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分析離心泵不同調節方式下的能耗

時間:2015-10-14 來源:浙江省永嘉縣ag亚游真人泵閥製造有限公司
離心泵調節方式
1.改變管路特性曲線
離心泵在機械製造時, 按充分滿足額定性能進行設計,使用者在選用時考慮管路阻力、流量變化都留有餘地, 結果采用了大容量設備, 運行中用關小調節閥來調節流量。
使用最簡單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控製, 其實質是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點。如圖1所示, 設離心泵的實際壓頭為ha, 管路損失為h1, 離心泵在泵特性曲線h和管路特性曲線r的交點(qn, ha)處運轉。現在, 為把流量調節q1, 關小出口閥,閥門損失為hv, 則管路曲線變陡, 變成r′, 工作點變為b(q1,hb)。可見采用閥門調節流量方法簡單, 流量可以連續變化, 但能量損失較大。
 
2.改變離心泵特性曲線
根據比例定律和切割定律,改變泵的轉速、改變泵結構(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變離心泵的特性曲線,從而達到調節流量(同時改變壓頭)的目的。但是對於已經工作的泵,改變泵結構的方法不太方便,並且由於改變了泵的結構,降低了泵的通用性,盡管它在某些時候調節流量經濟方便,在生產中也很少采用。這裏僅分析改變離心泵的轉速調節流量的方法。此調節方法調節效果明顯、快捷、安全可靠,可以延長泵使用壽命,節約電能,另外降低轉速運行還能有效的降低離心泵的汽蝕餘量npshr,使泵遠離汽蝕區,減小離心泵發生汽蝕的可能性。
 
3.離心泵的串、並連調節方式
當單台離心泵不能滿足輸送任務時,可以采用離心泵的並聯或串聯操作。用兩台相同型號的離心泵並聯,雖然壓頭變化不大,但加大了總的輸送流量,並聯泵的總效率與單台泵的效率相同;離心泵串聯時總的壓頭增大,流量變化不大,串聯泵的總效率與單台泵效率相同。
 
不同調節方式下泵的能耗分析
在對不同調節方式下的能耗分析時, 僅針對目前廣泛采用的閥門調節和泵變轉速調節兩種調節方式加以分析。由於離心泵的並、串聯操作目的在於提高壓頭或流量, 在化工領域運用不多, 其能耗可以結合圖2進行分析, 方法基本相同。
1.閥門調節流量時的功耗
離心泵運行時,電動機輸入泵軸的功率n為:
n=vqh/η
式中: n—軸功率,w;
h—泵的有效壓頭,m;
q—泵的實際流量,m3/s;
v—流體比重,kg/m3;
η—泵的效率。
當用閥門調節流量從qn到q1,在工作點b消耗的軸功率為:
nb=vq1h1/η
式中: vqnhv—實際有用功率,w;
vq1(h1-hv)—閥門上損耗得功率,w;
vq1h1(1/η-1)—離心泵損失的功率,w。
 
2.變速調節流量時的功耗
在進行變速分析時因要用到離心泵的比例定律, 根據其應用條件, 以下分析均指離心泵的變速範圍在±20%內, 且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動機變速調節流量到流量q1時, 在工作點c泵消耗的軸功率為:
nc=vq1hc/η
同樣經變換可得:
nc=vq1hc+vq1hc(1/η-1) 
式中: vq1hc—實際有用功率,w;
vq1hc(1/η-1)—離心泵損失的功率,w。
用變頻調速法同出口閥調節法比較,可節省功率為:

δn=vq1(hb-hc)

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