多级管道川源离心泵能耗分析和调节方式

时间： 2019-05-30 00:50:34 来源：本站作者：admin 点击： 620 次

离心泵是一种广泛用于化工系统的通用流体机械。它具有广泛的性能适应性（包括流量，压头和对输送介质性能的适应性），体积小，结构简单，操作简便，运行成本低等优点。通常，所选离心泵的流量和压头可能与管道中的要求不一致，或者由于生产任务和工艺要求的变化，此时需要泵的流量调节，这基本上是改变离心泵的工作点。离心泵的工作点由泵的特性曲线和管道系统的特性曲线决定。因此，改变任何特征曲线都可以达到流量调节的目的。目前，离心泵的流量调节方式主要包括阀门控制，变速控制，并联和泵的串联调节等。由于各种调节方式的原理不同，除了各自的优缺点外，能量损失也是不同。为了找到最佳，最少能耗和最节能的流量调节模式，有必要充分了解流量调节模式与川源离心泵能耗之间的关系。

1.泵流量调节的主要方式

1.1改变管道特性曲线以改变离心泵流量的最简单方法是控制泵出口阀的开度。其实质是改变管道特性曲线的位置来改变泵的工作点。

1.2改变离心泵的特性曲线

根据比例和切割规律，改变泵的速度和泵的结构（如切割叶轮外径法）可以改变离心泵的特性曲线，从而达到调节流量的目的（和改变压头）。然而，改变已经工作的泵的泵结构是不方便的，并且由于泵结构的改变，泵的普遍性降低。虽然在某些时候调节流速是经济和方便的，但它很少用于生产。这里仅分析了改变离心泵速度以调节流量的方法。从图1的分析中，当泵速调节的流量从Q1减小到Q2时，泵的速度（或电动机速度）从N1减小到n2。泵的特性曲线Q-H和管道特性曲线He = H0 + G1Qe2（管道特性曲线不变）在A3（Q2，H3）点交叉，A3点是通过调速调节流量后的新工作点。该调节方法具有明显，快速，安全，可靠的效果。它可以延长泵的使用寿命，节省电能。另外，降低转速运行可以有效降低离心泵的NPSHr，使泵远离空化区，降低离心泵空化的可能性[2]。缺点是改变泵的速度需要通过频率转换技术改变原动机（通常是电动机）的速度。原理复杂，投资大，流量调节范围小。

1.3泵的串联和并联调节

当单个离心泵不能满足运输任务时，可以使用离心泵的并联或串联运行。两台相同类型的离心泵并联，虽然压头变化不大，但总输送流量增加，并联泵的总效率与单泵相同;当离心泵串联时，总压头增加，流量变化很小，串联泵的总效率与单泵相同。

2.不同调节方式下泵的能耗分析

在不同调节模式下的能耗分析中，本文仅分析了目前广泛使用的两种调节方式 - 阀调节和泵变速调节。由于离心泵的并联和串联操作旨在增加压头或流量，因此很少用于化学工业。离心泵的能耗可以用图2来分析。方法基本相同。

2.1流量调节中阀门的功耗

当离心泵运转时，电机输入泵轴的功率N为：

N = vQH / et。

N轴功率，w;

Q - 泵的有效压头，m;

H--泵的实际流量，m3 / s;

V - 流体比重，N / m3;

- 泵效率。

当通过阀门将流量从Q1调节到Q2时，在工作点A2消耗的轴功率如下：

NA2 = vQ2H2 / vQ2H3 - 实际有用功率W;

VQ2（H2-H3） - 阀上的损耗功率，W;

VQ2H2（1 / _- 1） - 离心泵的功率损耗，W。

2.2变速流量调节中的功耗

离心泵的比例法用于变速分析。根据其应用条件，以下分析表明离心泵的转速范围在（+ 20％）以内，离心泵本身的效率变化不大[3]。当电机用于将流量调节到流量Q2时，A3泵在工作点消耗的轴功率为：NA3 = vQ2H3 / _，也可以通过改变：

NA3 = vQ2H3 + vQ2H3（1 / _- 1）（2）

VQ2H3 - 实际有用功率W;

VQ2H3（1 / _- 1） - 离心泵功率损失，W。

2.3能耗对比分析

3.结论

对于目前川源离心泵的两种主要流量调节方式，泵的变速调节比出口阀的变速调节节省了更多的能量，这可以从两种模式的功耗分析和功耗比较中看出。流量与离心泵水头之间的关系可以更直观地反映两种调节模式下的能量消耗之间的关系。通过调节泵速来降低流速也有利于降低离心泵汽蚀的可能性。当流量减小时，变速调节的节能效率会增加，即阀门调节的功率损失会增加。但是，当泵速变化太大时，泵效率会降低，这超出了泵的比例定律的范围。因此，在实际应用中，我们应从多个方面考虑并综合两者之间的最佳流量调节方法。

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