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      離心泵幾種流量調節方式的能耗分析


      字數:1593字 來源:上海離心泵廠 作者:離心泵流量調節助手 發布時間:2019-08-27 16:49:10 閱讀次數:
      導讀:離心泵是一種廣泛應用于冶金、化肥、化工、礦山、制藥等領域的通用流體機械。其特點是體積小巧、結構簡單、操作簡易、性能參數范圍廣(包括流量、揚程及對輸送流體的介質)等諸...

        離心泵是一種廣泛應用于冶金、化肥、化工、礦山、制藥等領域的通用流體機械。其特點是體積小巧、結構簡單、操作簡易、性能參數范圍廣(包括流量、揚程及對輸送流體的介質)等諸多優點。通常離心泵的流量、揚程可能與管道的設計中要求的不同,或者由于生產與工藝發生變化,這時就要對離心泵的流量進行調節,改變離心泵的流量。流量點是由離心泵的性能曲線決定的,因此,改變性能曲線都可以達到流量調節的目的。

        離心泵的流量調節形式主要有閥門控制、變頻變速控制以及并串聯調節等。由于各種方式的原理不同,所造成的功率能量損失也不同,為了尋求最佳、耗能最小、最節能的流量調節方式,我們就要了解離心泵的流量調節方式與耗能之間的關系。

        通過離心泵的性能曲線來分析離心泵流量調節的幾種主要方式:出口閥門調節、泵變頻變速調節和串并聯調節。用性能曲線圖來分析了出口閥門調節和泵變頻變速調節兩種方式的耗能損失進行對比,離心泵用變頻變速調節流量比用出口閥門調節流量可以更好的節約能耗,且節能效率與流量變化大小有關。在實際應用時應該注意變頻變速調節的范圍和電機的溫升,才能更好的應用離心泵變頻變速調節。

        一、離心泵流量調節的主要方式:

        1、閥門開關性能曲線調節

        改變離心泵流量最簡單的方法就是通過開關出口閥門大小來控制其流量,其實質是改變性能曲線的位置來改變泵的工作點。通過改變泵的轉速、改變泵結構(比如切削葉輪外徑)都能改變離心泵的性能曲線,從而達到調節流量的目的。對于已經在生產線上工作的泵,改變泵結構的方法不太方便,并且由于改變了泵的結構,降低了泵的通用性,盡管它在某些時候調節流量經濟方便,在生產中也很少采用。也許變泵的轉速的調節方法調節效果明顯且節約電能,另外降低轉速運行還能使泵遠離汽蝕區,減小離心泵發生汽蝕的可能性。其缺點是改變泵的轉速需要有通過變頻技術來改變原動機(通常是電動機)的轉速,變頻器價格比較貴。

        2、離心泵的串、并連調節方式

        在實際工況情況下單臺離心泵不能滿足輸送時,可以采用多臺離心泵的并聯或串聯。用兩臺相同規則型號的離心泵并聯流量是兩臺泵的總合,但揚程基本不變,并聯泵的總效率與單臺泵的效率相同;離心泵串聯時揚程是兩臺泵的相加和,流量基本不變,串聯泵的總效率與單臺泵效率相同。

        二、不同調節方式泵的耗能分析

        1、 閥門調節流量時的耗能

        離心泵運行時,電動機輸入泵軸的功率N為:

        N=vQH/η

        式中N——軸功率,w;

        Q——泵的有效壓頭,m;

        H——泵的實際流量,m3/s;

        v——流體比重,N/m3;

        η——泵的效率。

        當用閥門調節流量從Q1到Q2,在工作點A2消耗的軸功率為:

        NA2=vQ2H2/η

        vQ2H3——實際有用功率,W;

        vQ2(H2-H3)——閥門上損耗得功率,W;

        vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。

        2、離心泵變頻變速調節流量時的耗能

        在進行變速分析時因要用到離心泵的比例定律,根據其應用條件,以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內,且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動機變速調節流量到流量Q2時,在工作點A3泵消耗的軸功率為:

        NA3=vQ2H3/η

        同樣經變換可得:

        NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)

        式中 vQ2H3——實際有用功率,W;

        vQ2H3(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。

        對于目前離心泵通用的出口閥門調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節方式,泵變頻變速調節節約的耗能比出口閥門調節大得多,這點可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過離心泵性能曲線圖譜關系圖,可以直觀的反映出兩種調節方式下的耗能關系。通過泵變速調節來減小流量還有利于降低離心泵發生汽蝕的可能性。當流量減小越大時,變速調節的節能效率也越大,即閥門調節耗損功率越大,但是,泵變頻變速過大會造成泵效率降低,超出泵比例定律范圍,因此,在實際應用時應該從多方面考慮,在二者之間綜合出最佳的流量調節方法。

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