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离心泵常见四种流量调节方法-凯全泵业

来自:凯全泵业|发布日期:2013年07月10日

离心泵产品的应用范围十分广泛:农业、林业、畜牧业、渔业、尤其以工业应用为主,而对于离心泵工况点的选择和能耗的分析也正在逐渐被重视。除了工程设计阶段离心泵选型的正确与否以外,离心泵产品在实际的使用中,工况点的选择,直接影响到用户的能耗和成本费用。因此,如何合理地改变离心泵的工况点就显得尤为重要。
  离心泵的工况点是建立在水泵和管道系统能量供求关系的平衡上的,只要两者之间的平衡关系被打破,离心泵的工况点就会发生转移。工况点的改变由两方面引起:一.管道系统特性曲线改变,如阀门节流;二.水泵本身的特性曲线改变,如变频调速、切削叶轮、水泵串联或并联。下面分析几种常用的离心泵调节方式。

  一、阀门节流

  改变离心泵流量最简单的方法就是调节泵出口阀门的开度,而水泵转速保持不变(一般为额定转速),其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工况点。以关小阀门来控制流量时,水泵本身的供水能力不变,扬程特性不变,管阻特性将随阀门开度的改变而改变。这种方法操作简便、流量连续,可以在某一最大流量与零之间随意调节,且无需额外投资,适用场合很广。但节流调节是以消耗离心泵的多余能量(图中阴影部分)来维持一定的供给量,离心泵的效率也将随之下降,经济上不太合理。

二、变频调速
工况点偏离高效区是水泵需要调速的基本条件。当水泵的转速改变时,阀门开度保持不变(通常为最大开度),管路系统特性不变,而供水能力和扬程特性随之改变。在所需流量小于额定流量的情况下,变频调速时的扬程比阀门节流小,所以变频调速所需的供水功率也比阀门节流小。与阀门节流相比,变频调速的节能效果很突出,离心泵的工作效率更高。另外,采用变频调速后,不仅有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性,而且还可以通过对升速、降速时间的预置来延长开机/停机过程,使动态转矩大为减小,从而在很大程度上消除了极具破坏性的水锤效应,大大延长了水泵和管道系统的寿命。

三、切削叶轮
当转速一定时,泵的压头、流量均和叶轮直径有关。对同一型号的泵,可采用切削法改变泵的特性曲线。设离心泵原叶轮直径为D、流量为Q、扬程为H、功率为P,切削后的叶轮直径为D′、流量为Q′、扬程为H′、功率为P′,则其相互关系为:切削定律如下:
(1)对于中低比转数泵:Q1/Q2=(D1/D2)2   H1/H2=(D1/D2)2  N1/N2=(D1/D2)4
(2)对于高比转数泵: Q1/Q2=D1/D2   H1/H2=(D1/D2)2  N1/N2=(D1/D2)3     
上述三式统称为泵的切削定律。切削定律是建立在大量感性试验资料基础上的,它认为如果叶轮的切削量控制在一定限度内(此切削限量与水泵的比转数有关),则切削前后水泵相应的效率可视为不变。切削叶轮是改变水泵性能的一种简便易行的办法,即所谓变径调节,它在一定程度上解决了水泵类型、规格的有限性与供水对象要求的多样性之间的矛盾,扩大了水泵的使用范围。当然,切削叶轮属不可逆过程,用户必须经过精确计算并衡量经济合理性后方可实施。     

四、水泵串联和并联

水泵串联是指一台泵的出口向另一台泵的入口输送流体。以最简单的两台相同型号、相同性能的离心泵串联为例:串联性能曲线相当于单泵性能曲线的扬程在流量相同的情况下迭加起来,串联工作点A的流量和扬程都比单泵工作点B的大,但均达不到单泵时的2倍,这是因为泵串联后一方面扬程的增加大于管路阻力的增加,致使富余的扬程促使流量增加,另一方面流量的增加又使阻力增加,抑制了总扬程的升高。水泵串联运行时,必须注意后一台泵是否能够承受升压。启动前每台泵的出口阀都要关闭,然后顺序开启泵和阀门向外供水。水泵并联是指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体,其目的是在压头相同时增加流量。

 如果纯粹以增加流量为目的,那么究竟采用并联还是串联应当取决于管路特性曲线的平坦程度,管路特性曲线越平坦,并联后的流量就越接近于单泵运行时的2倍,从而比串联时的流量更大,更有利于运作。