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調(diào)節(jié)離心泵流量的常用方法有哪幾種
點(diǎn)擊次數(shù):25772 更新時(shí)間:2010-05-15

離心泵常用調(diào)節(jié)方法分析

離心泵在水利、化工等行業(yè)利用十分廣泛,對(duì)其工況點(diǎn)的選擇和能耗的分析也日益受到器重。所謂工況點(diǎn),是指水泵裝置在某瞬時(shí)的實(shí)際出水量、揚(yáng)程、軸功率、效率以及吸上真空高度等,它表現(xiàn)了水泵的工作才能。通常,離心泵的流量、壓頭可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致,或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝請(qǐng)求產(chǎn)生變更,需要對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)在質(zhì)是轉(zhuǎn)變離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設(shè)計(jì)階段離心泵選型的準(zhǔn)確與否以外,離心泵實(shí)際應(yīng)用中工況點(diǎn)的選擇也將直接影響到用戶(hù)的能耗和本錢(qián)用度。因此,如何公平地轉(zhuǎn)變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。 
離心泵的工作原理是把電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被晉升液體的動(dòng)能和勢(shì)能,是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程。根據(jù)這一特點(diǎn)可知,
離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上的,只要兩者之一的情況產(chǎn)生變更,其工況點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移。工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)變由兩方面引起:一.管道系統(tǒng)特征曲線(xiàn)轉(zhuǎn)變,如閥門(mén)節(jié)流;二.水泵本身的特征曲線(xiàn)轉(zhuǎn)變,如變頻調(diào)速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
下面就這幾種方法進(jìn)行分析和比擬: 

一、閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)離心泵流量
轉(zhuǎn)變
離心泵流量zui簡(jiǎn)略的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門(mén)的開(kāi)度,而離心泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速),實(shí)在質(zhì)是轉(zhuǎn)變管路特征曲線(xiàn)的地位來(lái)轉(zhuǎn)變泵的工況點(diǎn)。如圖1所示,水泵特征曲線(xiàn)Q-H與管路特征曲線(xiàn)Q-∑h的交點(diǎn)A為閥門(mén)全開(kāi)時(shí)水泵的極限工況點(diǎn)。關(guān)小閥門(mén)時(shí),管道局部阻力增加,離心泵工況點(diǎn)向左移至B點(diǎn),相應(yīng)流量減少。閥門(mén)全關(guān)時(shí),相當(dāng)于阻力無(wú)限大,流量為零,此時(shí)管路特征曲線(xiàn)與縱坐標(biāo)重合。  從圖1可看出,以關(guān)小閥門(mén)來(lái)把持流量時(shí),離心泵本身的供水才能不變,揚(yáng)程特征不變,管阻特征將隨閥門(mén)開(kāi)度的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變。這種方法把持簡(jiǎn)便、流量持續(xù),可以在某一zui大流量與零之間隨便調(diào)節(jié),且無(wú)需額外投資,實(shí)用處合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以耗費(fèi)離心泵的過(guò)剩能量(圖中暗影部分)來(lái)保持必定的供應(yīng)量,離心泵的效率也將隨之降落,經(jīng)濟(jì)上不太公平。 

二、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)離心泵流量  
工況點(diǎn)偏離區(qū)是
離心泵需要調(diào)速的基礎(chǔ)條件。當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變時(shí),閥門(mén)開(kāi)度保持不變(通常為zui大開(kāi)度),管路系統(tǒng)特征不變,而供水才能和揚(yáng)程特征隨之轉(zhuǎn)變。如圖2所示,A為離心泵平衡工況點(diǎn)(也稱(chēng)工作點(diǎn)),對(duì)應(yīng)效率ηa。欲減小流量,可將轉(zhuǎn)速下降,此時(shí)工況點(diǎn)為B,對(duì)應(yīng)效率ηb,水泵仍處于區(qū)內(nèi)。假如采用閥門(mén)節(jié)流的方法來(lái)調(diào)節(jié),則工況點(diǎn)為C,對(duì)應(yīng)效率為ηc,離心泵的效率降落。由此可見(jiàn),在所需流量小于額定流量的情況下,變頻調(diào)速時(shí)的揚(yáng)程比閥門(mén)節(jié)流小,所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門(mén)節(jié)流小,圖2中的暗影部分表現(xiàn)的就是變頻調(diào)速所節(jié)儉的供水功率。 很顯然,與閥門(mén)節(jié)流相比,變頻調(diào)速的節(jié)能后果很突出,離心泵的工作效率更高。另外,采用變頻調(diào)速后,不僅有利于下降離心泵產(chǎn)生汽蝕的可能性,而且還可以通過(guò)對(duì)升速/降速時(shí)間的預(yù)置來(lái)延伸開(kāi)機(jī)/停機(jī)過(guò)程,使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小,從而在很大程度上打消了損壞性的水錘效應(yīng),大大延伸了水泵和管道系統(tǒng)的壽命。 
事實(shí)上,變頻調(diào)速也有局限性,除了投資較大、保護(hù)本錢(qián)較高外,當(dāng)水泵變速過(guò)大時(shí)會(huì)造成效率降落,超出泵比例定律范疇,不可能無(wú)限制調(diào)速。 

三、切削葉輪調(diào)節(jié)離心泵流量  
當(dāng)轉(zhuǎn)速必定時(shí),泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對(duì)同一型號(hào)的泵,可采用切削法轉(zhuǎn)變泵的特征曲線(xiàn)。設(shè)
離心泵原葉輪直徑為D、流量為Q、揚(yáng)程為H、功率為P,切削后的葉輪直徑為D′、流量為Q′、揚(yáng)程為H′、功率為P′,則其相互關(guān)系為:   
上述三式統(tǒng)稱(chēng)為
離心泵的切削定律。切削定律是建立在大批感性實(shí)驗(yàn)材料基礎(chǔ)上的,它認(rèn)為假如葉輪的切削量把持在必定限度內(nèi)(此切削*與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)),則切削前后離心泵相應(yīng)的效率可視為不變。切削葉輪是轉(zhuǎn)變水泵性能的一種簡(jiǎn)便易行的措施,即所謂變徑調(diào)節(jié),它在必定程度上解決了水泵類(lèi)型、規(guī)格的有限性與供水對(duì)象請(qǐng)求的多樣性之間的抵觸,擴(kuò)大了水泵的應(yīng)用范疇。當(dāng)然,切削葉輪屬不可逆過(guò)程,用戶(hù)必需經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確盤(pán)算并衡量經(jīng)濟(jì)公平性后方可實(shí)行。 

四、
離心泵串聯(lián)和并聯(lián)調(diào)節(jié)離心泵流量  
離心泵串聯(lián)是指一臺(tái)泵的出口向另一臺(tái)泵的進(jìn)口輸送流體。以zui簡(jiǎn)略的兩臺(tái)雷同型號(hào)、雷同性能的離心泵串聯(lián)為例:如圖3所示,串聯(lián)性能曲線(xiàn)相當(dāng)于單泵性能曲線(xiàn)的揚(yáng)程在流量雷同的情況下迭加起來(lái),串聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程都比單泵工作點(diǎn)B的大,但均達(dá)不到單泵時(shí)的2倍,這是由于泵串聯(lián)后一方面揚(yáng)程的增加大于管路阻力的增加,致使充裕的揚(yáng)程促使流量增加,另一方面流量的增加又使阻力增加,克制了總揚(yáng)程的升高。  離心泵串聯(lián)運(yùn)行時(shí),必需留心后一臺(tái)泵是否能夠蒙受升壓。啟動(dòng)前每臺(tái)泵的出口閥都要封閉,然后次序開(kāi)啟泵和閥門(mén)向外供水。 
離心泵并聯(lián)是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的泵向同一壓力管路輸送流體,其目標(biāo)是在壓頭雷同時(shí)增加流量。仍然以zui簡(jiǎn)略的兩臺(tái)雷同型號(hào)、雷同性能的離心泵并聯(lián)為例:如圖4所示,并聯(lián)性能曲線(xiàn)相當(dāng)于單泵性能曲線(xiàn)的流量在揚(yáng)程相等的情況下迭加起來(lái),并聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程均比單泵工作點(diǎn)B的大,但考慮管阻因素,同樣達(dá)不到單泵時(shí)的2倍。 
假如純粹以增加流量為目標(biāo),那么畢竟采用并聯(lián)還是串聯(lián)應(yīng)當(dāng)取決于管路特征曲線(xiàn)的平坦程度,管路特征曲線(xiàn)越平坦,并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運(yùn)行時(shí)的2倍,從而比串聯(lián)時(shí)的流量更大,更有利于運(yùn)作。 

五、調(diào)節(jié)離心泵流量結(jié) 論 
閥門(mén)節(jié)流固然會(huì)造成能量的喪失和浪費(fèi),但在一些簡(jiǎn)略場(chǎng)合仍不失為一種快速易行的流量調(diào)節(jié)方法;變頻調(diào)速因其節(jié)能后果好、主動(dòng)化程度高而越來(lái)越受到用戶(hù)的青睞;切削葉輪一般多用于凈水泵,由于轉(zhuǎn)變了泵的結(jié)構(gòu),通用性較差;水泵串聯(lián)和并聯(lián)只實(shí)用于單臺(tái)泵不能滿(mǎn)足輸送任務(wù)的情況,而且串聯(lián)或并聯(lián)的臺(tái)數(shù)過(guò)多反而不經(jīng)濟(jì)。在實(shí)際利用時(shí)應(yīng)從多方面考慮,在各種流量調(diào)節(jié)方法之中綜合出*計(jì)劃,確保
離心泵的運(yùn)行。

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