離心泵廣泛用于水利,化工等行業(yè)。關(guān)于使用不同的工作條件,經(jīng)常遇到流量的調整。水泵已經(jīng)選擇并投入使用,流量可以通過(guò)哪種方法進(jìn)行調節。
所謂工作點(diǎn),是指某一時(shí)刻水泵裝置的實(shí)際出水量,揚程,軸功率,效率和吸入真空高度,它表示水泵的工作能力。通常離心泵的流量和壓力頭可能與管道系統不一致,或者由于生產(chǎn)任務(wù)和工藝要求的變化,需要對泵的流量進(jìn)行調整。本質(zhì)是改變離心泵的工作點(diǎn)。
除了在工程設計階段正確選擇離心泵外,在實(shí)際使用離心泵時(shí)對運行條件的選擇也將直接影響用戶(hù)的能耗和成本。
因此,如何合理地改變離心泵的工作點(diǎn)尤為重要。
工作點(diǎn)的改變是由兩個(gè)方面引起的:
一、管道系統特性曲線(xiàn)的變化,例如閥門(mén)節流;
二、水泵本身的特性曲線(xiàn)發(fā)生了變化,例如變頻調速,切割葉輪,水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
離心泵的工作原理是把電動(dòng)機高速旋轉的機械能轉化為被提升液體的動(dòng)能和勢能,這是能量傳遞和轉化的過(guò)程。
根據此特性,離心泵的工作點(diǎn)基于泵與管道系統之間的能量供需關(guān)系的平衡。只要這兩個(gè)條件之一發(fā)生變化,操作點(diǎn)就會(huì )移動(dòng)。
以下對這些方法的分析和比較:
?1、串聯(lián)和并聯(lián)水泵
水泵意味著(zhù)一臺泵的出口將流體輸送到另一臺泵的入口。
以具有相同型號和相同性能的兩個(gè)離心泵的簡(jiǎn)單串聯(lián)連接為例:串聯(lián)性能曲線(xiàn)等效于單個(gè)泵性能曲線(xiàn)的揚程。當流量相同時(shí),串聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚程均高于單個(gè)泵的流量和揚程。
工作點(diǎn)B較大,但不是單個(gè)泵的兩倍。這是因為在泵串聯(lián)連接后,泵壓頭的增加大于管道阻力的增加,這導致多余的壓頭增加流量,而另一方面,流量增加增加。
它還增加了阻力并抑制了總揚程的增加。
當泵串聯(lián)運行時(shí),必須注意后一個(gè)泵是否能承受增壓。
啟動(dòng)前,應關(guān)閉每個(gè)泵的出口閥,然后依次打開(kāi)泵和閥以供水。
水泵并聯(lián)意味著(zhù)兩個(gè)或多個(gè)泵將流體輸送到同一壓力管道。目的是在壓頭相同時(shí)增加流量。
仍然以具有相同型號和相同性能的兩個(gè)離心泵的簡(jiǎn)單并聯(lián)連接為例,并聯(lián)性能曲線(xiàn)等效于單個(gè)泵性能曲線(xiàn)的流量。當揚程相等時(shí),并聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚程均高于單個(gè)泵的流量和揚程。
泵的工作點(diǎn)B很大,但考慮到管道阻力,它也小于單個(gè)泵的兩倍。如果純粹是為了增加流量,那么使用并聯(lián)還是串聯(lián)應取決于管線(xiàn)特性曲線(xiàn)的平整度。管道特性曲線(xiàn)越平坦,并行流速就越接近單泵運行速度的兩倍。
串聯(lián)的流量較大,更有利于操作。
?2、變頻調速
工作點(diǎn)與高效區的偏差是泵調節速度的基本條件。
當水泵的速度發(fā)生變化時(shí),閥的開(kāi)度保持不變,通常是一個(gè)大的開(kāi)度,并且管道系統的特性保持不變,而供水能力和揚程特性也隨之變化。
在所需流量小于額定流量的情況下,變頻調速的揚程小于閥門(mén)節流,因此,變頻調速所需的供水功率也小于閥門(mén)節流。顯然,與閥門(mén)節流相比,變頻水泵調速的節能效果非常顯著(zhù),離心泵的工作效率更高。
此外,使用變頻調速不僅有助于減少離心泵中發(fā)生氣蝕的可能性,而且還可以通過(guò)預設加速/減速時(shí)間來(lái)延長(cháng)啟動(dòng)/關(guān)閉過(guò)程,因此動(dòng)態(tài)扭矩大大降低。
從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應,大大延長(cháng)了泵和管道系統的使用壽命。
實(shí)際上,變頻調速也有其局限性。除了更高的投資和更高的維護成本外,當泵的速度變化太大時(shí),還會(huì )導致效率下降。如果超出了泵速比定律,則不可能進(jìn)行無(wú)限的速度控制。
?3、閥門(mén)節流
更改離心泵流量的簡(jiǎn)單方法是調節泵出口閥的開(kāi)度,而泵轉速保持不變,通常為額定轉速。本質(zhì)上是改變管道特性曲線(xiàn)的位置以改變泵的工作點(diǎn)。
閥門(mén)關(guān)閉時(shí),管道的局部阻力增大,泵的工作點(diǎn)向左移動(dòng),相應的流量減小。
當閥門(mén)完全關(guān)閉時(shí),它等效于無(wú)限阻力和零流量。此時(shí),管線(xiàn)特性曲線(xiàn)與縱坐標一致。
當關(guān)閉閥門(mén)以控制流量時(shí),水泵本身的供水能力保持不變,揚程特性保持不變,并且管道阻力特性將隨著(zhù)閥門(mén)開(kāi)度的變化而變化。
此方法易于操作,連續流量,并且可以在大流量和零流量之間隨意調整,而無(wú)需額外投資,并且具有廣泛的應用范圍。
但是,節流調節是消耗離心泵的多余能量以維持一定的供應量,并且離心泵的效率也會(huì )相應降低,這在經(jīng)濟上是不合理的。
?4、切割葉輪
當速度恒定時(shí),泵的壓頭和流量都與葉輪的直徑有關(guān)。
對于相同類(lèi)型的泵,可以使用切割方法來(lái)更改泵的特性曲線(xiàn)。
切割定律基于大量的感知測試數據。認為如果將葉輪的切割量控制在一定范圍內,則切割極限與水泵的比轉速相關(guān),切割前后的水泵的相應效率可以認為是不變的。
切割葉輪是改變水泵性能的簡(jiǎn)便方法,即所謂的可變直徑調節,在一定程度上解決了水泵的有限型號和規格與多樣性之間的矛盾。滿(mǎn)足供水對象的要求,并擴大了水泵。
使用范圍。
當然,切割葉輪是不可逆的過(guò)程,用戶(hù)在實(shí)施之前必須進(jìn)行準確的計算并權衡經(jīng)濟合理性。
5、結論
盡管閥門(mén)節流可能導致能量損失和浪費,在某些簡(jiǎn)單情況下,它仍然是一種快速簡(jiǎn)便的流量調節方法;變頻調速以其節能效果,自動(dòng)化程度高而越來(lái)越受到用戶(hù)的青睞。
切葉輪一般用于凈水泵,因為泵的結構發(fā)生了變化,通用性很差。串聯(lián)泵和并聯(lián)泵僅適用于單個(gè)泵不能滿(mǎn)足交貨任務(wù),串聯(lián)泵或并聯(lián)泵的數量太大且不經(jīng)濟的情況。
在實(shí)際應用中應從多方面考慮,并應在各種流量調節方法中綜合考慮方案,以確保離心泵的高效運行。
水泵廠(chǎng)家總結。