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    離心泵性能調節方法

    Dec.31,2022瀏覽量:返回上一頁

    離心泵是化工系統中廣泛使用的通用流體機械。它具有性能適應性廣(包括流量、揚程和對泵送介質特性的適應性)、體積小、結構簡單、易于操作、運行成本低等諸多優點。

    通常,所選離心泵的流量和揚程可能與管道系統中的要求不一致,或者由于生產任務和工藝要求的變化,此時需要調整泵的流量,這本質上改變了離心泵的工作點。離心泵的工作點由泵的特性曲線和管道系統的特性曲線確定。因此,改變任何特性曲線都可以達到流量調節的目的。

    目前,離心泵的流量調節方法主要有調節閥控制、變速控制、泵并聯和串聯調節。由于各種調節方法的原理不同,以及各自的優缺點,造成的能量損失也不同。要想找到最佳、能耗最低和最節能的流量調節方法,就必須充分了解離心泵的流量調節方式與能耗之間的關系。

    泵流量調節的主要方法

    1.1 改變管道特性曲線

    改變離心泵流量的最簡單方法是調整泵出口閥的開度、而保持轉速(通常為額定轉速)不變,這實質上是改變管道特性曲線的位置、更改泵的工作點。泵特性曲線Q - H與管道特性曲線Q的交點是閥門全開時泵的極限工作點。當閥門關閉時,管道的局部阻力增加,泵的工作點向左移動,相應的流量降低。當閥門完全關閉時,它相當于無限大的阻力,流量為零。此時,管道的特性曲線與縱坐標一致??梢钥闯?,當通過關小閥門來控制流量時,離心泵本身的泵送能力不變,揚程特性不變,管道阻力特性會隨著閥門開度的變化而變化。該方法易于操作,連續流動,可以在最大流量和零流量之間自由調節,無需額外投資。然而,節流調節是通過消耗離心泵的多余能量來維持一定的泵送量,離心泵的效率也會降低,這在經濟上是不合理的。見圖1。

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    1.2 改變離心泵的特性曲線

    保持閥門開度不變(通常為最大開度)- 即管道系統特性保持不變的情況下,根據相似定律和切割定律,改變泵的轉速和/或改變泵結構(如切割葉輪外徑法等)兩種方法可以改變離心泵的特性曲線,從而達到調節流量(同時改變揚程)的目的。但是,對于用戶現場一直在工作的泵,改變泵結構的方法不太方便,而且由于泵結構的改變,降低了泵的通用性,盡管在某些時候該方法調節流量既經濟又方便,但在生產中很少使用。圖2為調整轉速后泵的流量 - 揚程曲線變化示意圖。

    這里只分析了改變離心泵轉速來調節流量的方法。當改變泵的轉速以將流量從Q1向下調節至Q2時,泵的轉速(或電動機轉速)從n1向下調節到n2,泵特性曲線Q - H和管道特性曲線He=H0+G1Qe2(管道特性曲線不變)下的轉速n2在點A3(Q2,H3)處相交,點A3表示通過轉速調節流量后的新工作點。

    這種調節方法明顯、快速、安全、可靠,可以延長泵的使用壽命,節省電力,除降低運行轉速外,還可以有效降低離心泵的汽蝕余量NPSHr,使泵遠離汽蝕區,減少離心泵汽蝕的可能性。缺點是改變泵轉速需要通過變頻技術來改變原動機(通常是電動機)的轉速,原理復雜,投資大,且流量調節范圍小。

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    1.3 泵串聯、并聯調節模式

    當單個離心泵不能滿足輸送任務時,可以使用離心泵的并聯或串聯運行。兩臺相同類型的離心泵并聯時,雖然揚程變化不大,但增加了總輸送流量,并聯泵的總效率和單泵效率相同(見圖3)。離心泵串聯時總揚程增加,流量變化不大,串聯泵和單泵的總效率相同(見圖4)。

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