变流恒压建筑消防泵与普通消防泵
技术性能及效果对比
陕西航天动力高科技股份有限公司
天津办事处
变流恒压消防泵与一般消防泵技术性能对比
泵别 变流恒压消防泵 完全符合并优于GB2645-98标准，与国际标准接轨； 通过泵自身的技术性能实现恒压，性能曲线平坦，泵从零流量到最大流量范围内变化时，扬程变化仅为5%以内； 在消防系统中有效的传统泵技术性能方面存在的弊病，不存在小流量(或零流量)超压,大流量降压难题，确保消防过程的安全可靠； 系统不用设超压措施，可省掉比例调节阀或减压阀； 符合GB2645-98标准 一般消防泵 目 设计标准 性能 泵的自身的技术性能决定泵的性能曲线坡陡，成抛物线形即流量小杨成高，流量高扬程低，如泵零流量时扬程是设点压力的~1. 5倍，形成超压； 系统 消防系统存在小流量超压和大流量降压问题，消防系统传解决超欠压的方式，多采用在管路上安装比例调调节阀或压阀，如熊猫泵业的恒压泵就是在泵出口配置比例调节阀和泵最为设备的整体的一部分； 系统需配置防超压设施，需设比例调节阀或减压阀； 配置 轴承形式 材质 轴承采用军品优质双机械密封，泵在停止或运转状态下无一般采用民品级单机械密封或填料密封，泵停止或运泄漏，延用周期长； 状态易泄漏； 泵过流部件采用高强度铸铝合金和不锈钢，重量轻，易加工，泵过流部件采用铸铁件或不锈钢板，易锈蚀，易变形； 不易锈蚀和变形； 泵可随机启动，无卡死现象； 循检时间要求长，一般为三个月或半年循检一次； -1
泵启动 性能 泵循检 要求 泵不可随机启动，易卡死； 为避免卡死，按规范规定，一周需循检一次 - 好好学习，天天向上
变流恒压消防泵与一般消防泵技术性
能对比
泵别 项目 联接方式 变流恒压消防泵 一般消防泵 泵电机共轴联结,泵内没有轴承和油封,减低泵的机械泵电机一般采用同轴联结，泵内设损耗，免去了轴承维护和更换油封工作,减少故障点； 需定期更换轴承和油封，存在这部叶轮为开式叶轮，回流小，轴向力小，降低泵的容积损失；叶轮直径比通用叶轮直径小1/3，降低泵的水力损失；叶轮的压头系数远大于一般叶轮，减少圆盘磨察损失；叶轮流道宽敞，扩宽对水质条件的要求；叶轮没有密封凹凸台和口环，不存在机械位移磨损而产生的水力性能下降问题；提高泵的系统效率； 产品体积小，重量轻； 叶轮结构 叶轮为封闭叶轮，轴向力较大，需积损失；叶轮直径较大，泵水力头轮的压头系数相对低；叶轮流道狭的要求条件高；叶轮蛇有密封凹凸机械位移磨损和由此产生的水力性产品体积相对大，重量相对重； 外形重量 起动过程 水泵起动扬程是额定扬程的5%，进而降低起动转矩，加快水泵起动过程的来水时间，更可靠地确保规范中水泵起动扬程是额定扬程的倍以上对起动时间的要求，这个过程优于普通泵，是变频系大,起动电流相对大, 起动过程相对统无法实现的； 耗能 零流量时，其功率为额定功率的1/2~1/4，即不存在小流量（或零流量）形成的超压现无用水头的电能耗能； 头的额外电能消耗 变流恒压供水设备与变频恒压供水设备技术性能对比 -2
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泵别 变流恒压供水设备 1、 变流恒压泵组+普通控制柜； 2、 变流恒压泵组+普通控制柜+压力罐及附件； 采用变流恒压泵，泵性能曲线平坦，泵从零流量到最大流量范围内变化时，扬程变化仅为5%以内； 主要恒压特性,无须任何辅助设施，通过泵的的机械构造本身即可完成,不存在小流量超压问题，电机转速恒定； 系统简单，普通电源控制柜加装电流比例调节器即可实现； 变频恒压供水设备 1、 普通离心泵+变频控制柜； 2、 普通离心泵+变频控制柜+压力罐及附件； 目 统构成 泵性能 采用普通离心泵，泵性能曲线很陡，泵零流量时扬程是设计力的1. 5倍； 压作用完途径 泵本身不能实现恒压，需通过采集管网压力、或流量信号反频器然后作用，调整电机转速来控制水泵压力变化，压力变化仍存在小流量超压问题； 制部件 由变频控制器、压力传感器、流量传感器等众多电子元气件构控制系统复杂，环节多 作特性 变流恒压泵可在工况点的左右移动，高效工作区域相对宽，可充分发挥水泵电机配套设计时的最佳功效。 变流恒压泵可工作在额定流量的5%，具有很宽的工作区域，系统可满足中低流量的要求。 变频恒压供水设备控制点（如压力、流量、频率）一经设由于受额定频率的制约，水泵的工作点只能在设定工作点的运行，压缩水泵的高效工作区域，不能充分发挥水泵电机的功效。 变频恒压供水设备受电机调节频率下限的制约（为避免共振，一般为额定频率10~15%），系统难以满足中低流量的要 全 靠性 变流恒压泵技术早在70年代已成熟运用在我国航天科技中，纯机械构造，安全可靠性高； 变频恒压供水设备依靠众多电子器件构成，故障点相对多，频系统因工况变化频繁调整电机转速，对电机寿命具有一定影同时对电网形成污染，并对周围空间的通信形成干扰源。 变流恒压供水设备与变频恒压供水设备技术性能对比 泵别 项目 轴承形式 材质 泵启动 性能 联接方式 压力 调节性能 外形重量 变流恒压供水设备 泵轴承采用军品优质双机械密封，泵在停止或运转状态下无泄漏，延用周期长； 泵过流部件采用高强度铝合金和不锈钢，永不生锈，形成对水质的二次污染，环保； 泵可随机启动，无卡死现象； 泵电机共轴联结，泵内没有轴承和油封，减低泵的机械损耗，免去了轴承维护和更换油封工作，减少故障点； 变流恒压泵压力恒定，压力上下浮动小，随着管网阻力年久（5~8年）的增加，可通过更换叶轮的方法调节，机械调整，随机性不如变频恒压供水设备 产品体积小，重量轻； 变流恒压供水设备在具有变频恒压供水设备的基本功能，同时用普通控制柜完成控制，省去变频器，且水泵电机的容量越大，性价比的优越性越突出。 变频恒压供水设备 泵一般采用民品级单机械密封或填料密封，易泄漏 泵过流部件采用铸铁件，长时间使用后易锈泵不可随机启动，易卡死； 泵电机一般采用同轴联结，泵内设有轴承和轴承和油封，存在这部分机械损失； 变频恒压供水设备压力调整范围较大，一15%变化。 产品体积相对大，重量相对重； 性价比 变频恒压供水设备在具有恒压供水的基本功频控制装置，对于小供水系统成本与变流恒平，较大设备的成本则相对高一些。 -3
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变流恒压供水设备与变频恒压供水设备节能特性对比 变流恒压供水设备与变频恒压供水设备节能特性对比
泵别 泵别 项目 变流恒压供水设备变流恒压供水设备
变频恒压供水设备变频恒压供水设备 目 共性 （或小）流量的耗能 泵轴功率 当供水设备供水对象确定后，供水设备泵组性能参数（流量、扬程）也是确定的，即供水设备的有用功率也确定（叶轮为开式叶轮，回流小，轴向力小，降低泵的容积ГQh，г水的容重，Q泵扬水量，H泵扬程），即无论是变频恒压供水设备还是变流恒压供水设备在同一时间段内所需损失；叶轮直径比通用叶轮直径小1/3，降低泵的水力损叶轮为封闭叶轮，轴向力较大，需设回有用功相同；都具有节约无用水头（小流量超压部分）所形成的能耗。 失；叶轮的压头系数远大于一般叶轮，减少圆盘磨察损失；叶轮直径较大，泵水力头损失相对大；叶轮叶轮结构 叶轮流道宽敞，扩宽对水质条件的要求；叶轮没有密封凹叶轮流道狭窄，对水质条件的要求条件高；变流恒压泵在零流量时，不存在超压现象，且扬程小凸台和口环，不存在机械位移磨损而产生的水力性能下降和口环，存在机械位移磨损和由此产生的水于额定扬程的5%，其功率仅为额定功率的1/2~1/4，即最变频恒压供水设备配套离心泵，零流量和小流量时仍存问题；提高泵的系统效率。 大可节能75%，从国家权威机构检测绘出的流量-功率曲对超压现象，其功率为额定功率的1/2左右。 线，权威地表明了这一点。 变频恒压供水设备要实现低转速运行，泵的轴功率与泵的扭矩成正比，而扭矩与叶轮的重量和直变流恒压泵配套的控制柜为普通控制柜，电能损耗相低电机的输入频率实现，而电机频率的改变叶轮多采用铸铁，直径比变流恒压泵大1/3，故旋转扭矩和控制系统 径成正比，叶轮采用铝合金，且直径比普通泵小1/3，故对较小。 支流、滤波、切分电源、再变直流回交流等力矩比变流恒压泵相对大。 旋转扭矩和磨擦力矩比离心泵相对小。 的每一个电器元件都会损耗一定的电能。 电机转速 变流恒压泵随着流量的变化，压力始终保持不变，电机转变流恒压供水设备控制多台变流恒压水泵机组投切变频恒压供水设备控制多台离心水泵机变频恒压供水设备，随着水泵流量压力的变化，电机频率一速基本保持不变，故水泵在低流量运转时不会产生高次谐时，其所有泵在小流量时扬程均不变，不存在多余水头，设置一台变频装置，轮回控制一台泵变频运定在30~50Hz之间变化，由此使电机产生高次谐波，使电多机组特性 波；虽然转速不变但扭矩变小，对应轴功率减小，发热量从系统的运行效率和节能效果明显优于变频恒压供水设于工频控制状态，这样机组很容易向左偏离于非正常运行状态，带来电机过热，形成无用的电能消耗；减小，电机损耗相对减小；同时电机始终在电机结构工艺备。 多余水头，产生多余能耗。 漆包线绝缘效果下降，影响电机寿命。 设计的技术条件下工作，确保电机的使用周期。
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变流恒压泵的恒压原理
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一、首先了解一下流体在叶轮中的流动规律
当叶轮旋转时，流体沿轴以绝对速度v0自叶轮进口处流入，流体质点流入叶轮后，就进行着复杂的复合运动，分析流体质点在叶轮的流动，一般建立两个坐标系统，旋转叶轮是动坐标系统;固定的机壳（或机座）是静坐标系统。流动的流体在叶槽中以速度ω沿叶片流动，这是流体质点对动坐标系统的运动，称为相对速度；与此同时，流体质点又具有一个随叶轮进行旋转运动的速度μ，这是流体质点随旋转叶轮对静坐标系统的运动，称为圆周速度。相对速度和圆周速度的合成速度。就是流体质点对机壳的绝对速度v。这三种速度之间的关系是：
v = ω + μ 该矢量关系式可以形象地用速度三角形来表示。 v2 ω2 vr2 α β u2
22 vu2
v2 u2 vr2 αvu2 ω2
β 2 2 D2 D1 -7
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在速度三角形中，ω的方向与u的反方向之间的夹角表明叶轮的弯曲方向，成为叶片的安装角度β，安装角度是影响泵机械性能的重要几何参数。速度v与u之间的夹角称为叶片的工作角。
在分析过程中，通常将绝对速度v分解为与流量有关的径向分速cr和与扬程有关的切向分速cu。速度三角形清楚地表达了流体在叶轮在流槽中的流动情况。
二、建立泵的基本方程式
离心式水泵的基本方程式，是利用动量矩定理来推导的，这里不作推倒，只要结论。
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HT＝ （u2v2u－u1v1u）
g
HT：流体从叶轮中获得的扬程。 g ：重力加速度
（由于径向分速vr2通过叶轮的转轴中心，不存在动量矩，因此在计算动量矩变化时只考虑切向分速。） 从方程式可以看出：
1、流体从叶轮中所获得的扬程，仅与流体在叶片进口及出口的运动速度有关，与流体在流道中的流动过程无关。
由于离心泵大多设计为直锥形吸水室，液体在其中流动没有圆周分量，即v1u＝v1cosα1 ，α1=0，v1u= 0，因此方程式为：
HT= g
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u2v2u
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nπD2
2、基本方程式表明理论扬程HT与u2 有关，而u2＝ ，即 60 u2只与叶轮外径D2和转速有关，增加转速和加答叶轮外径即可提高水泵扬程 。
3、基本方程式表明流量所获得的理论扬程与被输送的流体种类无关，对于不同的流体。只要叶片出口处流体的速度三角形相同，所得到的扬程相同。但是，当输送不同容重的流体时，水泵所消耗的功率是不同的，既液体的容重越大，泵所消耗的功率越大。
三、泵性能曲线的定性分析
在泵转速一定的条件下，泵的扬程H、流量Q及所需的功率N等性能参数之间,存在着一定的内在关系，通常以建立流量和扬程；流量和功率；流量和效率三种函数关系来表示这些性能参数之间的关系。并将这些函数关系用函数曲线的方式体现出来，这些曲线就称为泵的性能曲线。
u2v2u
通过离心式水泵的基本方程式 HT = 对水泵的性能曲线进行
g 定性分析。从速度三角形可知，vu2＝u2－vr2ctgβ2，代入上式
u 2
HT = （u2－vr2ctgβ2）
g
设叶轮的出口面积为A2，则叶轮在工作时输出的流量QT为
QT＝vr2 A2，代入上式
u 2 QT
HT = （u2－ ctgβ2）
g A2
分析以上关系式，当转速一定时，u 2 、g 、A2、 β2均为常数，下面分三种情况进行分析：
（1）当β2＜900时，叶轮为后后向式，ctgβ2＞0，泵的性能反映扬程
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与流量成反比，即随着流量的增加扬程降低，
u 22
当QT= 0时，HT = ，其速度三角形为： g
v2 w2 vr2 α β u2
22 vu2
（2）当β2＞900时，叶轮为前向式，ctgβ2＜0，泵的性能反映扬程与
流量成正比，即随着流量的增加扬程增加。
（3）当β2＝900时，叶轮为径向式，ctgβ2＝0，泵的扬程为
其速度三角形为： v2’ w2’ vr2’
v2 w2 vr2 α2 β u2
2‘
vu2 vu2
变流恒压泵就是基于这个原理研制生产，如对某一型号的泵而言， nπD2 u 22
因为u2＝ ，且n和 D2都为恒定值，所以 HT = 只与
60 g
叶轮的外径D2和转速n有关，而与流量无关，扬程是一恒定值。反映在泵的性能曲线上，也就是理论扬程－流量曲线为一水平直线，如下图 HT β2＞900 β2＝900
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u 22g
β2＜900
900
当QT w2’＞w2 v2’＞v2 vu2’= vu2= u2
０
QT
2
1 1 vu2
HT = u 2 vu2 = u 2 vu2’ = g g g
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