離心泵在水利、化工等行業(yè)使用非常廣泛,對(duì)其工況點(diǎn)的挑選和能耗的剖析也日益遭到重視。所謂工況點(diǎn),是指水泵裝置在某瞬時(shí)的實(shí)踐出水量、揚(yáng)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)才能。一般,離心泵的流量、壓頭可能會(huì)與管路體系不一致,或因?yàn)樯a(chǎn)使命、工藝要求發(fā)生變化,需求對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)理,其實(shí)質(zhì)是改動(dòng)離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設(shè)計(jì)階段離心泵選型的正確與否以外,離心泵實(shí)踐使用中工況點(diǎn)的挑選也將直接影響到用戶的能耗和本錢費(fèi)用。因而,如何合理地改動(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(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被提高液體的動(dòng)能和勢(shì)能,是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。依據(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體系能量供求關(guān)系的平衡上的,只需兩者之一的狀況發(fā)生變化,其工況點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移。工況點(diǎn)的改動(dòng)由兩方面引起:一.管道體系特性曲線改動(dòng),如閥門節(jié)省;二.水泵自身的特性曲線改動(dòng),如變頻調(diào)速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
下面就這幾種方式進(jìn)行剖析和比較:
01
閥門節(jié)省
改動(dòng)離心泵流量最簡(jiǎn)略的方法便是調(diào)理泵出口閥門的開度,而水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速),其實(shí)質(zhì)是改動(dòng)管路特性曲線的位置來(lái)改動(dòng)泵的工況點(diǎn)。關(guān)小閥門時(shí),管道部分阻力添加,水泵工況點(diǎn)向左移,相應(yīng)流量削減。閥門全關(guān)時(shí),相當(dāng)于阻力無(wú)限大,流量為零,此時(shí)管路特性曲線與縱坐標(biāo)重合。當(dāng)關(guān)小閥門來(lái)控制流量時(shí),水泵自身的供水才能不變,揚(yáng)程特性不變,管阻特性將隨閥門開度的改動(dòng)而改動(dòng)。這種方法操作簡(jiǎn)潔、流量連續(xù),可以在某一最大流量與零之間隨意調(diào)理,且無(wú)需額定出資,適用場(chǎng)合很廣。但節(jié)省調(diào)理是以消耗離心泵的多余能量, 來(lái)維持必定的供給量,離心泵的功率也將隨之下降,經(jīng)濟(jì)上不太合理。
02
變頻調(diào)速
工況點(diǎn)偏離高效區(qū)是水泵需求調(diào)速的基本條件。當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速改動(dòng)時(shí),閥門開度保持不變(一般為最大開度),管路體系特性不變,而供水才能和揚(yáng)程特性隨之改動(dòng)。
在所需流量小于額定流量的狀況下,變頻調(diào)速時(shí)的揚(yáng)程比閥門節(jié)省小,所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門節(jié)省小。很顯然,與閥門節(jié)省相比,變頻調(diào)速的節(jié)能作用很突出,離心泵的作業(yè)功率更高。別的,選用變頻調(diào)速后,不僅有利于降低離心泵發(fā)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)延伸開機(jī)/停機(jī)進(jìn)程,使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)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(yīng),大大延伸了水泵和管道體系的壽命。
事實(shí)上,變頻調(diào)速也有局限性,除了出資較大、維護(hù)本錢較高外,當(dāng)水泵變速過(guò)大時(shí)會(huì)造成功率下降,超出泵份額規(guī)律規(guī)模,不可能無(wú)限制調(diào)速。
03
切削葉輪
當(dāng)轉(zhuǎn)速一守時(shí),泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對(duì)同一類型的泵,可選用切削法改動(dòng)泵的特性曲線。
切削規(guī)律是建立在很多理性試驗(yàn)資料基礎(chǔ)上的,它認(rèn)為如果葉輪的切削量控制在必定極限內(nèi)(此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)),則切削前后水泵相應(yīng)的功率可視為不變。切削葉輪是改動(dòng)水泵功能的一種簡(jiǎn)潔易行的方法,即所謂變徑調(diào)理,它在必定程度上處理了水泵類型、標(biāo)準(zhǔn)的有限性與供水目標(biāo)要求的多樣性之間的矛盾,擴(kuò)大了水泵的使用規(guī)模。當(dāng)然,切削葉輪屬不可逆進(jìn)程,用戶有必要通過(guò)精確計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施。
04
水泵串聯(lián)和并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺(tái)泵的出口向另一臺(tái)泵的進(jìn)口運(yùn)送流體。以最簡(jiǎn)略的兩臺(tái)相同類型、相同功能的離心泵串聯(lián)為例:如圖3所示,串聯(lián)功能曲線相當(dāng)于單泵功能曲線的揚(yáng)程在流量相同的狀況下迭加起來(lái),串聯(lián)作業(yè)點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程都比單泵作業(yè)點(diǎn)B的大,但均達(dá)不到單泵時(shí)的2倍,這是因?yàn)楸么?lián)后一方面揚(yáng)程的添加大于管路阻力的添加,致使富余的揚(yáng)程促使流量添加,另一方面流量的添加又使阻力添加,按捺了總揚(yáng)程的升高。水泵串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),有必要留意后一臺(tái)泵是否可以承受升壓。啟動(dòng)前每臺(tái)泵的出口閥都要關(guān)閉,然后順序開啟泵和閥門向外供水。
水泵并聯(lián)是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的泵向同一壓力管路運(yùn)送流體,其意圖是在壓頭相一起添加流量。依然以最簡(jiǎn)略的兩臺(tái)相同類型、相同功能的離心泵并聯(lián)為例,并聯(lián)功能曲線相當(dāng)于單泵功能曲線的流量在揚(yáng)程持平的狀況下迭加起來(lái),并聯(lián)作業(yè)點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程均比單泵作業(yè)點(diǎn)B的大,但考慮管阻要素,同樣達(dá)不到單泵時(shí)的2倍。
如果純粹以添加流量為意圖,那么終究選用并聯(lián)仍是串聯(lián)應(yīng)當(dāng)取決于管路特性曲線的平坦程度,管路特性曲線越平坦,并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運(yùn)轉(zhuǎn)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。
05
定論
閥門節(jié)省雖然會(huì)造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(diào)理方式;變頻調(diào)速因其節(jié)能作用好、自動(dòng)化程度高而越來(lái)越遭到用戶的喜愛;切削葉輪一般多用于清水泵,因?yàn)楦膭?dòng)了泵的結(jié)構(gòu),通用性較差;水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺(tái)泵不能滿足運(yùn)送使命的狀況,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)踐使用時(shí)應(yīng)從多方面考慮,在各種流量調(diào)理方法之中綜合出最佳方案,確保離心泵的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。