點擊(jī):發布日(rì)期:2022/6/29
泵是(shì)耗能大(dà)戶。據專(zhuan)家估計(jì),約占世(shì)界總能(neng)耗的20%。在(zai)石油和(hé)化工工(gong)業中更(gèng)分别高(gāo)達59%和26%。因(yin)此,泵的(de)節能是(shi)一項意(yì)📧義深遠(yuan)、潛力巨(ju)大、經濟(jì)效益和(hé)社會效(xiào)益十分(fen)顯著的(de)大事。過(guò)去,離心(xīn)泵♌的調(diào)節,普遍(biàn)采用閥(fá)門控制(zhì)和啟閉(bi)旁通等(děng)方法,能(néng)量損失(shi)很大。随(sui)着變頻(pin)技術工(gōng)業應用(yong)的發展(zhǎn),變速調(diao)節不僅(jin)方便,而(er)且經濟(jì)上也呈(cheng)現合理(li)。
摘要:
通(tōng)過離心(xīn)泵與管(guǎn)路系統(tǒng)的特性(xìng)曲線圖(tu)分析了(le)離❗心泵(bèng)流量調(diao)節的幾(ji)種主要(yào)方式:出(chū)口閥門(men)調節、泵(beng)變速調(diao)節和泵(beng)🚩的串✂️、并(bing)聯調節(jiē)。用特性(xing)曲線圖(tu)分析了(le)出口閥(fá)門調節(jiē)和泵變(biàn)速調節(jie)兩種方(fang)式的能(neng)耗損失(shī),并進行(hang)了對比(bǐ),指出離(li)心泵用(yong)變速調(diào)節流量(liang)❗比用出(chū)口閥門(mén)調節流(liú)量🈲可以(yǐ)更好的(de)🚩節約能(neng)耗,且節(jie)能效率(lǜ)與流量(liàng)變化大(da)小有關(guan)。在實際(jì)應用時(shi)應該注(zhù)意變🚶速(sù)調節的(de)範圍,才(cái)能更好(hǎo)🧡的應用(yòng)離心泵(beng)變🙇🏻速調(diào)節。
離心(xīn)泵是廣(guang)泛應用(yòng)于化工(gong)工業系(xì)統的一(yī)種通用(yong)🔴流體機(ji)械。它具(ju)有性能(neng)适應範(fan)圍廣(包(bāo)括流量(liang)、壓頭及(jí)對💁輸送(sòng)介質性(xing)質的适(shi)應性)、體(tǐ)積小、結(jie)構簡單(dan)、操作容(róng)易、操作(zuo)費用低(dī)等諸多(duo)優點。通(tong)常,所選(xuǎn)離心泵(bèng)的流量(liang)、壓頭可(ke)能會和(hé)管路中(zhōng)要求的(de)不一緻(zhì),或由于(yu)生産任(ren)務、工藝(yì)要求發(fā)生變化(hua),此時都(dou)要求對(dui)泵進行(hang)流量調(diao)節,實質(zhi)是改變(biàn)離心泵(bèng)的工作(zuò)點。離心(xin)泵的工(gōng)作點是(shi)由泵的(de)特性曲(qǔ)線和🔞管(guan)路系統(tong)特性曲(qǔ)線共同(tóng)決定的(de),因此,改(gai)變任何(hé)一個🍉的(de)特性曲(qu)線都可(kě)以達到(dao)流量調(diào)節♻️的目(mu)的。目前(qian),離心泵(beng)的流量(liàng)☎️調節方(fang)式主要(yao)有調節(jie)閥控制(zhi)、變速控(kòng)制以及(ji)泵的并(bing)、串聯調(diao)節💛等。由(you)于各種(zhǒng)調節方(fāng)式的原(yuán)理不同(tóng),除㊙️有自(zi)💯己的優(you)缺點外(wai),造成的(de)能量損(sǔn)耗也不(bú)一樣,為(wei)了尋求(qiú)*、能耗最(zuì)小、最節(jiē)能的流(liú)量調節(jie)方式,必(bì)須全面(mian)地了解(jiě)離心🤞泵(beng)的流量(liang)調節方(fang)式與能(néng)耗之間(jian)的關系(xi)。
1 泵流量(liàng)調節的(de)主要方(fāng)式
1.1 改變(biàn)管路特(tè)性曲線(xiàn)
改變離(li)心泵流(liú)量最簡(jian)單的方(fang)法就是(shì)利用泵(beng)出口閥(fa)門的開(kai)度來控(kòng)制,其實(shi)質是改(gǎi)變管路(lu)特性曲(qǔ)線的位(wei)置來改(gai)變泵的(de)工作點(diǎn)。
1.2 改變離(lí)心泵特(tè)性曲線(xian)
根據比(bǐ)例定律(lü)和切割(ge)定律,改(gǎi)變泵的(de)轉速、改(gǎi)變泵結(jie)構(如切(qiē)🥵削葉輪(lún)外徑法(fǎ)等)兩種(zhǒng)方法都(dōu)能改變(biàn)離心泵(beng)🚶的特🏃♀️性(xìng)曲線,從(cóng)‼️而達到(dao)調節流(liu)量(同時(shi)改變壓(yā)頭)的目(mu)的。但是(shi)對于已(yǐ)經工作(zuò)的泵,改(gai)❗變泵結(jié)構的方(fāng)法不太(tài)方便,并(bing)且由于(yú)改變了(le)泵的結(jié)🈲構,降低(di)了✂️泵的(de)通用性(xìng)♋,盡管它(ta)在某💃些(xiē)時候調(diao)節流量(liang)經濟方(fāng)便1,在生(sheng)産中✍️也(ye)很少采(cai)用。這裡(li)僅分析(xi)改變離(li)心泵的(de)轉速調(diao)🌈節流量(liang)的方法(fa)❄️。從圖1中(zhong)分析,當(dang)改變泵(bèng)轉速調(diào)節流量(liàng)從Q1下降(jiang)🈲到Q2時,泵(beng)的轉速(sù)(或電機(ji)轉速)從(cong)n1下降到(dao)n2,轉速為(wei)n2下泵的(de)特性曲(qu)線Q-H與管(guan)路特性(xing)曲線He=H0+G1Qe2(管(guan)路特曲(qǔ)線不變(bian)化)交于(yú)點A3(Q2,H3),點A3為(wéi)通過調(diào)速調節(jiē)流量後(hòu)新的工(gong)作點。此(cǐ)調節方(fang)👣法調節(jie)效果明(ming)顯、快捷(jie)、安全❓可(kě)靠,可以(yi)延長泵(bèng)使用壽(shou)命,節約(yuē)電能,另(ling)外降低(dī)轉速運(yun)💃行還能(néng)有效的(de)降低離(li)心泵的(de)👅汽蝕餘(yu)量NPSHr,使泵(bèng)遠離汽(qì)蝕區,減(jiǎn)小離心(xin)泵發生(shēng)汽蝕的(de)可能🏃性(xing)2。缺點是(shì)改變泵(beng)的轉速(sù)需要有(yǒu)💃通過變(bian)頻技術(shu)來改變(biàn)原動機(ji)(通常是(shì)電動機(jī))的轉速(sù),原理複(fú)雜,投資(zī)較大,且(qiě)流量調(diao)節範圍(wéi)小。
1.3 泵的(de)串、并連(lian)調節方(fang)式
當單(dan)台離心(xīn)泵不能(néng)滿足輸(shu)送任務(wù)時,可以(yi)采用離(lí)🌈心泵的(de)并聯或(huo)串聯操(cao)作。用兩(liǎng)台相同(tóng)型号的(de)離心泵(beng)并聯,雖(suī)然壓頭(tóu)變化不(bu)大,但加(jiā)大了總(zong)的輸送(song)流量,并(bìng)聯泵的(de)總效率(lǜ)與單台(tái)泵的效(xiao)率相同(tóng);離心泵(beng)串聯時(shí)總的壓(ya)頭增大(da),流量變(bian)🛀化不大(dà),串聯泵(beng)的總效(xiao)率與單(dan)台泵效(xiao)率相同(tóng)。
2 不同調(diao)節方式(shi)下泵的(de)能耗分(fen)析
在對(duì)不同調(diao)節方式(shi)下的能(néng)耗分析(xi)時,文章(zhang)僅針對(dui)目前廣(guǎng)泛采用(yòng)的閥門(men)調節和(he)泵變轉(zhuǎn)速調節(jie)兩種調(diào)節🐪方式(shi)☔加以分(fen)析。由于(yú)⁉️離心泵(bèng)的并、串(chuan)聯操作(zuo)目的在(zài)于提高(gao)壓頭或(huò)流量,在(zài)化工領(lǐng)域運用(yong)不多,其(qi)能耗可(ke)以❓結合(hé)圖2進行(hang)分析,方(fāng)法基本(ben)相⛱️同。
2.1 閥(fá)門調節(jie)流量時(shi)的功耗(hao)
離心泵(bèng)運行時(shi),電動機(ji)輸入泵(beng)軸的功(gong)率N為:
N=vQH/η
式(shì)中N——軸功(gong)率,w;
Q——泵的(de)有效壓(yā)頭,m;
H——泵的(de)實際流(liu)量,m3/s;
v——流體(tǐ)比重,N/m3;
η——泵(beng)的效率(lǜ)。
當用閥(fa)門調節(jiē)流量從(cóng)Q1到Q2,在工(gōng)作點A2消(xiao)耗的軸(zhou)功率為(wéi):
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有(yǒu)用功率(lǜ),W;
vQ2(H2-H3)——閥門上(shàng)損耗得(de)功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——離(li)心泵損(sun)失的功(gong)率,W。
2.2 變速(su)調節流(liú)量時的(de)功耗
在(zai)進行變(biàn)速分析(xī)時因要(yào)用到離(lí)心泵的(de)比例定(dìng)律,根據(ju)👉其🌈應用(yòng)條件,以(yǐ)下分析(xī)均指離(lí)心泵的(de)變速範(fàn)圍在🈲±20%内(nei),且離心(xin)泵本身(shen)效率的(de)變化不(bú)大3。用電(dian)動機變(biàn)速調⭕節(jiē)流量到(dao)流量🐅Q2時(shí),在工☔作(zuo)點A3泵消(xiāo)耗的軸(zhou)功率為(wei):
NA3=vQ2H3/η
同樣經(jing)變換可(ke)得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中(zhong) vQ2H3——實際有(you)用功率(lǜ),W;
vQ2H3(1/η-1)——離心泵(bèng)損失的(de)功率,W。
2.3 能(néng)耗對比(bǐ)分析
3 結(jie)論
對于(yú)目前離(li)心泵通(tōng)用的出(chū)口閥門(men)調節和(he)泵變轉(zhuan)速調🏃節(jiē)兩種主(zhǔ)要流量(liàng)調節方(fang)式,泵變(bian)轉速調(diào)節節約(yue)的能耗(hào)🌈比出口(kou)閥門調(diao)節大得(de)多,這點(dian)可以從(cóng)兩者的(de)功耗分(fen)析和功(gōng)耗對比(bǐ)分⭐析看(kan)出。通過(guò)離心泵(beng)的流量(liang)與揚程(cheng)的關系(xì)圖,可以(yǐ)更為直(zhi)觀的反(fan)映出兩(liang)種調節(jie)方式下(xia)的能耗(hào)關系。通(tong)過泵變(biàn)速調節(jie)來減小(xiao)流量還(hai)有利于(yú)降低離(li)心泵發(fā)生汽蝕(shi)的可能(neng)性。當流(liú)量❄️減小(xiao)越大時(shi),變速調(diao)節的節(jiē)能效率(lü)也越大(dà),即閥門(men)調節損(sǔn)耗☀️功率(lü)越大,但(dàn)是,泵變(bian)速過大(dà)時又會(huì)造成🈲泵(beng)效率降(jiàng)低,超出(chu)泵🚶比例(li)定律範(fan)圍,因此(ci)🚶♀️,在實際(jì)應用時(shí)應該從(cóng)多方面(miàn)考慮,在(zài)二者之(zhī)間綜🏒合(he)出*的流(liu)量調節(jie)方法。