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淺談管道離心泵的流量調節方式與能耗分析

發(fā)布時(shí)間:2020-11-11 點(diǎn)擊量:1455

管道離心泵流量調節的幾種主要方式:出口閥門(mén)調節、泵變速調節和泵的串、并聯(lián)調節。我們通過(guò)分析對比,發(fā)現管道離心泵用變速調節流量比用出口閥門(mén)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(guān)。在實(shí)際應用時(shí)應該注意變速調節的范圍,才能更好的應用離心泵變速調節。


管道離心泵的工作點(diǎn)是由泵的特性曲線(xiàn)和管路系統特性曲線(xiàn)共同決定的,因此,改變任何一個(gè)的特性曲線(xiàn)都可以達到流量調節的目的。由于各種調節方式的原理不同,除有自己的優(yōu)缺點(diǎn)外,造成的能量損耗也不一樣,為了尋求最佳、能耗最小、最節能的流量調節方式,必須全面地了解管道離心泵的流量調節方式與能耗之間的關(guān)系。 

 

ISG型管道泵1.jpg

ISG型立式管道離心泵


1、管道離心泵流量調節的主要方式

1.1 改變管路特性曲線(xiàn)

改變管道離心泵流量最簡(jiǎn)單的方法就是利用泵出口閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制,其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線(xiàn)的位置來(lái)改變泵的工作點(diǎn)。 


1.2 改變管道離心泵特性曲線(xiàn)

根據比例定律和切割定律,改變管道離心泵的轉速、改變泵結構(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變管道離心泵的特性曲線(xiàn),從而達到調節流量(同時(shí)改變壓頭)的目的。 但是對于已經(jīng)工作的管道離心泵,改變泵結構的方法不太方便,并且由于改變了管道離心泵的結構,降低了泵的通用性,盡管它在某些時(shí)候調節流量經(jīng)濟方便,在生產(chǎn)中也很少采用。


1.3 管道離心泵的串、并連調節方式

當單臺管道離心泵不能滿(mǎn)足輸送任務(wù)時(shí),可以采用管道離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺相同型號的管道離心泵并聯(lián),雖然壓頭變化不大,但加大了總的輸送流量,并聯(lián)泵的總效率與單臺泵的效率相同;管道離心泵串聯(lián)時(shí)總的壓頭增大,流量變化不大,串聯(lián)泵的總效率與單臺泵效率相同。 


ISW臥式管道泵1.jpg

ISW型臥式管道離心泵


2、不同調節方式下管道離心泵的能耗分析

在對不同調節方式下的能耗分析時(shí),文章僅針對目前廣泛采用的閥門(mén)調節和泵變轉速調節兩種調節方式加以分析。由于管道離心泵的并、串聯(lián)操作目的在于提高壓頭或流量,在化工領(lǐng)域運用不多,方法基本相同。 


2.1 閥門(mén)調節流量時(shí)的功耗

管道離心泵運行時(shí),電動(dòng)機輸入泵軸的功率N為: 

N=vQH/η 

N——軸功率,w; 

Q——泵的有效壓頭,m; 

H——泵的實(shí)際流量,m3/s; 

v——流體比重,N/m3; 

η——泵的效率。 

當用閥門(mén)調節流量從Q1到Q2,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為: 

NA2=vQ2H2/η 

vQ2H3——實(shí)際有用功率,W; 

vQ2(H2-H3)——閥門(mén)上損耗得功率,W; 

vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。 


2.2 變速調節流量時(shí)的功耗

在進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到管道離心泵的比例定律,根據其應用條件,以下分析均指管道離心泵的變速范圍在±20%內,且管道離心泵本身效率的變化不大。用電動(dòng)機變速調節流量到流量Q2時(shí),在工作點(diǎn)A3泵消耗的軸功率為: 

NA3=vQ2H3/η 

同樣經(jīng)變換可得: 

NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2) 

式中 vQ2H3——實(shí)際有用功率,W; 

vQ2H3(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。 


IRG型熱水管道泵11.jpg

IRG型熱水管道泵


3、結論

對于目前管道離心泵通用的出口閥門(mén)調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節方式,泵變轉速調節節約的能耗比出口閥門(mén)調節大得多,這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過(guò)泵變速調節來(lái)減小流量還有利于降低管道離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。


當流量減小越大時(shí),變速調節的節能效率也越大,即閥門(mén)調節損耗功率越大,但是,泵變速過(guò)大時(shí)又會(huì )造成泵效率降低,超出泵比例定律范圍,因此,在實(shí)際應用時(shí)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。


本文關(guān)于淺談管道離心泵流量的調節方式與能耗分析內容均由長(cháng)沙水泵生產(chǎn)廠(chǎng)家瀟湘制泵整理發(fā)布。


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