
點擊:發布(bù)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(hé)化工工業中(zhōng)更分别高達(dá)59%和26%。因此,泵的(de)節能📱是一項(xiang)意義深遠、潛(qián)力巨大、經濟(ji)效益和社會(huì)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(diao)節不僅方便(bian),而且💞經濟上(shàng)也呈現合理(lǐ)。
摘要:
通過離(li)心泵與管路(lù)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(shì):出口閥門調(diao)節、泵變速調(diào)節🔆和泵的串(chuàn)、并聯調節。用(yong)特性曲線圖(tú)分析🚩了出口(kǒu)閥門調節和(he)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(bèng)用變速調節(jiē)流量比用出(chu)口閥門調節(jiē)流量可以更(geng)好的節約能(neng)耗,且🌈節能效(xiao)率與流量變(biàn)化大小有關(guan)。在實際應用(yòng)時應該注意(yì)變💃🏻速調節🈲的(de)範圍,才能更(gèng)好🐅的應用離(li)心泵變速調(diao)節。
離心泵是(shì)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(neng)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(xīn)泵的流量、壓(yā)頭可能會和(hé)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(duì)泵進行流量(liang)調節,實質是(shi)改變離心泵(bèng)的工作點。離(lí)心泵的工作(zuo)點是由泵的(de)特性曲線和(hé)管路系統特(te)性🌈曲線共同(tóng)決定的,因此(ci),改變任何一(yī)個的特性曲(qu)線🌈都可以達(da)到流量調節(jiē)的目的。目前(qián),離心泵的🛀流(liú)量☁️調節方式(shì)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(shì)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(yàng),為了尋求*、能(néng)耗最小、最節(jie)能的流量調(diào)節方🤩式,必須(xu)全☀️面地了解(jie)離心泵的流(liu)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(biàn)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(kāi)度來控制,其(qí)實質是改變(biàn)管路特性曲(qu)線的位置來(lái)改變泵的👄工(gong)作點。
1.2 改變離(lí)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(biàn)泵結構(如🍉切(qie)✏️削葉輪外徑(jìng)法等)兩種方(fang)法都能改變(biàn)離心泵的特(tè)性曲線,從而(ér)達⛱️到調節流(liu)量(同時改變(biàn)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(you)于改變了泵(bèng)的結構,降低(di)了♋泵的通用(yong)性,盡管它在(zai)某些時候調(diao)節流量經濟(ji)方便1,在生産(chan)中‼️也很少采(cǎi)用。這裡僅分(fen)析改變離心(xin)泵的轉速調(diao)節流量的方(fāng)法。從圖1中分(fen)析,當改變泵(beng)轉速🌍調節流(liu)量從Q1下降💞到(dào)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(qǔ)線He=H0+G1Qe2(管路特曲(qu)線不變化)交(jiao)于點A3(Q2,H3),點A3為通(tōng)過調速調節(jiē)流量後新的(de)工作點。此調(diào)節方法調節(jiē)效果明顯、快(kuai)捷、安全可靠(kao),可以延長泵(beng)使用壽命,節(jie)約電能,另外(wài)降低轉速運(yùn)行還能有效(xiao)的降低離心(xin)泵🆚的汽蝕餘(yu)量NPSHr,使泵遠離(li)汽蝕💘區,減小(xiǎo)離心泵發生(shēng)💘汽蝕的可能(néng)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(ji)(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(xiao)。
1.3 泵的串、并連(lian)調節方式
當(dang)單台離心泵(beng)不能滿足輸(shu)送任務時,可(kě)以采用離👈心(xīn)泵的并聯或(huo)串聯操作。用(yong)兩台相同型(xing)号的離心泵(bèng)并聯,雖然壓(yā)頭變化不大(dà),但加大了總(zǒng)的輸送流量(liang),并聯泵的總(zǒng)效率與單台(tái)泵的效率相(xiàng)同;離心泵串(chuàn)聯時總的壓(ya)頭增✊大,流量(liang)變㊙️化不大,串(chuàn)聯泵的總❄️效(xiao)率與單台泵(bèng)效率相同。
2 不(bu)同調節方式(shì)下泵的能耗(hào)分析
在對不(bu)同調節方式(shì)下的能耗分(fen)析時,文章僅(jǐn)針對目前廣(guǎng)泛采用的閥(fá)門調節和泵(bèng)變轉速調節(jie)兩種調節方(fāng)式加以分析(xī)🐪。由于💁離心泵(beng)的并、串聯操(cāo)作目的在于(yu)提高壓頭或(huo)流量,在化工(gōng)領域運用不(bu)多,其能耗可(kě)以結合圖2進(jin)📐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(lí)心泵運行時(shi),電動機輸入(rù)泵軸的功率(lǜ)N為:
N=vQH/η
式中N——軸功(gōng)率,w;
Q——泵的有效(xiao)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(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(liang)時的功耗
在(zài)進行變速分(fen)析時因要用(yòng)到離心泵的(de)比例定律🙇♀️,根(gen)據其應用條(tiao)件,以下分析(xi)均指離心泵(bèng)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(biàn)速調節流量(liang)到流量🚶Q2時,在(zai)工作點A3泵消(xiao)耗的軸功率(lǜ)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(néng)耗對比分析(xi)
3 結論
對于目(mu)前離心泵通(tōng)用的出口閥(fá)門調節和泵(beng)變轉速調節(jiē)兩種主要流(liú)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(yi)從兩者的功(gōng)☀️耗分析和功(gōng)耗對比分析(xi)看出。通過離(lí)心泵💃的流量(liàng)與揚程的關(guān)系圖,可以更(geng)為直觀的反(fǎn)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(yú)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(lǜ)也越大,即閥(fa)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(jiàng)低,超出泵比(bi)例定律範圍(wei),因此,在實際(jì)應用時應該(gai)從多✔️方面考(kǎo)慮,在二者之(zhī)間綜合出*的(de)流量調節方(fāng)法。
摘要:
通過離(li)心泵與管路(lù)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(shì):出口閥門調(diao)節、泵變速調(diào)節🔆和泵的串(chuàn)、并聯調節。用(yong)特性曲線圖(tú)分析🚩了出口(kǒu)閥門調節和(he)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(bèng)用變速調節(jiē)流量比用出(chu)口閥門調節(jiē)流量可以更(geng)好的節約能(neng)耗,且🌈節能效(xiao)率與流量變(biàn)化大小有關(guan)。在實際應用(yòng)時應該注意(yì)變💃🏻速調節🈲的(de)範圍,才能更(gèng)好🐅的應用離(li)心泵變速調(diao)節。
離心泵是(shì)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(neng)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(xīn)泵的流量、壓(yā)頭可能會和(hé)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(duì)泵進行流量(liang)調節,實質是(shi)改變離心泵(bèng)的工作點。離(lí)心泵的工作(zuo)點是由泵的(de)特性曲線和(hé)管路系統特(te)性🌈曲線共同(tóng)決定的,因此(ci),改變任何一(yī)個的特性曲(qu)線🌈都可以達(da)到流量調節(jiē)的目的。目前(qián),離心泵的🛀流(liú)量☁️調節方式(shì)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(shì)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(yàng),為了尋求*、能(néng)耗最小、最節(jie)能的流量調(diào)節方🤩式,必須(xu)全☀️面地了解(jie)離心泵的流(liu)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(biàn)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(kāi)度來控制,其(qí)實質是改變(biàn)管路特性曲(qu)線的位置來(lái)改變泵的👄工(gong)作點。
1.2 改變離(lí)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(biàn)泵結構(如🍉切(qie)✏️削葉輪外徑(jìng)法等)兩種方(fang)法都能改變(biàn)離心泵的特(tè)性曲線,從而(ér)達⛱️到調節流(liu)量(同時改變(biàn)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(you)于改變了泵(bèng)的結構,降低(di)了♋泵的通用(yong)性,盡管它在(zai)某些時候調(diao)節流量經濟(ji)方便1,在生産(chan)中‼️也很少采(cǎi)用。這裡僅分(fen)析改變離心(xin)泵的轉速調(diao)節流量的方(fāng)法。從圖1中分(fen)析,當改變泵(beng)轉速🌍調節流(liu)量從Q1下降💞到(dào)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(qǔ)線He=H0+G1Qe2(管路特曲(qu)線不變化)交(jiao)于點A3(Q2,H3),點A3為通(tōng)過調速調節(jiē)流量後新的(de)工作點。此調(diào)節方法調節(jiē)效果明顯、快(kuai)捷、安全可靠(kao),可以延長泵(beng)使用壽命,節(jie)約電能,另外(wài)降低轉速運(yùn)行還能有效(xiao)的降低離心(xin)泵🆚的汽蝕餘(yu)量NPSHr,使泵遠離(li)汽蝕💘區,減小(xiǎo)離心泵發生(shēng)💘汽蝕的可能(néng)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(ji)(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(xiao)。
1.3 泵的串、并連(lian)調節方式
當(dang)單台離心泵(beng)不能滿足輸(shu)送任務時,可(kě)以采用離👈心(xīn)泵的并聯或(huo)串聯操作。用(yong)兩台相同型(xing)号的離心泵(bèng)并聯,雖然壓(yā)頭變化不大(dà),但加大了總(zǒng)的輸送流量(liang),并聯泵的總(zǒng)效率與單台(tái)泵的效率相(xiàng)同;離心泵串(chuàn)聯時總的壓(ya)頭增✊大,流量(liang)變㊙️化不大,串(chuàn)聯泵的總❄️效(xiao)率與單台泵(bèng)效率相同。
2 不(bu)同調節方式(shì)下泵的能耗(hào)分析
在對不(bu)同調節方式(shì)下的能耗分(fen)析時,文章僅(jǐn)針對目前廣(guǎng)泛采用的閥(fá)門調節和泵(bèng)變轉速調節(jie)兩種調節方(fāng)式加以分析(xī)🐪。由于💁離心泵(beng)的并、串聯操(cāo)作目的在于(yu)提高壓頭或(huo)流量,在化工(gōng)領域運用不(bu)多,其能耗可(kě)以結合圖2進(jin)📐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(lí)心泵運行時(shi),電動機輸入(rù)泵軸的功率(lǜ)N為:
N=vQH/η
式中N——軸功(gōng)率,w;
Q——泵的有效(xiao)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(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(liang)時的功耗
在(zài)進行變速分(fen)析時因要用(yòng)到離心泵的(de)比例定律🙇♀️,根(gen)據其應用條(tiao)件,以下分析(xi)均指離心泵(bèng)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(biàn)速調節流量(liang)到流量🚶Q2時,在(zai)工作點A3泵消(xiao)耗的軸功率(lǜ)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(néng)耗對比分析(xi)
3 結論
對于目(mu)前離心泵通(tōng)用的出口閥(fá)門調節和泵(beng)變轉速調節(jiē)兩種主要流(liú)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(yi)從兩者的功(gōng)☀️耗分析和功(gōng)耗對比分析(xi)看出。通過離(lí)心泵💃的流量(liàng)與揚程的關(guān)系圖,可以更(geng)為直觀的反(fǎn)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(yú)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(lǜ)也越大,即閥(fa)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(jiàng)低,超出泵比(bi)例定律範圍(wei),因此,在實際(jì)應用時應該(gai)從多✔️方面考(kǎo)慮,在二者之(zhī)間綜合出*的(de)流量調節方(fāng)法。

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