離心泵幾種流量調節方式的能耗分析精選

　　離心泵是一種廣泛應用于冶金、化肥、化工、礦山、制藥等領(lǐng)域的通用流體機械。其特點(diǎn)是體積小巧、結構簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、性能參數范圍廣(包括流量、揚程及對輸送流體的介質(zhì))等諸多優(yōu)點(diǎn)。通常離心泵的流量、揚程可能與管道的設計中要求的不同，或者由于生產(chǎn)與工藝發(fā)生變化，這時(shí)就要對離心泵的流量進(jìn)行調節，改變離心泵的流量。流量點(diǎn)是由離心泵的性能曲線(xiàn)決定的，因此，改變性能曲線(xiàn)都可以達到流量調節的目的。

　　離心泵的流量調節形式主要有閥門(mén)控制、變頻變速控制以及并串聯(lián)調節等。由于各種方式的原理不同，所造成的功率能量損失也不同，為了尋求Z佳、耗能Z小、Z節能的流量調節方式，我們就要了解離心泵的流量調節方式與耗能之間的關(guān)系。

　　通過(guò)離心泵的性能曲線(xiàn)來(lái)分析離心泵流量調節的幾種主要方式：出口閥門(mén)調節、泵變頻變速調節和串并聯(lián)調節。用性能曲線(xiàn)圖來(lái)分析了出口閥門(mén)調節和泵變頻變速調節兩種方式的耗能損失進(jìn)行對比，離心泵用變頻變速調節流量比用出口閥門(mén)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(guān)。在實(shí)際應用時(shí)應該注意變頻變速調節的范圍和電機的溫升，才能更好的應用離心泵變頻變速調節。

　　一、離心泵流量調節的主要方式：

　　1、閥門(mén)開(kāi)關(guān)性能曲線(xiàn)調節

　　改變離心泵流量Z簡(jiǎn)單的方法就是通過(guò)開(kāi)關(guān)出口閥門(mén)大小來(lái)控制其流量，其實(shí)質(zhì)是改變性能曲線(xiàn)的位置來(lái)改變泵的工作點(diǎn)。通過(guò)改變泵的轉速、改變泵結構(比如切削葉輪外徑)都能改變離心泵的性能曲線(xiàn)，從而達到調節流量的目的。對于已經(jīng)在生產(chǎn)線(xiàn)上工作的泵，改變泵結構的方法不太方便，并且由于改變了泵的結構，降低了泵的通用性，盡管它在某些時(shí)候調節流量經(jīng)濟方便，在生產(chǎn)中也很少采用。也許變泵的轉速的調節方法調節效果明顯且節約電能，另外降低轉速運行還能使泵遠離汽蝕區，減小離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。其缺點(diǎn)是改變泵的轉速需要有通過(guò)變頻技術(shù)來(lái)改變原動(dòng)機(通常是電動(dòng)機)的轉速，變頻器價(jià)格比較貴。

　　2、離心泵的串、并連調節方式

　　在實(shí)際工況情況下單臺離心泵不能滿(mǎn)足輸送時(shí)，可以采用多臺離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)。用兩臺相同規則型號的離心泵并聯(lián)流量是兩臺泵的總合，但揚程基本不變，并聯(lián)泵的總效率與單臺泵的效率相同;離心泵串聯(lián)時(shí)揚程是兩臺泵的相加和，流量基本不變，串聯(lián)泵的總效率與單臺泵效率相同。

　　二、不同調節方式泵的耗能分析

　　1、 閥門(mén)調節流量時(shí)的耗能

　　離心泵運行時(shí)，電動(dòng)機輸入泵軸的功率N為：

　　N=vQH/η

　　式中N——軸功率，w;

　　Q——泵的有效壓頭，m;

　　H——泵的實(shí)際流量，m3/s;

　　v——流體比重，N/m3;

　　η——泵的效率。

　　當用閥門(mén)調節流量從Q1到Q2，在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為：

　　NA2=vQ2H2/η

　　vQ2H3——實(shí)際有用功率，W;

　　vQ2(H2-H3)——閥門(mén)上損耗得功率，W;

　　vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功率，W。

　　2、離心泵變頻變速調節流量時(shí)的耗能

　　在進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到離心泵的比例定律，根據其應用條件，以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內，且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動(dòng)機變速調節流量到流量Q2時(shí)，在工作點(diǎn)A3泵消耗的軸功率為：

　　NA3=vQ2H3/η

　　同樣經(jīng)變換可得：

　　NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)

　　式中 vQ2H3——實(shí)際有用功率，W;

　　vQ2H3(1/η-1)——離心泵損失的功率，W。

　　對于目前離心泵通用的出口閥門(mén)調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節方式，泵變頻變速調節節約的耗能比出口閥門(mén)調節大得多，這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過(guò)離心泵性能曲線(xiàn)圖譜關(guān)系圖，可以直觀(guān)的反映出兩種調節方式下的耗能關(guān)系。通過(guò)泵變速調節來(lái)減小流量還有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。當流量減小越大時(shí)，變速調節的節能效率也越大，即閥門(mén)調節耗損功率越大，但是，泵變頻變速過(guò)大會(huì )造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實(shí)際應用時(shí)應該從多方面考慮，在二者之間綜合出Z佳的流量調節方法。

本文參考資料來(lái)源： 中國泵閥網(wǎng) 泵閥商務(wù)網(wǎng) 中國知網(wǎng)