通過離心泵與(yǔ)管路系統的特(te)性曲線圖分析(xi)了離心泵♻️流量(liàng)調🐉節的幾種主(zhǔ)要方式:出口閥(fa)門調節、泵變速(sù)調節和泵的串(chuàn)✉️、并聯調節。用特(tè)性曲線圖分析(xi)了出口閥門調(diào)節和泵變速調(diào)節兩種方式的(de)能耗損失,并進(jìn)行了對比,指出(chū)離心泵用變速(su)調節流量♋比用(yòng)出口閥門調節(jie)流量可以更好(hǎo)的✔️節約能耗,且(qie)節能效率與流(liu)💁量變化大小有(you)關。在實際應用(yòng)時應☀️該注意變(biàn)速調節的範圍(wei),才能更好的應(yīng)用離心泵變速(sù)調節。
離心泵是(shi)廣泛應用于化(huà)工工業系統的(de)一種通用流體(ti)機械。它具有性(xing)能适應範圍廣(guang)(包括流量、壓頭(tóu)及對輸送介質(zhì)性質的适應性(xìng))、體積小、結構簡(jian)單、操作容易、操(cao)作費用低等諸(zhū)多優點。通常㊙️,所(suo)選離心泵的流(liú)量、壓頭可能會(huì)和管路中❌要求(qiu)的不一緻,或由(you)于生産任務🙇🏻、工(gong)藝要求發生變(bian)化,此時都要求(qiu)對泵🎯進行流量(liàng)調節,實質是改(gǎi)變離心泵的工(gōng)作點。離心泵的(de)工作♻️點是由泵(bèng)的特性曲線和(hé)管路系統特性(xing)❄️曲線共同決定(dìng)的,因此,改變任(rèn)何一個的特性(xìng)曲線都可以達(da)到流量調節的(de)目的。目前,離心(xīn)泵的流量調節(jiē)方式主要有調(diao)節閥控制、變速(sù)控制⁉️以及泵的(de)并、串聯調節等(děng)。由于各種🐪調節(jiē)方式的原理不(bú)同,除有自己的(de)優缺點外,造成(chéng)的能量損耗也(ye)不一樣,為了尋(xun)求*、能耗最小、最(zui)節能的流量調(diào)節方式,必須全(quan)面地了解離心(xin)泵的流量調節(jiē)方式與能耗之(zhi)間🤟的關系。
1、泵流(liu)量調節的主要(yào)方式
1.1 改變管路(lù)特性曲線
改變(bian)離心泵流量最(zui)簡單的方法就(jiu)是利用泵出口(kou)閥門的開度☔來(lái)控制,其實質是(shi)改變管路特性(xìng)曲線🌈的位💃置來(lái)改變泵的工作(zuò)點。
1.2 改變離心泵(beng)特性曲線
根據(jù)比例定律和切(qiē)割定律,改變泵(bèng)的轉速、改變泵(bèng)結👨❤️👨構(如切削葉(yè)輪外徑法等)兩(liǎng)種方法都能改(gai)變離心泵的特(tè)❄️性曲線,從而達(dá)到調節流量(同(tong)時改變壓頭)的(de)目的。但是⭕對于(yú)已經工作的泵(bèng),改變泵結構的(de)方法不太方便(biàn),并且由于改變(bian)了泵的結構,降(jiàng)低了✉️泵的通用(yòng)性,盡管它在某(mou)些時候調節流(liu)量經濟方便[1],在(zài)生産中也很少(shǎo)采用。這裡僅分(fèn)析改變離⛷️心泵(beng)的轉速調節流(liú)量的方法。從圖(tú)1中分析,當改變(biàn)泵轉速調節流(liú)量從Q1下降🏒到Q2時(shí),泵的轉速(或📱電(diàn)機轉速)從n1下降(jiàng)到n2,轉速為n2下泵(bèng)的特性曲線Q-H與(yu)管路特性曲線(xiàn)He=H0+G1Qe2(管路特曲線不(bú)變化)交于🐉點A3(Q2,H3),點(diǎn)A3為通過調✍️速調(diào)節流量後新的(de)工作點。此調節(jie)🈲方法調節效果(guǒ)明顯、快捷、安全(quan)😄可靠,可以延長(zhǎng)泵使用壽命,節(jie)約電能,另外降(jiang)低轉速運行還(hai)能有效的降低(di)離💃心泵💃的汽蝕(shí)餘量NPSHr,使泵遠離(li)汽蝕區,減♌小離(lí)心泵發生汽蝕(shi)的可能性♍[2]。缺點(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)🔱速需要有⚽通過(guo)變頻技術來改(gai)變原動機(通常(cháng)是電動機)的轉(zhuan)速,原理複🍓雜,投(tou)資較大,且流量(liàng)調節範圍小。
1.3 泵(bèng)的串、并連調節(jiē)方式
當單台離(li)心泵不能滿足(zú)輸送任務時,可(kě)以采用離心泵(beng)的😘并聯✂️或串聯(lián)操作。用兩台相(xiàng)同型号的離心(xin)泵并🎯聯,雖然壓(ya)頭變化不大,但(dàn)加大了總的輸(shu)送流量,并聯泵(beng)的總🔞效率與單(dan)台泵😘的效率相(xiàng)同;離心泵串聯(lian)時總⛹🏻♀️的壓頭增(zeng)大,流量變化不(bu)大,串聯泵的總(zǒng)🥰效率與單台泵(beng)效率相同。
2、不同(tóng)調節方式下泵(bèng)的能耗分析
在(zai)對不同調節方(fāng)式下的能耗分(fen)析時,文章僅針(zhēn)對目前💁廣泛采(cǎi)用的閥門調節(jie)和泵變轉速調(diào)節兩種調節方(fāng)式加以分析☂️。由(you)于離心泵的并(bing)、串聯操作目的(de)在于提高壓頭(tou)或流量,在化工(gong)領域運用不多(duo),其能耗可以🐉結(jie)合圖2進行分析(xī),方法基本相同(tong)。
2.1 閥門調節流量(liàng)時的功耗
離心(xin)泵運行時,電動(dòng)機輸入泵軸的(de)功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸(zhóu)功率,w;
Q——泵的有效(xiao)壓頭,m;
H——泵的實際(ji)流量,m3/s;
v——流體比重(zhòng),N/m3;
η——泵的效率。
當用(yong)閥門調節流量(liang)從Q1到Q2,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率(lü)為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功(gōng)率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門上損耗(hao)得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——離心泵(beng)損失的功率,W。
2.2 變(bian)速調節流量時(shí)的功耗
在進行(háng)變速分析時因(yīn)要用到離心泵(bèng)的比例定律🙇♀️,根(gēn)據其應🌏用💁條件(jiàn),以下分析均指(zhǐ)離心泵的變速(sù)範圍在±20%内,且離(li)心泵本身效率(lǜ)的變化不大[3]。用(yong)電動機變速調(diào)節流量到流量(liàng)Q2時,在工作點A3泵(bèng)消耗的軸功率(lǜ)為:
NA3=vQ2H3/η
同樣經變換(huàn)可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中 vQ2H3——實際(ji)有用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心(xin)泵損失的功率(lǜ),W。
2.3 能耗對比分析(xī)
3、結論
對于目前(qián)離心泵通用的(de)出口閥門調節(jie)和泵變轉速調(diao)節兩種🌐主要流(liu)量調節方式,泵(beng)變轉速調節節(jiē)約的🛀能耗比出(chu)口閥門調節大(dà)得多,這點可以(yi)從兩者的功耗(hào)分析和功耗對(duì)比分析看出。通(tōng)過離心泵⭐的流(liu)量與揚程的關(guān)系圖,可以更為(wei)直觀的反映出(chū)兩種調節方式(shi)下的能耗關系(xi)。通過泵變速調(diao)節來❌減小流量(liang)還有利于降低(di)離心🔱泵發生汽(qi)蝕的可能性。當(dang)流量減小越大(dà)時,變速調節的(de)節能效率也越(yuè)大,即閥門調節(jiē)損耗功率越大(da),但是,泵變速過(guo)大時又會造成(chéng)泵效率降低,超(chāo)出泵比例定律(lǜ)範圍,因此,在實(shí)際應用時應該(gai)從多💁方面考慮(lü),在二者之間綜(zōng)合出*的流量調(diao)節方法。
離心泵是(shi)廣泛應用于化(huà)工工業系統的(de)一種通用流體(ti)機械。它具有性(xing)能适應範圍廣(guang)(包括流量、壓頭(tóu)及對輸送介質(zhì)性質的适應性(xìng))、體積小、結構簡(jian)單、操作容易、操(cao)作費用低等諸(zhū)多優點。通常㊙️,所(suo)選離心泵的流(liú)量、壓頭可能會(huì)和管路中❌要求(qiu)的不一緻,或由(you)于生産任務🙇🏻、工(gong)藝要求發生變(bian)化,此時都要求(qiu)對泵🎯進行流量(liàng)調節,實質是改(gǎi)變離心泵的工(gōng)作點。離心泵的(de)工作♻️點是由泵(bèng)的特性曲線和(hé)管路系統特性(xing)❄️曲線共同決定(dìng)的,因此,改變任(rèn)何一個的特性(xìng)曲線都可以達(da)到流量調節的(de)目的。目前,離心(xīn)泵的流量調節(jiē)方式主要有調(diao)節閥控制、變速(sù)控制⁉️以及泵的(de)并、串聯調節等(děng)。由于各種🐪調節(jiē)方式的原理不(bú)同,除有自己的(de)優缺點外,造成(chéng)的能量損耗也(ye)不一樣,為了尋(xun)求*、能耗最小、最(zui)節能的流量調(diào)節方式,必須全(quan)面地了解離心(xin)泵的流量調節(jiē)方式與能耗之(zhi)間🤟的關系。
1、泵流(liu)量調節的主要(yào)方式
1.1 改變管路(lù)特性曲線
改變(bian)離心泵流量最(zui)簡單的方法就(jiu)是利用泵出口(kou)閥門的開度☔來(lái)控制,其實質是(shi)改變管路特性(xìng)曲線🌈的位💃置來(lái)改變泵的工作(zuò)點。
1.2 改變離心泵(beng)特性曲線
根據(jù)比例定律和切(qiē)割定律,改變泵(bèng)的轉速、改變泵(bèng)結👨❤️👨構(如切削葉(yè)輪外徑法等)兩(liǎng)種方法都能改(gai)變離心泵的特(tè)❄️性曲線,從而達(dá)到調節流量(同(tong)時改變壓頭)的(de)目的。但是⭕對于(yú)已經工作的泵(bèng),改變泵結構的(de)方法不太方便(biàn),并且由于改變(bian)了泵的結構,降(jiàng)低了✉️泵的通用(yòng)性,盡管它在某(mou)些時候調節流(liu)量經濟方便[1],在(zài)生産中也很少(shǎo)采用。這裡僅分(fèn)析改變離⛷️心泵(beng)的轉速調節流(liú)量的方法。從圖(tú)1中分析,當改變(biàn)泵轉速調節流(liú)量從Q1下降🏒到Q2時(shí),泵的轉速(或📱電(diàn)機轉速)從n1下降(jiàng)到n2,轉速為n2下泵(bèng)的特性曲線Q-H與(yu)管路特性曲線(xiàn)He=H0+G1Qe2(管路特曲線不(bú)變化)交于🐉點A3(Q2,H3),點(diǎn)A3為通過調✍️速調(diào)節流量後新的(de)工作點。此調節(jie)🈲方法調節效果(guǒ)明顯、快捷、安全(quan)😄可靠,可以延長(zhǎng)泵使用壽命,節(jie)約電能,另外降(jiang)低轉速運行還(hai)能有效的降低(di)離💃心泵💃的汽蝕(shí)餘量NPSHr,使泵遠離(li)汽蝕區,減♌小離(lí)心泵發生汽蝕(shi)的可能性♍[2]。缺點(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)🔱速需要有⚽通過(guo)變頻技術來改(gai)變原動機(通常(cháng)是電動機)的轉(zhuan)速,原理複🍓雜,投(tou)資較大,且流量(liàng)調節範圍小。
1.3 泵(bèng)的串、并連調節(jiē)方式
當單台離(li)心泵不能滿足(zú)輸送任務時,可(kě)以采用離心泵(beng)的😘并聯✂️或串聯(lián)操作。用兩台相(xiàng)同型号的離心(xin)泵并🎯聯,雖然壓(ya)頭變化不大,但(dàn)加大了總的輸(shu)送流量,并聯泵(beng)的總🔞效率與單(dan)台泵😘的效率相(xiàng)同;離心泵串聯(lian)時總⛹🏻♀️的壓頭增(zeng)大,流量變化不(bu)大,串聯泵的總(zǒng)🥰效率與單台泵(beng)效率相同。
2、不同(tóng)調節方式下泵(bèng)的能耗分析
在(zai)對不同調節方(fāng)式下的能耗分(fen)析時,文章僅針(zhēn)對目前💁廣泛采(cǎi)用的閥門調節(jie)和泵變轉速調(diào)節兩種調節方(fāng)式加以分析☂️。由(you)于離心泵的并(bing)、串聯操作目的(de)在于提高壓頭(tou)或流量,在化工(gong)領域運用不多(duo),其能耗可以🐉結(jie)合圖2進行分析(xī),方法基本相同(tong)。
2.1 閥門調節流量(liàng)時的功耗
離心(xin)泵運行時,電動(dòng)機輸入泵軸的(de)功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸(zhóu)功率,w;
Q——泵的有效(xiao)壓頭,m;
H——泵的實際(ji)流量,m3/s;
v——流體比重(zhòng),N/m3;
η——泵的效率。
當用(yong)閥門調節流量(liang)從Q1到Q2,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率(lü)為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功(gōng)率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門上損耗(hao)得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——離心泵(beng)損失的功率,W。
2.2 變(bian)速調節流量時(shí)的功耗
在進行(háng)變速分析時因(yīn)要用到離心泵(bèng)的比例定律🙇♀️,根(gēn)據其應🌏用💁條件(jiàn),以下分析均指(zhǐ)離心泵的變速(sù)範圍在±20%内,且離(li)心泵本身效率(lǜ)的變化不大[3]。用(yong)電動機變速調(diào)節流量到流量(liàng)Q2時,在工作點A3泵(bèng)消耗的軸功率(lǜ)為:
NA3=vQ2H3/η
同樣經變換(huàn)可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中 vQ2H3——實際(ji)有用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心(xin)泵損失的功率(lǜ),W。
2.3 能耗對比分析(xī)
3、結論
對于目前(qián)離心泵通用的(de)出口閥門調節(jie)和泵變轉速調(diao)節兩種🌐主要流(liu)量調節方式,泵(beng)變轉速調節節(jiē)約的🛀能耗比出(chu)口閥門調節大(dà)得多,這點可以(yi)從兩者的功耗(hào)分析和功耗對(duì)比分析看出。通(tōng)過離心泵⭐的流(liu)量與揚程的關(guān)系圖,可以更為(wei)直觀的反映出(chū)兩種調節方式(shi)下的能耗關系(xi)。通過泵變速調(diao)節來❌減小流量(liang)還有利于降低(di)離心🔱泵發生汽(qi)蝕的可能性。當(dang)流量減小越大(dà)時,變速調節的(de)節能效率也越(yuè)大,即閥門調節(jiē)損耗功率越大(da),但是,泵變速過(guo)大時又會造成(chéng)泵效率降低,超(chāo)出泵比例定律(lǜ)範圍,因此,在實(shí)際應用時應該(gai)從多💁方面考慮(lü),在二者之間綜(zōng)合出*的流量調(diao)節方法。














