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淺談管道離心泵的流量調節方式與能耗分析

發布時間:2020-11-11 點擊量:1120

管道離心泵流量調節的幾種主要方式:出口閥門調節、泵變速調節和泵的串、并聯調節。我們通過分析對比,發現管道離心泵用變速調節流量比用出口閥門調節流量可以更好的節約能耗,且節能效率與流量變化大小有關。在實際應用時應該注意變速調節的范圍,才能更好的應用離心泵變速調節。


管道離心泵的工作點是由泵的特性曲線和管路系統特性曲線共同決定的,因此,改變任何一個的特性曲線都可以達到流量調節的目的。由于各種調節方式的原理不同,除有自己的優缺點外,造成的能量損耗也不一樣,為了尋求最佳、能耗最小、最節能的流量調節方式,必須全面地了解管道離心泵的流量調節方式與能耗之間的關系。 

 

ISG型管道泵1.jpg

ISG型立式管道離心泵


1、管道離心泵流量調節的主要方式

1.1 改變管路特性曲線

改變管道離心泵流量最簡單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制,其實質是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點。 


1.2 改變管道離心泵特性曲線

根據比例定律和切割定律,改變管道離心泵的轉速、改變泵結構(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變管道離心泵的特性曲線,從而達到調節流量(同時改變壓頭)的目的。 但是對于已經工作的管道離心泵,改變泵結構的方法不太方便,并且由于改變了管道離心泵的結構,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。


1.3 管道離心泵的串、并連調節方式

當單臺管道離心泵不能滿足輸送任務時,可以采用管道離心泵的并聯或串聯操作。用兩臺相同型號的管道離心泵并聯,雖然壓頭變化不大,但加大了總的輸送流量,并聯泵的總效率與單臺泵的效率相同;管道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臺泵效率相同。 


ISW臥式管道泵1.jpg

ISW型臥式管道離心泵


2、不同調節方式下管道離心泵的能耗分析

在對不同調節方式下的能耗分析時,文章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。由于管道離心泵的并、串聯操作目的在于提高壓頭或流量,在化工領域運用不多,方法基本相同。 


2.1 閥門調節流量時的功耗

管道離心泵運行時,電動機輸入泵軸的功率N為: 

N=vQH/η 

N——軸功率,w; 

Q——泵的有效壓頭,m; 

H——泵的實際流量,m3/s; 

v——流體比重,N/m3; 

η——泵的效率。 

當用閥門調節流量從Q1到Q2,在工作點A2消耗的軸功率為: 

NA2=vQ2H2/η 

vQ2H3——實際有用功率,W; 

vQ2(H2-H3)——閥門上損耗得功率,W; 

vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。 


2.2 變速調節流量時的功耗

在進行變速分析時因要用到管道離心泵的比例定律,根據其應用條件,以下分析均指管道離心泵的變速范圍在±20%內,且管道離心泵本身效率的變化不大。用電動機變速調節流量到流量Q2時,在工作點A3泵消耗的軸功率為: 

NA3=vQ2H3/η 

同樣經變換可得: 

NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2) 

式中 vQ2H3——實際有用功率,W; 

vQ2H3(1/η-1)——離心泵損失的功率,W。 


IRG型熱水管道泵11.jpg

IRG型熱水管道泵


3、結論

對于目前管道離心泵通用的出口閥門調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節方式,泵變轉速調節節約的能耗比出口閥門調節大得多,這點可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過泵變速調節來減小流量還有利于降低管道離心泵發生汽蝕的可能性。


當流量減小越大時,變速調節的節能效率也越大,即閥門調節損耗功率越大,但是,泵變速過大時又會造成泵效率降低,超出泵比例定律范圍,因此,在實際應用時應該從多方面考慮,在二者之間綜合出最佳的流量調節方法。


本文關于淺談管道離心泵流量的調節方式與能耗分析內容均由長沙水泵生產廠家瀟湘制泵整理發布。


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