水泵变频供水研究背景

经济的快速发展使城镇建设规模和城市人口不断扩大，且随着人民生活水平的不断 提高，对城市集中供水的质量、规模、稳定性及安全性等要求越来越高。据统计[1]，我 国从1990年到2014年间，包括城市公共设施等非生产性用水在内的日人均生活用水量 从175.7L上升到1224L，增长了将近六倍。

为了满足人们日常生活和城市生产用水需求， 水泵房经常处于满负荷工作状态，所消耗的电量是可想而知的。能源问题是世界性的问 题，也是保障经济发展的重要基础。所谓“节能”是指加强用能管理，采取技术上可行， 经济上合理以及环境社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和 浪费，更加有效，合理地利用能源。

因此，对现有供水系统的节能，就绝不仅仅是着眼 于能源消费方面的节能，而是应同时着眼于能源的生产，能源的输送等方面的节能。

提高能源利用率是确保我国中长期能源供需平衡的先决条件，中国人口基数大，到21世 纪中叶将超过15亿。无论从国内资源还是世界资源的可获量考虑，中国只有创造比目 前工业化国家更高的能源效率，才可能在有限的资源保证下，实现高速经济增长和达到 中等发达国家人均水平，A果仅从增加供应量出发，则无法确保能源供需平衡。因此， 在国家能源发展战略上要充分体现把提高能源效率作为基本出发点。就我国的供水现状 看，提高能源效率的节能潜力是很大的。

在我国，由于供水管网中水泵的运行管理水平相对较低，其能量消耗更是惊人，一 个大型的供水系统一年的水泵输送电耗多达千万元。特别是在部分负荷工况下，由于供 水系统运行方式的不合理，水泵的输送能耗在整个供水系统中的比例更大。

如果适当的 选取和配置供水管网中的水泵，节能效果会是相当可观的。据《中国统计年鉴-2015》 显示，1983年到2013年间，年人均电能消耗量由13.4 kW.h上升到515 kW.h[2]。自我 国“十一五”规划纲要提出节能减排以来，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低 20%左右，这是建设环境友好型、资源节约型社会的必然选择。当前，实现节能减排目 标面临的形势依然十分严峻。在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，而且还在以每年 1个百分点的速度增加。建设部统计数字显示，我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近 20亿平方米，其中80%以上为高能耗建筑。建筑能耗占全国总能耗的比例将从现在的 27.6%快速上升到33%以上。我国新建建筑已经基本实现按节能标准设计，比例高达 95.7%，而施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8%。

在节能减排中，合理用电， 节约用电已经成为节能减排工作中的重中之重。据统计[3]，美国全国用电量中发电机的 用电量占到了 1/2；在我国全国用电量中电动机用电量占到了近2/3，而其中，水泵的用 电量又占了电动机总用电量的1/2。但是在我国，装有水泵的系统平均效率只有45%， 而世界上发达国家可达到70%，差距非常之大。国外水泵电动机效率高不仅是因为生产 的水泵质量好，而且调速节能技术相当先进。近几年来，我国在引进上述先进技术方面 有了长足发展，很多建筑、工矿等的大型机电设备因为工艺生产的原因存在着严重的耗 能现象，其节电率在经过专业节能改造后不影响正常生产的情况下大都在20%以上，综 合国家众多的建筑、工矿等这将是一笔巨大的能源财富。因此，关于研究各种机械设备 节能技术成了当前国家发展中面临的严峻问题。

众所周知，各行各业只要涉及到用水都离不开水泵输水供水，水泵作为一种通用机 械，在国民经济各部门中应用量大，应用面广，无论是在冶金、化工、石油、煤炭、纺 织、轻工、电力等工矿企业，还是在农业方面都装备了大量的水泵。而同时，泵的耗能 又特别的大。据统计[4]，在我国全年的总用电量中泵站的耗电量占了 15%〜20%，所以， 泵站的耗电量是十分巨大的。然而，造成$此大的用电量与泵站的低效率运行、选泵不 合适等是有很大关系的。装置效率普遍小于50%，远小于水利部规定的55%的标准。无 用功率占泵站装机容量的30%〜50%。试图通过新的水力模型或制造技术将水泵效率从 现有水平再提高1%也是非常困难的，但泵在运行时其效率下降10%以上却是屡见不鲜。