離心泵常用調節方式
作者： 2015年10月19日 來源：互聯網 瀏覽量：
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離心泵在水利、化工等行業應用十分廣泛，對其工況點的選擇和能耗的分析也日益受到重視。所謂工況點，是指水泵裝置在某瞬時的實際出水量、揚程、軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，離心
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離心泵在水利、化工等行業應用十分廣泛，對其工況點的選擇和能耗的分析也日益受到重視。所謂工況點，是指水泵裝置在某瞬時的實際出水量、揚程、 軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，離心泵的流量、壓頭可能會與管路系統不一致，或由于生產任務、工藝要求發生變化，需要對 泵的流量進行調節，其實質是改變離心泵的工況點。除了工程設計階段離心泵選型的正確與否以外，離心泵實際使用中工況點的選擇也將直接影響到用戶的能耗和成 本費用。因此，如何合理地改變離心泵的工況點就顯得尤為重要。
離心泵的工作原理是把電動機高速 旋轉的機械能轉化為被提升液體的動能和勢能，是一個能量傳遞和轉化的過程。根據這一特點可知，離心泵的工況點是建立在水泵和管道系統能量供求關系的平衡上 的，只要兩者之一的情況發生變化，其工況點就會轉移。工況點的改變由兩方面引起：一.管道系統特性曲線改變，如閥門節流；二.水泵本身的特性曲線改變，如 變頻調速、切削葉輪、水泵串聯或并聯。
下面就這幾種方式進行分析和比較：
一、閥門節流
改變離心泵流量最簡單的方法就是調節泵出口閥門的開度，而水泵轉速保持不變(一般為額定轉速)，其實質是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工況點。如圖 1所示，水泵特性曲線Q-H與管路特性曲線Q-∑h的交點A為閥門全開時水泵的極限工況點。關小閥門時，管道局部阻力增加，水泵工況點向左移至B點，相應 流量減少。閥門全關時，相當于阻力無限大，流量為零，此時管路特性曲線與縱坐標重合。從圖1可看出，以關小閥門來控制流量時，水泵本身的供水能力不變，揚 程特性不變，管阻特性將隨閥門開度的改變而改變。這種方法操作簡便、流量連續，可以在某一最大流量與零之間隨意調節，且無需額外投資，適用場合很廣。但節 流調節是以消耗離心泵的多余能量(圖中陰影部分)來維持一定的供給量，離心泵的效率也將隨之下降，經濟上不太合理。
二、變頻調速
工況點偏離高效區是水泵需要調速的基本條件。當水泵的轉速改變時，閥門開度保持不變(通常為最大開度)，管路系統特性不變，而供水能力和揚程特性隨之改 變。如圖2所示，A為水泵平衡工況點(也稱工作點)，對應效率ηa。欲減小流量，可將轉速降低，此時工況點為B，對應效率ηb，水泵仍處于高效區內。如果 采用閥門節流的方法來調節，則工況點為C，對應效率為ηc，泵的效率下降。由此可見，在所需流量小于額定流量的情況下，變頻調速時的揚程比閥門節流小，所 以變頻調速所需的供水功率也比閥門節流小，圖2中的陰影部分表示的就是變頻調速所節約的供水功率。很顯然，與閥門節流相比，變頻調速的節能效果很突出，離 心泵的工作效率更高。另外，采用變頻調速后，不僅有利于降低離心泵發生汽蝕的可能性，而且還可以通過對升速/降速時間的預置來延長開機/停機過程，使動態 轉矩大為減小，從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應，大大延長了水泵和管道系統的壽命。事實上，變頻調速也有局限性，除了投資較大、保護本錢較高 外，當水泵變速過大時會造成效率降落，超出泵比例定律范疇，不可能無限制調速。
三、切削葉輪
當轉速必定時，泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關。對同一型號的泵，可采用切削法轉變泵的特征曲線。設離心泵原葉輪直徑為D、流量為Q、揚程為H、功率為P，切削后的葉輪直徑為D′、流量為Q′、揚程為H′、功率為P′，則其相互關系為：
上述三式統稱為泵的切削定律。切削定律是建立在大批感性實驗材料基礎上的，它認為假如葉輪的切削量把持在必定限度內（此切削限量與水泵的比轉數有關）， 則切削前后水泵相應的效率可視為不變。切削葉輪是轉變水泵性能的一種簡便易行的措施，即所謂變徑調節，它在必定程度上解決了水泵類型、規格的有限性與供水 對象請求的多樣性之間的抵觸，擴大了水泵的應用范疇。當然，切削葉輪屬不可逆過程，用戶必需經過準確盤算并衡量經濟公平性后方可實行。
四、水泵串聯和并聯
水泵串聯是指一臺泵的出口向另一臺泵的進口輸送流體。以最簡略的兩臺雷同型號、雷同性能的離心泵串聯為例：如圖3所示，串聯性能曲線相當于單泵性能曲線 的揚程在流量雷同的情況下迭加起來，串聯工作點A的流量和揚程都比單泵工作點B的大，但均達不到單泵時的2倍，這是由于泵串聯后一方面揚程的增加大于管路 阻力的增加，致使充裕的揚程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，克制了總揚程的升高。 水泵串聯運行時，必需留心后一臺泵是否能夠蒙受升壓。啟動前每臺泵的出口閥都要封閉，然后次序開啟泵和閥門向外供水。
水泵并聯是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路輸送流體，其目標是在壓頭雷同時增加流量。仍然以最簡略的兩臺雷同型號、雷同性能的離心泵并聯為例：如圖 4所示，并聯性能曲線相當于單泵性能曲線的流量在揚程相等的情況下迭加起來，并聯工作點A的流量和揚程均比單泵工作點B的大，但考慮管阻因素，同樣達不到 單泵時的2倍。
假如純粹以增加流量為目標，那么畢竟采用并聯還是串聯應當取決于管路特征曲線的平坦程度，管路特征曲線越平坦，并聯后的流量就越接近于單泵運行時的2倍，從而比串聯時的流量更大，更有利于運作。
五、結 論
閥門節流固然會造成能量的喪失和浪費，但在一些簡略場合仍不失為一種快速易行的流量調節方法；變頻調速因其節能后果好、主動化程度高而越來越受到用戶的 青睞；切削葉輪一般多用于凈水泵，由于轉變了泵的結構，通用性較差；水泵串聯和并聯只實用于單臺泵不能滿足輸送任務的情況，而且串聯或并聯的臺數過多反而 不經濟。在實際利用時應從多方面考慮，在各種流量調節方法之中綜合出最佳計劃，確保離心泵的高效運行。
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