點擊:發布(bu)日期:2022/6/29
通過離心泵(bèng)與管路系統的特(te)性曲線圖分析了(le)離心💘泵🍉流🌈量調節(jie)的幾種主要方式(shi):出口閥門調節、泵(bèng)變速調節和泵的(de)串、并聯⚽調節。用特(te)性曲線圖分析了(le)出口🚶閥門調節和(hé)泵變速調節兩種(zhong)方式的能耗損失(shi),并進行了對比,指(zhǐ)出離心泵用變速(su)調節流量比用出(chū)口閥門調節流量(liang)可以更好的⭐節約(yue)能耗,且節能效率(lǜ)與流量變化大小(xiao)有關。在實際應用(yòng)時應⛱️該注意變速(su)調節的範圍,才能(neng)更好的應用離心(xīn)泵🔞變🐆速調節。
離心(xīn)泵是廣泛應用于(yu)化工工業系統的(de)一種通用❗流體💔機(jī)械。它具有性能适(shì)應範圍廣(包括流(liu)量、壓頭及對輸送(sòng)介質性質的适應(yīng)性)、體積小、結構簡(jian)單、操作容易♊、操作(zuo)費用低等諸多優(you)點。通常🐆,所選離心(xin)泵的流量、壓頭可(ke)能會💘和管路中要(yào)求的不一緻,或由(you)♈于生産任務、工藝(yì)要求發生變化,此(cǐ)時都要求對泵進(jìn)行流量調節✨,實質(zhì)是改變離心泵的(de)工作點。離心泵的(de)工作💋點是由泵的(de)特性曲線和管路(lu)系統特性曲🏃線共(gong)同決定的,因此,改(gai)變任何一個的特(te)性曲線都可以達(dá)到流量調節的目(mu)的。目前,離心泵的(de)🌐流量調節方式主(zhu)要有調節閥控制(zhi)、變速控制以及泵(beng)的并、串聯調節♉等(deng)。由于各種調節方(fāng)式的原理不同,除(chú)有自💔己的優缺點(diǎn)外,造成的能⭐量損(sun)耗也不一樣,為了(le)尋求*、能耗最小、最(zui)節能的流量調節(jie)方式,必須全面地(di)了解離心泵的流(liú)量調節方式♌與能(néng)耗之間💔的關系。
1、泵(bèng)流量調節的主要(yào)方式
1.1 改變管路特(tè)性曲線
改變離心(xīn)泵流量最簡單的(de)方法就是利用泵(bèng)出口閥門👨❤️👨的💰開度(du)來控制,其實質是(shi)改變管路特性曲(qǔ)線的位置來💋改變(bian)泵的工作點。
1.2 改變(biàn)離心泵特性曲線(xian)
根據比例定律和(he)切割定律,改變泵(bèng)的轉速、改變泵結(jie)構(如切削葉輪外(wai)徑法等)兩種方法(fa)都能改變離心泵(beng)的特性曲🔴線,從而(ér)達到調節流量(同(tong)時改變壓頭)的目(mu)的。但是對于已經(jing)工作的泵,改變泵(bèng)結構的方法不太(tai)方便,并且由于改(gǎi)變⭐了泵的結🙇🏻構,降(jiang)低了泵的通用性(xìng),盡管它在某💁些時(shí)候調節流量經濟(ji)方便[1],在生産中也(ye)很少采用。這裡僅(jǐn)分析改變離心泵(bèng)的轉速調節流量(liàng)的方法。從圖1中分(fen)析,當改變泵轉速(sù)調節流量從Q1下降(jiàng)🐇到Q2時,泵的轉速(或(huo)電機轉速)從n1下降(jiàng)到n2,轉速為n2下泵的(de)特性曲線Q-H與管路(lu)特性曲線He=H0+G1Qe2(管路特(tè)曲線不變化)交于(yú)點A3(Q2,H3),點A3為通過調速(su)調節流🛀🏻量後新的(de)工作點。此調節🚩方(fang)法調節效果明顯(xiǎn)、快捷🐕、安全♌可靠,可(kě)以延長泵使用壽(shòu)命,節約電能,另外(wài)降低轉速運行還(hái)能有效的降低離(lí)👣心泵的☁️汽蝕餘量(liàng)NPSHr,使泵遠離汽蝕👄區(qu),減💋小離心泵發生(sheng)汽蝕的可能性[2]。缺(que)點是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變(biàn)頻技術來改變原(yuan)動機(通常是電動(dong)機)的轉速,原理複(fú)雜,投資較大,且流(liu)量調節範圍小。
1.3 泵(bèng)的串、并連調節方(fang)式
當單台離心泵(beng)不能滿足輸送任(rèn)務時,可以采用離(lí)心🚩泵的🚶♀️并聯或串(chuan)聯操作。用兩台相(xiàng)同型号的離心泵(bèng)并聯,雖💃然壓頭變(bian)化不大,但加大了(le)總的輸送流量,并(bìng)聯☀️泵的總♍效率與(yǔ)單台泵的效率相(xiàng)同;離心泵串聯時(shi)總的壓頭增💰大,流(liu)量變化不大,串🍉聯(lian)泵的總🈲效率與單(dan)台⚽泵效率相同。
2、不(bú)同調節方式下泵(bèng)的能耗分析
在對(duì)不同調節方式下(xia)的能耗分析時,文(wen)章僅針對目🚶♀️前廣(guang)泛采🐇用的閥門調(diao)節和泵變轉速調(diao)節兩種🈲調節方式(shì)加以分析🔞。由于🌈離(li)心泵的并、串聯操(cao)作目的在于提高(gāo)壓頭或流量,在化(huà)工領域運用不多(duo),其能耗可以結合(he)圖2進行分析,方法(fa)基本相同。
2.1 閥門調(diào)節流量時的功耗(hào)
離心泵運行時,電(diàn)動機輸入泵軸的(de)功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸功(gōng)率,w;
Q——泵的有效壓頭(tou),m;
H——泵的實際流量,m3/s;
v——流(liú)體比重,N/m3;
η——泵的效率(lǜ)。
當用閥門調節流(liu)量從Q1到Q2,在工作點(dian)A2消耗的軸功率🚩為(wéi):
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功率,W;
vQ2(H2-H3)——閥(fá)門上損耗得功率(lǜ),W;
vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功(gong)率,W。
2.2 變速調節流量(liàng)時的功耗
在進行(hang)變速分析時因要(yào)用到離心泵的比(bǐ)例定律,根據其應(ying)用條件,以下分析(xī)均指離心泵的變(biàn)速範圍在±20%内,且離(li)心泵本身效💚率的(de)變化不大[3]。用電動(dòng)機變速調節流量(liang)到流量💰Q2時,在工作(zuo)點A3泵消耗的軸功(gōng)✌️率為:
NA3=vQ2H3/η
同樣經變換(huan)可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中 vQ2H3——實際有(you)用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心泵損(sǔn)失的功率,W。
2.3 能耗對(dui)比分析
3、結論
對于(yu)目前離心泵通用(yong)的出口閥門調節(jie)和泵變轉速🔞調😍節(jiē)兩種主要流量調(diào)節方式,泵變轉速(sù)調節節約的能耗(hào)比出口閥門調節(jiē)大得多,這點可以(yi)從兩者的功耗分(fen)析和功耗對比分(fen)析看出。通過離心(xīn)泵㊙️的流量與🏃🏻♂️揚程(chéng)的關系圖,可以更(gèng)為直觀的反映出(chū)兩種調節方式下(xià)的能耗關系。通過(guo)泵變速調節來減(jiǎn)小流量還有利于(yú)降低離心泵發生(shēng)汽蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大時(shi),變🥵速調節的節能(neng)效率也越大,即閥(fá)門調節損耗功率(lǜ)越大,但是,泵變速(sù)過大時又會造成(cheng)泵效率降低,超出(chu)泵比例定律範圍(wei),因此,在實際應用(yòng)時應該從多方面(mian)考慮,在二📞者之間(jian)綜合出*的流量調(diào)節方法。