工况点。对于距离泵站较近、需用喷头较少的分区常采用关阀节流的方式调整喷头的工作压力,因此,将有多余的扬程损失在闸阀上,使得水泵偏离高效区,造成水泵的不经济运行,水泵浪费了大量能量。

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