通過離心�與管路系�(tǒng)的特性曲線圖分析了離心泵流量�(diào)節(jié)的幾種主� 方式:出口閥門�(diào)節(jié)、泵變速調(diào)節(jié)和泵的串、并�(lián)�(diào)節(jié)。用特性曲線圖分析了出口閥門�(diào)節(jié)和泵變速調(diào)節(jié)兩種方式的能耗損�,并�(jìn)行了�(duì)比,指出離心泵用變速調(diào) 節(jié)流量比用出口閥門�(diào)節(jié)流量可以更好的節(jié)約能�,且節(jié)能效率與流量變化大小有關(guān)。在�(shí)際應(yīng)用時(shí)�(yīng)該注意變速調(diào)節(jié)的范�,才能更好的�(yīng)用離心泵變速調(diào)節(jié)�
離心泵是廣泛�(yīng)用于化工工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體�(jī)�。它具有性能適應(yīng)范圍廣(包括流量、壓頭及�(duì)輸送介�(zhì)性質(zhì)的適�(yīng)性)、體積小、結(jié)�(gòu)�(jiǎn)�、操作容�、操 作費(fèi)用低等諸多優(yōu)�(diǎn)。通常,所選離心泵的流�、壓頭可能會(huì)和管路中要求的不一�,或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化,此時(shí)都要求對(duì)泵�(jìn)行流量調(diào)節(jié),實(shí)�(zhì)� 改變離心泵的工作�(diǎn)。離心泵的工作點(diǎn)是由泵的特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線共同決定的,因此,改變?nèi)魏我粋€(gè)的特性曲線都可以�(dá)到流量調(diào)節(jié)的目�。目前,離心 泵的流量�(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控�、變速控制以及泵的并、串�(lián)�(diào)節(jié)�。由于各種調(diào)節(jié)方式的原理不�,除有自己的�(yōu)缺點(diǎn)�,造成的能量損耗也不一�,為了尋 求最�、能耗最�、最節(jié)能的流量�(diào)節(jié)方式,必須全面地了解離心泵的流量�(diào)節(jié)方式與能耗之間的�(guān)��
1 泵流量調(diào)節(jié)的主要方�
1�1 改變管路特性曲�
改變離心泵流量最�(jiǎn)單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制,其�(shí)�(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點(diǎn)�
1�2 改變離心�特性曲�
根據(jù)比例定律和切割定�,改變泵的轉(zhuǎn)�、改變泵�(jié)�(gòu)(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變離心泵的特性曲�,從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量(同�(shí)改變壓頭)的目的� 但是�(duì)于已�(jīng)工作的泵,改變泵�(jié)�(gòu)的方法不太方�,并且由于改變了泵的�(jié)�(gòu),降低了泵的通用性,盡管它在某些�(shí)候調(diào)節(jié)流量�(jīng)�(jì)方便[1],在生產(chǎn)中也很少 采用。這里僅分析改變離心泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量的方�。從�1中分�,當(dāng)改變泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量從Q1下降到Q2�(shí),泵的轉(zhuǎn)速(或電�(jī)�(zhuǎn)速)從n1下降到n2,轉(zhuǎn) 速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2(管路特曲線不變化)交于�(diǎn)A3(Q2,H3),�(diǎn)A3為通過�(diào)速調(diào)節(jié)流量后新的工� �(diǎn)。此�(diào)節(jié)方法�(diào)節(jié)效果明顯、快�、安全可�,可以延長泵使用壽命,節(jié)約電�,另外降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr,使泵遠(yuǎn)離汽� 區(qū),減小離心泵�(fā)生汽蝕的可能性[2]。缺�(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技�(shù)來改�?cè)�?dòng)�(jī)(通常是電�(dòng)�(jī))的�(zhuǎn)�,原理復(fù)�,投資較大,且流量調(diào)節(jié)范圍 ��
1�3 泵的�、并連調(diào)節(jié)方式
�(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任�(wù)�(shí),可以采用離心泵的并�(lián)或串�(lián)操作。用兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián),雖然壓頭變化不�,但加大了總的輸送流量,并聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵的效率相同;離心泵串聯(lián)�(shí)總的壓頭增大,流量變化不�,串�(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵效率相同�
2 不同�(diào)節(jié)方式下泵的能耗分�
在對(duì)不同�(diào)節(jié)方式下的能耗分析時(shí),文章僅針對(duì)目前廣泛采用的閥門�(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種�(diào)節(jié)方式加以分析。由于離心泵的并、串�(lián)操作目的在于提高壓頭或流量,在化工領(lǐng)域運(yùn)用不�,其能耗可以結(jié)合圖2�(jìn)行分析,方法基本相同�
2�1 閥門�(diào)節(jié)流量�(shí)的功�
離心泵運(yùn)行時(shí),電�(dòng)�(jī)輸入泵軸的功率N為:
N=vQH�η
N——軸功�,w�
Q——泵的有效壓頭,m�
H——泵的�(shí)際流�,m3/s�
v——流體比重,N/m3�
η——泵的效率�
�(dāng)用閥門�(diào)節(jié)流量從Q1到Q2,在工作�(diǎn)A2消耗的軸功率為�
NA2=vQ2H2�η
vQ2H3——�(shí)際有用功�,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�2 變速調(diào)節(jié)流量�(shí)的功�
在�(jìn)行變速分析時(shí)因要用到離心泵的比例定律,根�(jù)其應(yīng)用條�,以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%�(nèi),且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動(dòng)�(jī)變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2�(shí),在工作�(diǎn)A3泵消耗的軸功率為�
NA3=vQ2H3�η
同樣�(jīng)變換可得�
NA3=vQ2H3+vQ2H3�1�η�1� �2�
式中 vQ2H3——�(shí)際有用功率,W�
vQ2H3�1�η�1�——離心泵損失的功率,W�
3 �(jié)�
�(duì)于目前離心泵通用的出口閥門�(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種主要流量�(diào)節(jié)方式,泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)約的能耗比出口閥門�(diào)節(jié)大得多,這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對(duì) 比分析看�。通過離心泵的流量與揚(yáng)程的�(guān)系圖,可以更為直觀的反映出兩種�(diào)節(jié)方式下的能耗關(guān)系。通過泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低離心泵�(fā)生汽蝕的� 能�。當(dāng)流量減小越大�(shí),變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效率也越大,即閥門�(diào)節(jié)損耗功率越�,但是,泵變速過大時(shí)又會(huì)造成泵效率降�,超出泵比例定律范圍,因�,在�(shí)� �(yīng)用時(shí)�(yīng)該從多方面考慮,在二者之間綜合出最佳的流量�(diào)節(jié)方法�
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