離心泵在水利、化工等職業(yè)運用十分廣泛,對其工況點(diǎn)的挑選和能耗的分析也日益遭到重視。所謂工況點(diǎn),是指水泵設備在某瞬時(shí)的實(shí)踐出水量、揚程、軸功率、功率以及吸上真空高度等,它表明了水泵的作業(yè)才干。一般,離心泵的流量、壓頭可能會(huì )與管路系統不一致,或因為生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求產(chǎn)生變化,需求對泵的流量進(jìn)行調度,其實(shí)質(zhì)是改動(dòng)離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設計階段離心泵選型的正確與否以外,離心泵實(shí)踐運用中工況點(diǎn)的挑選也將直接影響到用戶(hù)的能耗和本錢(qián)費用。因而,怎么合理地改動(dòng)離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。
離心泵的作業(yè)原理是把電動(dòng)機高速旋轉的機械能轉化為被進(jìn)步液體的動(dòng)能和勢能,是一個(gè)能量傳遞和轉化的進(jìn)程。根據這一特點(diǎn)可知,離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統能量供求關(guān)系的平衡上的,只需兩者之一的情況產(chǎn)生變化,其工況點(diǎn)就會(huì )搬運。工況點(diǎn)的改動(dòng)由兩方面引起:一.管道系統特性曲線(xiàn)改動(dòng),如閥門(mén)節約;二.水泵本身的特性曲線(xiàn)改動(dòng),如變頻調速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
下面就這幾種辦法進(jìn)行分析和比較:
01
閥門(mén)節約
改動(dòng)離心泵流量最簡(jiǎn)略的辦法便是調度泵出口閥門(mén)的開(kāi)度,而水泵轉速保持不變(一般為額定轉速),其實(shí)質(zhì)是改動(dòng)管路特性曲線(xiàn)的方位來(lái)改動(dòng)泵的工況點(diǎn)。關(guān)小閥門(mén)時(shí),管道部分阻力增加,水泵工況點(diǎn)向左移,相應流量削減。閥門(mén)全關(guān)時(shí),相當于阻力無(wú)限大,流量為零,此刻管路特性曲線(xiàn)與縱坐標重合。當關(guān)小閥門(mén)來(lái)控制流量時(shí),水泵本身的供水才干不變,揚程特性不變,管阻特性將隨閥門(mén)開(kāi)度的改動(dòng)而改動(dòng)。這種辦法操作簡(jiǎn)練、流量接連,能夠在某一最大流量與零之間隨意調度,且無(wú)需額定出資,適用場(chǎng)合很廣。但節約調度是以耗費離心泵的多余能量, 來(lái)保持必定的供給量,離心泵的功率也將隨之下降,經(jīng)濟上不太合理。
02
變頻調速
工況點(diǎn)違背高效區是水泵需求調速的基本條件。當水泵的轉速改動(dòng)時(shí),閥門(mén)開(kāi)度保持不變(一般為最大開(kāi)度),管路系統特性不變,而供水才干和揚程特性隨之改動(dòng)。
在所需流量小于額定流量的情況下,變頻調速時(shí)的揚程比閥門(mén)節約小,所以變頻調速所需的供水功率也比閥門(mén)節約小。很顯然,與閥門(mén)節約相比,變頻調速的節能作用很突出,離心泵的作業(yè)功率更高。別的,選用變頻調速后,不僅有利于下降離心泵產(chǎn)生汽蝕的可能性,并且還能夠經(jīng)過(guò)對升速/降速時(shí)間的預置來(lái)延伸開(kāi)機/停機進(jìn)程,使動(dòng)態(tài)轉矩大為減小,從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應,大大延伸了水泵和管道系統的壽數。
事實(shí)上,變頻調速也有局限性,除了出資較大、維護本錢(qián)較高外,當水泵變速過(guò)大時(shí)會(huì )形成功率下降,超出泵比例規則規劃,不可能無(wú)限制調速。
03
切削葉輪
當轉速一守時(shí),泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對同一類(lèi)型的泵,可選用切削法改動(dòng)泵的特性曲線(xiàn)。
切削規則是建立在許多理性試驗資料基礎上的,它認為假如葉輪的切削量控制在必定極限內(此切削定量與水泵的比轉數有關(guān)),則切削前后水泵相應的功率可視為不變。切削葉輪是改動(dòng)水泵功用的一種簡(jiǎn)練易行的辦法,即所謂變徑調度,它在必定程度上處理了水泵類(lèi)型、規范的有限性與供水目標要求的多樣性之間的矛盾,擴大了水泵的運用規劃。當然,切削葉輪屬不可逆進(jìn)程,用戶(hù)有必要經(jīng)過(guò)準確計算并衡量經(jīng)濟合理性后方可施行。
04
水泵串聯(lián)和并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺泵的出口向另一臺泵的進(jìn)口運送流體。以最簡(jiǎn)略的兩臺相同類(lèi)型、相同功用的離心泵串聯(lián)為例:如圖3所示,串聯(lián)功用曲線(xiàn)相當于單泵功用曲線(xiàn)的揚程在流量相同的情況下迭加起來(lái),串聯(lián)作業(yè)點(diǎn)A的流量和揚程都比單泵作業(yè)點(diǎn)B的大,但均達不到單泵時(shí)的2倍,這是因為泵串聯(lián)后一方面揚程的增加大于管路阻力的增加,致使充裕的揚程促使流量增加,另一方面流量的增加又使阻力增加,克制了總揚程的升高。水泵串聯(lián)工作時(shí),有必要留意后一臺泵是否能夠承受升壓。啟動(dòng)前每臺泵的出口閥都要封閉,然后順序敞開(kāi)泵和閥門(mén)向外供水。
水泵并聯(lián)是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路運送流體,其意圖是在壓頭相一起增加流量。依然以最簡(jiǎn)略的兩臺相同類(lèi)型、相同功用的離心泵并聯(lián)為例,并聯(lián)功用曲線(xiàn)相當于單泵功用曲線(xiàn)的流量在揚程相等的情況下迭加起來(lái),并聯(lián)作業(yè)點(diǎn)A的流量和揚程均比單泵作業(yè)點(diǎn)B的大,但考慮管阻要素,同樣達不到單泵時(shí)的2倍。
假如樸實(shí)以增加流量為意圖,那么畢竟選用并聯(lián)仍是串聯(lián)應當取決于管路特性曲線(xiàn)的平整程度,管路特性曲線(xiàn)越平整,并聯(lián)后的流量就越接近于單泵工作時(shí)的2倍,從而比串聯(lián)時(shí)的流量更大,更有利于運作。
05
結論
閥門(mén)節約雖然會(huì )形成能量的損失和糟蹋,但在一些簡(jiǎn)略場(chǎng)合仍不失為一種快速易行的流量調度辦法;變頻調速因其節能作用好、自動(dòng)化程度高而越來(lái)越遭到用戶(hù)的喜歡;切削葉輪一般多用于清水泵,因為改動(dòng)了泵的結構,通用性較差;水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺泵不能滿(mǎn)意運送任務(wù)的情況,并且串聯(lián)或并聯(lián)的臺數過(guò)多反而不經(jīng)濟。在實(shí)踐運用時(shí)應從多方面考慮,在各種流量調度辦法之中綜合出最佳方案,保證離心泵的高效工作。