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(hé)化工工業中(zhong)更分别高達(da)59%和26%。因此,泵的(de)節能🔅是一項(xiàng)意義深遠、潛(qián)力巨大、經濟(jì)效益和社會(hui)效益⛱️十分顯(xian)著的大事。過(guò)去,離心泵的(de)調節🚶♀️,普遍采(cǎi)用閥門控制(zhì)和啟閉旁通(tōng)等方法,能量(liang)損失很大。随(sui)着變頻技術(shù)工業應用的(de)發展,變速調(diào)節不僅方便(bian),而且♋經濟上(shang)也呈現🏃♀️合理(li)。
摘要:
通過離(lí)心泵與管路(lu)系統的特性(xìng)曲線圖分析(xī)了離👣心泵🚶流(liú)量調節的幾(ji)種主要方式(shì):出口閥門調(diao)節、泵變速調(diào)節和泵的串(chuan)、并聯調節。用(yong)特性曲線圖(tú)分析了出口(kǒu)🔞閥門調節和(hé)泵變速調節(jiē)兩種方式的(de)能耗🌏損失,并(bing)進行了對比(bi),指出離心泵(beng)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(xiao)率與流量變(bian)化大小有關(guan)。在實際應用(yong)時應該注意(yi)變速調節🧡的(de)範圍,才能更(gèng)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(xi)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(yā)頭及對📱輸送(song)介質性質的(de)适應性)、體積(ji)小、結構簡單(dān)、操作容易📧、操(cao)作費用低等(děng)諸多優點。通(tōng)常㊙️,所選離心(xin)泵的流量、壓(ya)頭可能會和(he)管路中要求(qiú)的不一緻,或(huò)由于生産任(rèn)務、工藝要求(qiú)發生變化,此(ci)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(zuò)點是由泵的(de)特性曲線和(hé)管路系統特(tè)性曲線共同(tong)決定的,因此(ci),改變任何一(yi)個的🧑🏾🤝🧑🏼特性曲(qu)線都可以達(da)到流量調節(jiē)✊的目的。目前(qian),離心泵的☁️流(liu)量🙇♀️調節方式(shi)主要有♈調節(jie)閥🔆控制、變速(sù)控制🌈以及泵(bèng)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(zao)成的能量㊙️損(sǔn)耗也不一樣(yang),為了尋求*、能(néng)耗最小、最節(jiē)能的流量調(diào)節👅方式,必須(xu)全面地了解(jiě)離心泵的流(liú)量調節方式(shi)與能耗之間(jian)的關系。
1 泵流(liú)量調節的主(zhu)要方式
1.1 改變(bian)管路特性曲(qǔ)線
改變離心(xin)泵流量最簡(jian)單的方法就(jiù)是利用泵出(chū)口閥⁉️門的開(kai)度來控制,其(qi)實質是改變(biàn)管路特性曲(qu)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(gē)定律,改變泵(beng)的轉速、改變(bian)泵結構(如切(qie)削葉輪外徑(jing)法等)兩種方(fāng)法都能改變(biàn)離心泵的特(te)性曲㊙️線,從🔞而(ér)達到調節流(liú)量(同時改變(biàn)壓頭)的目的(de)。但是對于已(yǐ)經工作的泵(bèng),改變泵結構(gou)的方法不太(tai)方便,并且由(you)于改變了泵(bèng)的結構,降低(di)了泵的通用(yòng)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(xin)泵✌️的轉速調(diào)節流量的方(fāng)法。從圖1中分(fèn)析,當改變泵(beng)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(su))從n1下降到n2,轉(zhuǎn)速為n2下泵的(de)特性曲線Q-H與(yǔ)管路特性曲(qu)線🔅He=H0+G1Qe2(管路特曲(qǔ)線不變化)交(jiao)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(jie)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(yùn)⛷️行還能有效(xiao)的降低離心(xīn)泵的汽蝕餘(yu)量NPSHr,使泵遠離(li)汽蝕💋區,減小(xiǎo)離心泵發生(sheng)汽蝕的可能(neng)性2。缺點是改(gai)變泵的轉速(sù)需要有通過(guò)變頻技術來(lai)改變原動機(jī)(通常是電動(dong)機)的轉速,原(yuan)理複🌈雜,投資(zi)較大,且流量(liàng)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(bèng)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(yòng)兩台相同型(xíng)号的離心泵(beng)并聯,雖然壓(yā)頭變化不大(da),但加大了總(zǒng)的輸送流💰量(liang),并聯泵的總(zǒng)效率與單台(tai)泵的效率相(xiang)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(hao)分析
在對不(bú)同調節方式(shì)下的能耗分(fèn)析時,文章僅(jin)針對目前廣(guǎng)㊙️泛采✊用的閥(fa)門調節和泵(bèng)變轉速調節(jiē)兩種調節方(fang)式加以分析(xī)。由于離心泵(bèng)的并、串聯操(cao)作目的在于(yu)提高壓🌈頭或(huò)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(fa)基本相🈲同。
2.1 閥(fa)門調節流量(liang)時的功耗
離(lí)心泵運行時(shí),電動機輸入(ru)泵軸的功率(lǜ)N為:
N=vQH/η
式中N——軸功(gōng)率,w;
Q——泵的有效(xiào)壓頭,m;
H——泵的實(shí)際流量,m3/s;
v——流體(ti)比重,N/m3;
η——泵的效(xiao)率。
當用閥門(mén)調節流量從(cong)Q1到Q2,在工作點(dian)A2消耗的軸功(gong)率✂️為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有(you)用功率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門(men)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(liang)時的功耗
在(zai)進行變速分(fèn)析時因要用(yong)到離心泵的(de)比例定律🐅,根(gēn)據其應用條(tiao)件,以下分析(xi)均指離心泵(beng)的變速範圍(wei)在±20%内,且離心(xin)泵本身效率(lǜ)的變化不大(dà)3。用電動機變(bian)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(zhōng) vQ2H3——實際有用功(gōng)率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心泵損(sun)失的功率,W。
2.3 能(neng)耗對比分析(xi)
3 結論
對于目(mu)前離心泵通(tong)用的出口閥(fá)門調節和泵(beng)變轉速調節(jiē)兩種主要流(liu)量調節方式(shì),泵變轉速調(diào)節節約的能(néng)耗比出口閥(fa)門調節大得(de)多,這點可以(yǐ)從兩者的功(gong)耗分析🈲和功(gong)耗對比分析(xī)看出🈲。通過離(lí)心泵的流量(liang)與揚程的關(guan)系圖,可以更(gèng)為直觀的反(fan)映出兩種調(diao)節方式下的(de)能耗關系。通(tōng)過泵變速調(diào)節來⚽減小流(liu)量還有⛹🏻♀️利于(yu)降低離心泵(bèng)發生汽蝕的(de)可能性。當流(liu)量減小越大(da)時,變🈚速調節(jie)的節能效率(lü)也越大,即閥(fa)門調節損耗(hao)📞功率越大,但(dàn)是,泵變速過(guo)大時又會造(zào)成泵效率降(jiàng)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。














