點擊:發布(bu)日期:2022/6/29
泵是耗(hào)能大戶。據專(zhuān)家估計,約占(zhàn)世界總能耗(hào)的20%。在石💞油和(he)♋化工工業中(zhong)更分别高達(dá)59%和26%。因此,泵的(de)節能是一項(xiàng)意義深遠、潛(qian)力巨大、經濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯(xiǎn)著的大事。過(guo)去,離心泵的(de)調節,普遍采(cai)用閥門控制(zhi)和啟閉旁通(tong)等方法,能🌈量(liàng)損失很大。随(sui)着變頻技術(shu)工業🈲應用的(de)發展,變速調(diào)節不僅方便(biàn),而且經濟上(shàng)也呈現合理(lǐ)。
摘要:
通過離(li)心泵與管路(lu)系統的特性(xìng)曲線圖分析(xī)了離心泵流(liu)量調節的幾(ji)種主要方式(shi):出口閥門調(diào)節、泵變速🈲調(diao)節和泵的串(chuan)、并聯調節。用(yong)特性曲線圖(tu)分析了出口(kou)閥門調節和(hé)泵⚽變速調節(jiē)兩種方式的(de)能耗損失,并(bìng)進行了對比(bǐ),指出離心🤞泵(bèng)用變速調節(jie)流量👣比用出(chū)口閥門調節(jie)流量可以更(geng)好的節約能(neng)耗,且節能效(xiào)率與流量變(bian)化大小有關(guan)。在實際應用(yòng)🐪時應該注意(yi)變速調節的(de)範圍,才能更(geng)好🍓的應用離(li)心泵變速調(diào)節。
離心泵是(shi)廣泛應用于(yú)化工工業系(xì)統的一種通(tong)用流體機械(xiè)💰。它具有性能(néng)适應範圍廣(guang)(包括流量、壓(ya)頭及對❄️輸送(sòng)🔴介質性質💞的(de)适應性)、體積(ji)小、結構簡單(dan)、操作容易、操(cāo)作費💚用低等(děng)諸多優點。通(tong)常,所選離心(xīn)泵的流量、壓(ya)頭可能會和(he)管路中要求(qiú)的不一緻,或(huo)由于生産任(ren)務、工藝要求(qiú)發生變化,此(cǐ)時🧑🏽🤝🧑🏻都要求對(dui)泵進行流量(liàng)調節,實質是(shì)改變離心泵(beng)的工作點🔱。離(li)心泵的工作(zuo)點是由泵的(de)特性曲線和(he)管路系統特(te)性曲線共同(tóng)決定的,因㊙️此(cǐ),改變任何一(yī)個✍️的特性曲(qu)線都可以達(dá)到流量調節(jie)的目的🔱。目前(qián),離心泵的流(liu)量❌調節方式(shì)主要有調節(jie)閥控制、變速(sù)控制以及泵(beng)的👄并、串聯調(diào)節📱等。由于各(gè)種調節方式(shi)的原理不同(tóng),除有自己的(de)優缺點外,造(zào)成的能量損(sun)耗也不一樣(yang),為了尋求*、能(néng)🏃耗最小、最節(jie)能的流量調(diao)節方⁉️式,必須(xu)全面地了解(jie)離心泵的流(liú)量調節方式(shi)㊙️與能耗之間(jian)的關系。
1 泵流(liu)量調節的主(zhǔ)要方式
1.1 改變(biàn)管路特性曲(qu)線
改變離心(xīn)泵流量最簡(jiǎn)單的方法就(jiù)是利用泵出(chu)口閥🚩門的開(kāi)度來控制,其(qí)實質是改變(biàn)管路特性曲(qǔ)線的位置來(lai)改變泵的工(gong)作點。
1.2 改變離(li)心泵特性曲(qu)線
根據比例(li)定律和切割(ge)定律,改變泵(bèng)的轉速、改變(bian)泵結構🌐(如切(qie)削葉輪外徑(jìng)法等)兩種方(fāng)法都能改變(bian)離💚心泵🌈的特(te)性曲線,從而(er)達到調節流(liú)量(同時改變(bian)壓☀️頭)的目的(de)。但是對于已(yi)⭐經工作的泵(beng),改變泵結構(gòu)的方法不太(tài)方便,并且由(yóu)于改變了泵(beng)的結構,降低(di)了泵的通用(yong)性🚩,盡管它在(zài)某些時候調(diao)節流量經濟(jì)方便1,在生産(chan)中❌也很少采(cai)用。這裡僅分(fèn)析改變離心(xīn)泵的轉速調(diao)節流量的方(fang)法。從圖1中分(fèn)♋析,當改變泵(bèng)轉速🐉調節流(liu)量從Q1下降到(dao)Q2時,泵的轉速(su)(或電機轉速(sù))從n1下降到n2,轉(zhuan)📱速為n2下泵的(de)特性曲線Q-H與(yǔ)管路特性曲(qǔ)線He=H0+G1Qe2(管路特曲(qǔ)線不變化)交(jiāo)于點A3(Q2,H3),點A3為通(tong)過調速調節(jie)流量後新的(de)工⭐作點。此調(diào)節方法調節(jiē)效果明顯、快(kuài)捷、安全可靠(kao),可以延長泵(bèng)使用壽命,節(jie)約電能,另外(wai)降低轉速運(yun)行還能有效(xiào)的降低離心(xīn)泵的汽蝕餘(yu)量NPSHr,使泵遠離(lí)汽蝕🏃🏻♂️區,減🥵小(xiao)離心泵發生(sheng)汽蝕的可能(neng)📐性2。缺點是改(gai)變泵的轉速(su)需要有通過(guo)變💰頻技術來(lai)改變原動機(jī)(通常是電動(dong)機)的轉速,原(yuán)理複♈雜,投資(zi)較🌈大,且流量(liang)調節範圍小(xiǎo)。
1.3 泵的串、并連(lian)調節方式
當(dāng)單台離心泵(beng)不能滿足輸(shu)送任務時,可(ke)以采用離心(xin)泵的并聯或(huo)串聯操作。用(yong)兩台相同型(xíng)号的離心泵(bèng)并聯,雖然壓(ya)頭變化不大(da),但加大了總(zong)的輸送流量(liàng),并聯🐆泵的總(zong)效率與單台(tai)泵的效率相(xiàng)同;離心泵串(chuàn)聯時總的壓(ya)頭增大,流量(liàng)變👨❤️👨化不大,串(chuan)聯泵的總效(xiao)率與單台泵(beng)效率相同。
2 不(bú)同調節方式(shi)下泵的能耗(hào)分析
在對不(bu)同調節方式(shi)下的能耗分(fen)析時,文章僅(jin)針對目👌前廣(guǎng)泛🙇♀️采用的閥(fá)門調節和泵(beng)變轉速調節(jie)兩種調節方(fāng)式加以分析(xī)。由于離心泵(bèng)的并、串聯操(cao)作目的在于(yú)🥵提高壓頭或(huo)流量,在化工(gōng)領域運用不(bú)多,其😘能耗可(ke)以結合圖2進(jìn)行分析,方法(fǎ)基本相同。
2.1 閥(fa)門調節流量(liang)時的功耗
離(li)心泵運行時(shí),電動機輸入(rù)泵軸的功率(lü)N為:
N=vQH/η
式中N——軸功(gong)率,w;
Q——泵的有效(xiào)壓頭,m;
H——泵的實(shí)際流量,m3/s;
v——流體(tǐ)比重,N/m3;
η——泵的效(xiao)率。
當用閥門(men)調節流量從(cong)Q1到Q2,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功(gōng)率🌂為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有(you)用功率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門(mén)上損耗得功(gōng)率,W;
vQ2H2(1/η-1)——離心泵損(sǔn)失的功率,W。
2.2 變(biàn)速調節流量(liàng)時的功耗
在(zai)進行變速分(fèn)析時因要用(yòng)到離心泵的(de)比例定律🔞,根(gēn)據其應用條(tiáo)件,以下分析(xi)均指離心泵(bèng)的變速範圍(wei)在±20%内,且離心(xīn)🌍泵本身效💋率(lǜ)的變化不大(da)3。用電動機變(biàn)速調😘節流量(liang)到流量✔️Q2時,在(zài)工作點A3泵消(xiāo)耗的軸功率(lü)為:
NA3=vQ2H3/η
同樣經變(bian)換可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中(zhong) vQ2H3——實際有用功(gōng)率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心泵損(sǔn)失的功率,W。
2.3 能(néng)耗對比分析(xī)
3 結論
對于目(mù)前離心泵通(tōng)用的出口閥(fá)門調節和泵(bèng)變轉速調節(jie)兩種👄主要流(liu)量調節方式(shì),泵變轉速調(diao)節節約的能(neng)耗比出口閥(fá)🐇門調節大得(dé)多,這點可以(yi)從兩者的功(gōng)耗分析和功(gong)耗對比分🥰析(xi)看出。通過離(lí)心泵的流量(liàng)與揚程的關(guan)♍系圖,可以💰更(gèng)為直觀的反(fan)映出🏃♀️兩種調(diào)節方式下的(de)能耗關系。通(tōng)過泵變速調(diào)節來減小流(liú)量還有利于(yú)降低離心泵(beng)發生汽蝕的(de)可能性。當流(liu)量減小越大(da)時,變速調節(jiē)的節能效率(lǜ)也越✏️大,即閥(fá)門調節損耗(hao)✔️功率越大,但(dan)是,泵變速過(guo)大時又會造(zào)成泵效率降(jiang)低,超出泵比(bǐ)例定律範圍(wéi),因此💰,在實際(ji)應用時應♌該(gai)從多方面考(kǎo)慮,在二者之(zhi)間綜合出*的(de)流量調節方(fang)法。
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