離心泵廣泛應(yīng)用于化工、水利等行業(yè),所以其工況選擇和能耗分析越來越受到重視。
離心泵的工作能力包含某一時刻的實際出水量、流量、揚程、效率、揚程和軸功率等因素,所以一般來說,由于生產(chǎn)操作和工藝要求的變化,調(diào)整離心泵的流量對改變離心泵的工作點起著不可或缺的作用。接下來我們介紹三個調(diào)節(jié)離心泵的流量的步驟。
離心泵的工作原理是通過電機的高速旋轉(zhuǎn),將機械能轉(zhuǎn)化為提升液體的動能和勢能的能量轉(zhuǎn)換和傳輸過程。這一特點說明,離心泵的工作點是由泵和管道系統(tǒng)的能量供需平衡決定的。
閥門節(jié)流
在泵速(通常為額定轉(zhuǎn)速)保持不變的情況下,通過改變泵出口閥門的開度,可以輕松地改變離心泵的流量。這種方法實質(zhì)上是通過調(diào)整管道特性曲線的位置來改變泵的工作點。閥門關(guān)閉時,管道的局部阻力上升,泵的工作點向左移動,相關(guān)流量隨之減少。相反,當閥門關(guān)閉時,沒有流量,阻力無窮大。此時,柱狀圖和管道特性曲線處于同一直線上。流量控制閥關(guān)閉時,水泵的揚程特性、供水能力和管道阻力特性不受影響。然而,當閥門打開時,這些特性會發(fā)生變化。這種方式無需額外投資,可在確切的越大流量和零流量之間自由調(diào)節(jié),具有操作方便、流量連續(xù)的特點。同時,它在各種情況下都有廣泛的應(yīng)用。但是,節(jié)流調(diào)節(jié)是利用離心泵多余的能量來維持特定的供給量,這在經(jīng)濟上是不合理的,而且還會導(dǎo)致離心泵的效率下降。
變頻調(diào)速
離心泵調(diào)速的基本要求是使工作點偏離區(qū)。供水能力、管道系統(tǒng)特性和揚程特性都會隨著水泵轉(zhuǎn)速的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。當水泵轉(zhuǎn)速變化時,閥門開度在越大開度時保持不變。當所需流量小于額定流量時,變頻調(diào)速的揚程小于閥門節(jié)流。因此,變頻調(diào)速所需的供水功率也小于閥門節(jié)流。與閥門節(jié)流相比,變頻調(diào)速的節(jié)能效果明顯,離心泵的工作效率越高。此外,通過預(yù)設(shè)升速或降速時間來延長啟動或停止過程,變頻調(diào)速不僅助于降低離心泵發(fā)生氣蝕的可能性,還能顯著降低動態(tài)扭矩。同時,它從根本上消除了極具破壞性的水錘效應(yīng),大大延長了泵和管道系統(tǒng)的使用壽命。
分流器葉輪
葉輪的直徑?jīng)Q定了泵在轉(zhuǎn)速恒定時的壓頭和流量。而切割技術(shù)可以改變同類型離心泵的特性曲線。根據(jù)切割定律,如果葉輪的切割量控制在規(guī)定范圍內(nèi),切割前后水泵的相應(yīng)效率可視為恒定。改變水泵性能的快速而直接的方法是切割葉輪。這種被稱為變徑調(diào)節(jié)的技術(shù)在某種程度上解決了水泵型號和規(guī)格受限與供水對象多樣化之間的矛盾,提高了水泵的實用性。眾所周知,切割葉輪是一個不可逆的過程,因此用戶在將其付諸實踐之前,須進行準確的計算并評估其經(jīng)濟可行性。
在實際應(yīng)用中,應(yīng)從多方面考慮,在各種流量調(diào)節(jié)方法中綜合出一些可靠的方案,以確保
離心泵的有效運行。