简述离心泵工作点调节的具体措施
离心泵的工作点是指离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点,即离心泵在系统的管路工作,泵给出的能量与管路输送液体所消耗的能量相等的点称为离心泵工作点。
离心泵的流量调节
离心泵在指定的管路上工作时,由于生产任务发生变化,出现泵的工作流量与生产要求不相适应;或己选好的离心泵在特定的管路中运转时,所提供的流量不一定符合输送任务的要求。对于这两种情况,都需要对泵进行流量调节,实质上是改变泵的工作点。由于泵的工作点为泵的特性和管路特性所决定,因此改变两种特性曲线之一均可达到调节流量的目的。
1.改变阀门的开度
改变离心泵出口管路上调节阀门的开度,即可改变管路特性曲线。例如,当阀门关小时,管路的局部阻力加大,管路特性曲线变陡。
2.改变泵的转速
改变泵的转速,实质上是改变泵的特性曲线。泵原来的转速为n,工作点为M,若将泵的转速提高到n1,泵的特性曲线H—Q向上移,工作点由M变至M1,流量由QM加大到QM1;若将泵的转速降至n2,H—Q曲线便向下移,工作点移至M2,流量减少至QM2。这种调节方法能保持管路特性曲线不变。流量随转速下降而减小,动力消耗也相应降低,因此从能量消耗来看是比较合理的。
1、在设计选用水泵时,管道系统的流量与系统的阻力损失已经确定,就是管道的特性已经确定,管道特性曲线与水泵特性曲线的交点已经确定,就是水泵的工作点已经确定,这个工作点一般都应该在水泵特性曲线的高效率区域;
2、在水泵系统投入运行后,如果发现水泵的实际扬程低于额定扬程的范围,可以通过关小阀门增加系统阻力的调节方式,使管道的特性曲线上移,使水泵的工作点回到高效率区。
工况:设备在和其动作有直接关系的条件下的工作状态。
泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体,也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外,还可按其他方法分类和命名。如,按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等;按结构可分为单级泵和多级泵;按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等;按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。按照有无轴结构,可分直线泵,和传统泵。
这种对水泵性能进行调节的方法主要是对水泵的转速加以改变来对水泵性能进行改变的,在一般情况下,降低水泵转速运行是允许的。
二、水泵性能调节法之变径调节
这种对水泵性能进行调节的方法主要是将水泵的叶轮外径车削变小,来实现水泵性能的改变,这样就会很容易将水泵的使用范围扩大。
三、水泵性能调节法之变角调节
这种对水泵性能进行调节的方法主要是将轴流泵叶片安装角进行改变来对水泵性能进行改变,这样不仅可以扩大其使用的范围而且还会,使水泵保持在高效率下运转。
四、水泵性能调节法之水泵的串联和并联
当一台水泵对实际扬程和流量的所需要求无法满足的时候,就可以把两台水泵或多台水泵串联或并联起来来进行接下来的工作,水泵的串联运行将两台或两台以上相同性能的水泵头尾相接,为达到增大流量的作用,可以将两台或两台以上水泵连接到共同的出水管,并联起来。
(1)变阀调节:就是在输送液体的管道上利用改变阀门开度的大小来调节泵的流量。这种调节方法通常称为节流调节。它是利用改变管道系统阻力的方法,变更管道特性曲线,命名期工作点发生变化,以便用户获得需要的流量。这一调节方法的优点是十分简单,故应用甚广,但由于它是依靠改变节流阀处水力损失来进行调节的,故增加了水力损失。
(2)变速调节:改变水泵转速,使泵的特性曲线升高或降低,从而使泵的特性曲线与管道阻力特性曲线的交点位置改变,泵的流量也随之发生变化。在变速调节中,装置的水力损失仅与流量有关,因而其阻力特性不会改变。即此调节法没有节流损失,它使得离心水泵装置变工况运行的经济性得到提高,因而是种较为理想的调节方法。
(3)改变泵运行台数:在母管制的给
水中以及循环水系统中,可改变泵的运行台数进行流量调节。其操作方法通常是根据锅炉对给水量及压力
的要求,或者根据循环水量和凝汽器真空的要求,来决定运转泵的台数。这是一种很简单的调节方法。但是用此法调节,工况点在管路特性曲线上的变化很大,所以进行流量的微调是困难的。
(4)汽蚀调节。
一、 变速调节
改变水泵的转速,可以改变水泵的性能,从而达到调节水泵工况点的目的,这种调节方法称变速调节。
改变水泵转速的方法有两种,一种是采用可变速的动力机,另一种是采用可变速的传动设备。内燃机的转速可以根据所带负荷的大小自动调节;电动机变速的方法主要有变频、变阻、变压、变容调节等。
二、变径调节
将离心泵或混流泵叶轮外径车削,可以改变水泵的性能,从而调节水泵的工况点,扩大水
泵的使用范围,这种调节方法称变径调节,又称车削调节或切削调节。车削调节在水泵生产制造中已大量应用。为了扩大水泵的使用范围,我国制造的单级单吸悬臂式离心泵与双吸式离心泵,除了标准直径的叶轮外,大多还有叶轮车小的一种或两种变型(A、B)。必要时使用单位也可以自行车削叶轮,达到调节水泵工况点的目的。
三、变角调节
轴流泵扬程低、高效区窄,其工作扬程稍有变化就会引起工作效率的大幅度下降。节流调节和车削调节均不适用于轴流泵。但是轴流泵具有巨大的轮彀,便于安装可以调节的叶片。利用改变轴流泵叶片安装角的方法来调节其工况点就称为变角调节
四、变阀调节
对于出水管路中装有闸阀的抽水装置来说,当把闸阀关小时,由于在管路阻力中附加了一个局部阻力,则管路特性曲线变陡。于是,其工况点就沿着水泵的曲线朝着流量减小的方左上移动。闸阀关得越小,附加阻力越大,流量就变得越小。这种通过关小闸阀来改变水泵工况点位置的方法,称为变阀调节或节流调节。
五、分流调节
在水泵出水管上接一条支管或旁通管,引出部分水流,来改变水泵的工况点,称为分流调
节。分流调节在原理上和叶片泵在分支管路上工作完全相同。仅发挥了机械的潜力,而且提高了抽水效率。但这样调节需要多装一条管路,因此首先必须通过计算,验证调节的经济性。此情况与一台水泵向高低不同的出水池供水相同。轴流泵机组和串联工作的离心泵机组在起动时应用分流调节可避免动力机过载和振动。
水泵流量几种常见调节方法
1、变速调节
改变水泵的转速,可以使水泵的性能发生变化,从而使水泵的工况点发生变化,这种方法称为变速调解。
2、变径调节
叶轮经过车削以后,水泵的性能将按照一定的规律发生变化,从而使水泵的工况点发生改变。我们把车削叶轮改变水泵工况点的方法,称为变径调节。
3、变角调节
改变叶片的安装角度可以使水泵的性能发生变化,从而达到改变水泵工况点的目的。这种改变工况点的方式称为水泵的变角调节。
4、节流调节
对于出水管路安装闸阀的水泵装置来说,把闸阀关小时,在管路中增加了局部阻力,则管路特性曲线变陡,其工况点就沿着水泵的Q-H曲线向左上方移动。闸阀关得越小,增加的阻力越大,流量就变得越小。这种通过关小闸阀来改变水泵工况点的方法,称为节流调节或变阀调节。
关小闸阀,管路局部水头损失增加,管路系统特性曲线向左上方移动,水泵工况点也向左上方移动。闸阀关得越小,局部水头损失越大,流量也就越小。由此可见节流调节不仅增加局部水头损失,而且减少了出水量,很不经济。但由于其简便易行,在小型水泵装置和水泵性能试验中应用较多。
5、阀门调节
是目前最常用、最流行的使用方法。在水泵排岀管路上安装调节阀,靠改变阀的开启度来实现流量调节,方法简单可靠,但功率损失较大,经济性不好,对小流量或微小流量调节效果不好。
6、变速调节
通过改变水泵叶轮的转速来调节流量,这种方法附加功率损失很小,是最经济的方法。但需增加变速机构和变速电机,初次投入成本较高恒压变频供水系统和中央空调冷却水(冷冻水)循环系统是变频调速在水离心泵调节中应用的两个典型的例子。改变转速的方法最适用于汽轮机、内燃机和直流电机驱动的离心泵,也可用变频调节来改变电动机转速,有时也可以通过用液力耦合器来调节转速。
7、旁路调节
利用旁路分流调节流量,可解决离心泵在小流量连续运转的问题,但造成分流流量得不到充分利用额外损失增加,同时工艺管线也随之增加。
8、切割叶轮外径
通过切割叶轮外径的方法来调节离心泵的流量,功率损失较小,但叶轮切割后不能恢复即只能向小流量方向调节流量。且叶轮的切割量有限,流量调节幅度有限。适用于需长期在较小流量下工作且流量改变不大的场合。
9、更换叶轮
更换不同直径的叶轮调节泵的流量 功率损失小,但需备各种直径的叶轮,调节 流量的范围有限
10、堵死几个叶轮流道
堵死几个叶轮流道(偶数)减少水泵的流量 相当于节流调节,但比调节阀节流节能
11、调整叶片的出口安放角
通过改变叶轮叶片的出口安放角来实现对离心泵流量的调节这种方法多用于轴流泵。
12、汽蚀调节
通过改变离心泵入口压力(水位、吸入阀)的方法,使离心泵发生汽蚀,改变水泵的特性曲线,从而改变水泵的流量的方法。实践证明,汽蚀调节如果使用适当,则对离心泵通流部件的损坏并不严重另一方面,却可自动调节流量,降低水泵的耗电量。汽蚀调节方式一般多在中小型火力发电厂的凝结水泵上采用。
13、增减水泵台数
通过增加、减少离心泵的运行台数辅以合适的合并方式来实现对离心泵流量的调节。
2、旁路调节 。利用旁路分流调节流量 可解决泵在小流量连续运转的问题,但功率损失和管线增加。
3、转速调节。 调节泵轴的转速调节流量 功率损失很小,但需增加调速机构或选用调速电机,改变转速的方法最适用于汽轮机、内燃机和直流电机驱动的泵,也可用变频调节来改变电动机转速。
4、切割叶轮外径 。切割叶轮外径调节泵的流量 功率损失小,但叶轮切割后不能恢复且叶轮的切割量有限,适用于需长期在较小流量下工作且流量改变不大的场合。
5、更换叶轮。 更换不同直径的叶轮调节泵的流量 功率损失小,但需备各种直径的叶轮,调节流量的范围有限。
6、堵死几个叶轮流道 。堵死几个叶轮流道(偶数)减少泵的流量 相当于节流调节,但比调节阀节流节能。
离心泵常用的流量调节方法:
1)改变泵的特性曲线法:
a.用变频器改变泵的转速,转速越高流量越大。
b.切割叶轮外圆,改变叶轮直径。
2)改变管路特性曲线:最常用的方法是调节离心泵出口阀门开度。阀门开度变小,管路局部阻力增大,管路特性曲线变陡,工作点向左移动,水泵流量减小。反之阀门开度变大,水泵流量增大。