離心泵調節方式與能耗的分析

點擊:發(fā)布日期(qī):2022/6/29
 通過離(li)心泵與(yǔ)管路系(xì)統的特(tè)性曲線(xiàn)圖分析(xī)了離☎️心(xīn)泵流量(liang)🏃🏻調節的(de)幾種主(zhǔ)要方式(shi):出口閥(fá)門調節(jie)、泵變速(sù)調節‼️和(hé)泵的串(chuan)、并聯🔴調(diao)節。用特(te)性曲線(xiàn)圖分析(xi)了出口(kou)閥門調(diao)節和泵(beng)變速調(diào)節兩種(zhong)方式的(de)能耗損(sun)失,并進(jìn)🐅行了對(duì)比,指出(chū)離心⁉️泵(beng)用變速(sù)調節流(liú)量比用(yong)出口閥(fa)‼️門調節(jiē)流量可(ke)以更好(hǎo)的節約(yue)能耗,且(qiě)節能效(xiao)率與流(liu)量變化(huà)大小有(you)關。在實(shí)際應用(yòng)時應該(gāi)注意變(bian)速調節(jiē)的範圍(wéi),才能更(gèng)好的應(yīng)用離心(xīn)泵變速(su)調節。

離(li)心泵是(shi)廣泛應(ying)用于化(hua)工工業(yè)系統的(de)一種通(tong)用流體(ti)機械💃。它(tā)具有性(xìng)能适應(ying)範圍廣(guǎng)(包括流(liu)量、壓頭(tóu)及對👌輸(shū)送介質(zhi)性質的(de)适應性(xing))、體積小(xiǎo)、結構簡(jian)單、操作(zuò)容易、操(cao)作費📞用(yòng)低等諸(zhū)多優點(dian)。通常,所(suǒ)選離心(xin)泵的流(liu)量、壓🔞頭(tou)可能會(huì)和管路(lu)中㊙️要求(qiu)的不🛀🏻一(yi)緻,或由(yóu)🌂于生産(chan)任務、工(gong)藝要求(qiu)發生變(bian)化,此時(shi)都要求(qiú)對泵🧡進(jìn)行流量(liang)調節,實(shi)質是改(gǎi)變離⭐心(xīn)泵的工(gong)作點。離(li)心泵的(de)工作❌點(diǎn)是由泵(beng)的特性(xìng)曲線和(hé)管路系(xì)統特性(xìng)曲線共(gòng)同決定(dìng)的,因此(ci),改變任(ren)何一個(ge)的特性(xing)曲線都(dou)可以達(dá)到流量(liang)調節的(de)目的⚽。目(mù)前,離心(xīn)泵的流(liu)量調節(jie)方式主(zhǔ)要有⁉️調(diao)節閥控(kong)制、變速(su)控制以(yǐ)及泵的(de)并、串聯(lian)調節等(deng)。由于各(ge)種調節(jie)方式的(de)原理不(bu)同,除有(yǒu)自己的(de)優缺點(dian)外,造成(cheng)的能量(liang)損耗也(yě)不一樣(yàng),為了尋(xun)求*、能👨‍❤️‍👨耗(hao)最小、最(zui)節能的(de)流量調(diào)節方式(shi),必須全(quán)面地了(le)解離心(xin)泵的⭐流(liú)量調節(jie)方式與(yu)能耗之(zhī)間的關(guān)系。

1、泵流(liú)量調節(jiē)的主要(yao)方式

1.1 改(gai)變管路(lu)特性曲(qǔ)線

改變(bian)離心泵(bèng)流量最(zuì)簡單的(de)方法就(jiu)是利用(yòng)泵出口(kou)閥門的(de)🏒開度來(lái)控制,其(qi)實質是(shi)改變管(guǎn)路特性(xìng)曲線的(de)位置來(lai)改變泵(beng)的工作(zuò)點。

1.2 改變(biàn)離心泵(bèng)特性曲(qǔ)線

根據(jù)比例定(dìng)律和切(qiē)割定律(lü),改變泵(bèng)的轉速(su)、改變泵(beng)結🏃‍♂️構(如(rú)切削葉(ye)輪外徑(jing)法等)兩(liǎng)種方法(fǎ)都能改(gǎi)變離心(xīn)泵的特(te)性曲🧡線(xiàn),從而達(da)到調節(jiē)流量(同(tong)時改變(biàn)壓頭)的(de)目💯的。但(dan)是🙇🏻對于(yú)已經工(gong)作的泵(bèng),改變泵(bèng)結構的(de)方法不(bú)太方便(bian),并且由(yóu)于改變(biàn)了泵的(de)結構,降(jiàng)低了泵(beng)的通用(yong)性,盡管(guǎn)它在某(mou)些時候(hou)調節🔞流(liú)量經濟(jì)方便[1],在(zai)生産中(zhōng)也很少(shǎo)采用。這(zhe)裡僅分(fen)析改變(biàn)離心泵(bèng)的轉速(su)調⁉️節流(liú)量的方(fāng)法。從圖(tú)1中分析(xi),當改變(biàn)泵轉速(sù)調節流(liú)量從Q1下(xia)降到Q2時(shí),泵的轉(zhuan)速(或電(dian)🛀🏻機轉速(sù))從🚩n1下降(jiàng)到n2,轉速(su)為n2下泵(beng)的特性(xìng)曲線Q-H與(yu)管路特(tè)性曲線(xiàn)He=H0+G1Qe2(管路特(te)曲線不(bu)變化)交(jiao)于點A3(Q2,H3),點(dian)A3為通過(guò)調速調(diào)節流量(liàng)後新的(de)工⛷️作點(dian)。此調節(jie)❄️方法調(diào)節效果(guo)明顯、快(kuai)捷、安全(quan)🚶‍♀️可靠,可(kě)以延長(zhang)泵使🚶用(yong)壽命,節(jie)約電能(neng),另外降(jiàng)低轉速(su)運行還(hái)能有效(xiào)的降低(dī)離心泵(beng)😘的汽蝕(shí)餘量NPSHr,使(shi)泵遠離(lí)汽蝕區(qū),減小離(li)心泵發(fā)生汽蝕(shi)的可能(neng)性[2]。缺點(diǎn)是改變(bian)泵的轉(zhuǎn)速需要(yao)有通過(guò)變頻技(jì)術來改(gai)變原動(dòng)機(通常(chang)是電動(dòng)機)的轉(zhuǎn)速,原理(lǐ)複雜,投(tou)資較💋大(dà),且流量(liàng)調節範(fàn)圍小。

1.3 泵(beng)的串、并(bìng)連調節(jie)方式

當(dang)單台離(lí)心泵不(bú)能滿足(zú)輸送任(ren)務時,可(kě)以采用(yòng)離心泵(beng)的并♈聯(lián)或串聯(lian)操作。用(yòng)兩台相(xiang)同型号(hào)的離心(xin)泵并聯(lian),雖然壓(ya)頭變化(hua)不大,但(dan)加大了(le)總的輸(shū)送流量(liang),并聯泵(bèng)的總效(xiao)率與單(dan)台泵的(de)效率相(xiàng)同;離心(xīn)泵串聯(lian)時總的(de)壓頭增(zeng)💞大,流量(liang)變化不(bú)大,串聯(lian)泵的總(zǒng)效率與(yǔ)單台泵(beng)效率相(xiang)同。

2、不同(tóng)調節方(fāng)式下泵(beng)的能耗(hao)分析

在(zài)對不同(tóng)調節方(fāng)式下的(de)能耗分(fèn)析時,文(wen)章僅針(zhen)對🐆目前(qián)廣泛采(cai)用的閥(fa)門調節(jiē)和泵變(biàn)轉速調(diao)節兩種(zhong)調節方(fāng)式加以(yi)分析。由(you)于離心(xīn)泵的并(bing)、串聯操(cāo)作目的(de)在于提(tí)高壓頭(tou)或流量(liàng),在化工(gong)領域♻️運(yùn)用不多(duō),其能耗(hao)可以結(jie)合圖2進(jin)行分析(xī),方法基(jī)本相同(tong)。

2.1 閥門調(diào)節流量(liàng)時的功(gong)耗

離心(xin)泵運行(háng)時,電動(dòng)機輸入(ru)泵軸的(de)功率N為(wei):

N=vQH/η

式中N——軸(zhou)功率,w;

Q——泵(beng)的有效(xiào)壓頭,m;

H——泵(bèng)的實際(ji)流量,m3/s;

v——流(liú)體比重(zhòng),N/m3;

η——泵的效(xiao)率。

當用(yong)閥門調(diào)節流量(liàng)從Q1到Q2,在(zài)工作點(diǎn)A2消耗的(de)軸功率(lü)為:

NA2=vQ2H2/η

vQ2H3——實際(jì)有用功(gong)率,W;

vQ2(H2-H3)——閥門(men)上損耗(hao)得功率(lü),W;

vQ2H2(1/η-1)——離心泵(beng)損失的(de)功率,W。

2.2 變(bian)速調節(jiē)流量時(shi)的功耗(hao)

在進行(háng)變速分(fèn)析時因(yin)要用到(dào)離心泵(beng)的比例(li)定律,根(gen)據其應(ying)用條件(jiàn),以下分(fen)析均指(zhi)離心泵(beng)的變速(sù)範圍在(zài)±20%内,且離(lí)心💋泵本(běn)身效率(lü)的變化(hua)不大[3]。用(yong)電動機(jī)變速調(diao)☂️節流量(liàng)到流量(liang)Q2時,在工(gong)作點A3泵(bèng)消耗的(de)軸功率(lǜ)為:

NA3=vQ2H3/η

同樣(yàng)經變換(huàn)可得:

NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)

式(shì)中 vQ2H3——實際(ji)有用功(gong)率,W;

vQ2H3(1/η-1)——離心(xin)泵損失(shī)的功率(lü),W。

2.3 能耗對(duì)比分析(xi)

3、結論

對(dui)于目前(qián)離心泵(beng)通用的(de)出口閥(fa)門調節(jie)和泵變(bian)轉速調(diào)節兩種(zhong)主要流(liú)量調節(jiē)方式,泵(bèng)變轉速(sù)調節節(jiē)㊙️約的♋能(néng)耗比出(chu)口閥門(men)調💰節大(dà)得多,這(zhè)點可以(yǐ)從兩🛀者(zhe)的功耗(hào)分析和(he)功耗🍓對(dui)比分析(xī)看出。通(tōng)過離心(xīn)泵的流(liú)量與揚(yang)程的關(guan)系圖,可(kě)以更為(wei)直觀的(de)反映出(chū)🌍兩種調(diao)節方式(shì)下的能(néng)耗關系(xì)。通過泵(beng)變速調(diào)節來減(jiǎn)小流量(liang)還有利(lì)于降低(dī)離心泵(beng)發生汽(qì)蝕的可(kě)能性。當(dāng)流量🈲減(jian)小越大(da)時,變速(su)調節的(de)🌂節能效(xiào)率也越(yue)大,即閥(fá)門調節(jiē)損耗功(gōng)率越大(dà),但是,泵(bèng)變速過(guo)大時㊙️又(yòu)會造成(chéng)泵效率(lǜ)降低🔴,超(chāo)出泵比(bǐ)例定律(lü)範圍,因(yīn)此,在實(shí)際應用(yong)時應該(gāi)從多方(fang)面考慮(lü),在二者(zhě)之間綜(zōng)合出*的(de)流量調(diào)節方法(fǎ)。
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