一、水泵流量調(diào)節(jié)的主要方式 1改變管路特性曲線 改變離心泵流量zui簡(jiǎn)單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制,,其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點(diǎn),。 2改變離心泵特性曲線 根據(jù)比例定律和切割定律,改變水泵的轉(zhuǎn)速,、改變水泵結(jié)構(gòu)(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變離心泵的特性曲線,,從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量(同時(shí)改變壓頭)的目的。但是對(duì)于已經(jīng)工作的水泵,,改變水泵結(jié)構(gòu)的方法不太方便,,并且由于改變了水泵的結(jié)構(gòu),,降低了水泵的通用性,盡管它在某些時(shí)候調(diào)節(jié)流量經(jīng)濟(jì)方便[1],,在生產(chǎn)中也很少采用,。這里僅分析改變離心泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量的方法。從圖1中分析,,當(dāng)改變水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量從Q1下降到Q2時(shí),,水泵的轉(zhuǎn)速(或電機(jī)轉(zhuǎn)速)從n1下降到n2,轉(zhuǎn)速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2(管路特曲線不變化)交于點(diǎn)A3Q2,,H3,,點(diǎn)A3為通過調(diào)速調(diào)節(jié)流量后新的工作點(diǎn)。此調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)效果明顯,、快捷,、安全可靠,可以延長(zhǎng)水泵使用壽命,,節(jié)約電能,,另外降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr,使泵遠(yuǎn)離汽蝕區(qū),,減小離心泵發(fā)生汽蝕的可能性[2],。缺點(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技術(shù)來改變?cè)瓌?dòng)機(jī)(通常是電動(dòng)機(jī))的轉(zhuǎn)速,原理復(fù)雜,,投資較大,,且流量調(diào)節(jié)范圍小。 3泵的串,、并連調(diào)節(jié)方式 當(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任務(wù)時(shí),,可以采用離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián),,雖然壓頭變化不大,,但加大了總的輸送流量,并聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵的效率相同,;離心泵串聯(lián)時(shí)總的壓頭增大,,流量變化不大,串聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵效率相同,。 二,、不同調(diào)節(jié)方式下泵的能耗分析 在對(duì)不同調(diào)節(jié)方式下的能耗分析時(shí),文章僅針對(duì)目前廣泛采用的閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)方式加以分析,。由于離心泵的并,、串聯(lián)操作目的在于提高壓頭或流量,在化工領(lǐng)域運(yùn)用不多,其能耗可以結(jié)合圖2進(jìn)行分析,,方法基本相同,。 1閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗 離心泵運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)輸入泵軸的功率N為: N=vQH/η 式中N——軸功率,,w,; Q——水泵的有效壓頭,m,; H——水泵的實(shí)際流量,,m3/s; v——水泵流體比重,,N/m3,; η——水泵的效率。 當(dāng)用閥門調(diào)節(jié)流量從Q1到Q2,,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為: NA2=vQ2H2/η vQ2H3——實(shí)際有用功率,,W; vQ2H2-H3——閥門上損耗得功率,,W,; vQ2H21/η-1——離心泵損失的功率,W,。 2變速調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗 在進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到離心泵的比例定律,,根據(jù)其應(yīng)用條件,以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內(nèi),,且離心泵本身效率的變化不大[3],。用電動(dòng)機(jī)變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時(shí),在工作點(diǎn)A3泵消耗的軸功率為: NA3=vQ2H3/η 同樣經(jīng)變換可得: NA3=vQ2H3+vQ2H31/η-1(2) 式中vQ2H3——實(shí)際有用功率,,W,; vQ2H31/η-1——離心泵損失的功率,W,。 三、結(jié)論 對(duì)于目前離心泵通用的出口閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種主要流量調(diào)節(jié)方式,,水泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)約的能耗比出口閥門調(diào)節(jié)大得多,,這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對(duì)比分析看出。通過離心泵的流量與揚(yáng)程的關(guān)系圖,,可以更為直觀的反映出兩種調(diào)節(jié)方式下的能耗關(guān)系,。通過水泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大時(shí),,變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效率也越大,,即閥門調(diào)節(jié)損耗功率越大,但是,,泵變速過大時(shí)又會(huì)造成泵效率降低,,超出水泵比例定律范圍,,因此,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該從多方面考慮,,在二者之間綜合出*的流量調(diào)節(jié)方法,。 為何離心泵啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥? 因離心泵啟動(dòng)時(shí),,泵的出口管路內(nèi)還沒水,,因此還不存在管路阻力和提升高度阻力,在泵啟動(dòng)后,,泵揚(yáng)程很低,,流量很大,此時(shí)泵電機(jī)(軸功率)輸出很大(據(jù)泵性能曲線),,很容易超載,,就會(huì)使泵的電機(jī)及線路損壞,因此啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥,,才能使泵正常運(yùn)行 |