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離心泵常用的流量調(diào)節(jié)方式 如何挑選購買離心泵

時間:2020-07-21    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

離心泵常用的流量調(diào)節(jié)方式:
    離心泵在水利、化工等行業(yè)應(yīng)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。通常,離心泵的流量、壓頭可能會與管路系統(tǒng)不一致,或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化,需要對泵的流量進行調(diào)節(jié),其實質(zhì)是改變離心泵的工況點。除了工程設(shè)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(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被提升液體的動能和勢能,是一個能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過程。根據(jù)這一特點可知,離心泵的工況點是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上的,只要兩者之一的情況發(fā)生變化,其工況點就會轉(zhuǎn)移。工況點的改變由兩方面引起:1、水泵本身的特性曲線改變,如葉輪切割。2、管道系統(tǒng)特性曲線改變,如閥門節(jié)流。
    下面就這兩種方式進行分析和比較:


    一、葉輪切割
    當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時,泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對同一型號的泵,可采用切削法改變泵的特性曲線。設(shè)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(guān)系為:
    上述三式統(tǒng)稱為泵的切削定律。切削定律是建立在大量感性試驗資料基礎(chǔ)上的,它認(rèn)為如果葉輪切割量控制在一定限度內(nèi)(此切割限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)),則切割前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變。葉輪切割是改變水泵性能的一種簡便易行的辦法,即所謂變徑調(diào)節(jié),它在一定程度上解決了水泵類型、規(guī)格的有限性與供水對象要求的多樣性之間的矛盾,擴大了水泵的使用范圍。當(dāng)然,葉輪切割屬不可逆過程,用戶必須經(jīng)過計算并衡量經(jīng)濟合理性后方可實施。
    二、閥門節(jié)流
    改變離心泵流量簡單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門的開度,而水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速),其實質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工況點。關(guān)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(xù),可以在某流量與零之間隨意調(diào)節(jié),且無需額外投資,適用場合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以消耗離心泵的多余能量來維持一定的供給量,離心泵的效率也將隨之下降,經(jīng)濟上不太合理。
    現(xiàn)在很多企業(yè)的調(diào)節(jié)方式是葉輪切割,因為葉輪切割可以節(jié)能降耗,但是在進行葉輪切割之前必須計算之后才能實行,以保證葉輪切割之后能夠滿足使用工況。

 




    影響離心泵組效率的因素有很多,比如泵的本身的效率,運行中工況的額定工況,泵效低耗能高,泵的容積損失等等因素。本文針對離心泵組效率的幾個因素,給大家講講提高離心泵組效率的措施:

    一、提高泵本身的效率
    1、葉片向吸入口延伸并減薄,使液體提早受到葉片作用,可減小葉輪外徑,也可以增加葉道內(nèi)流線的長度,減少相對擴散;但延伸要適當(dāng),過于前伸會使入Et面積過小,使葉片入口與葉片蓋板相交的壁角變小,反而加大水力摩擦損失,擠縮進口流道,對汽蝕和效率均不利。
    2、使相鄰葉片間流道出口和進口面積之比控制在1、0~1、3范圍內(nèi),以減小擴散損失。若該比值大于l、3,流道擴散嚴(yán)重,效率下降。
    3、流道的水力半徑越大越好,盡可能使葉片進口截面接近正方形,以減少摩擦損失,由水力學(xué)知道,過水?dāng)嗝婷娣e和濕周的比值叫做水力半徑,即水力半徑一過水?dāng)嗝婷娣e/濕周。濕周大,實際上就是液體與壁面的接觸面積大,當(dāng)把流道截面從近似正方形變?yōu)楠M長矩形時,實質(zhì)上就是讓液體在狹長截面的間隙內(nèi)流過,所以阻力必然大。
    4、由于彎曲擴散管水力損失較大,現(xiàn)在多數(shù)采用略帶彎曲接近直線的擴散段。對反導(dǎo)葉來說,它的進口角和在圓周方向的位置,應(yīng)結(jié)合液流在擴散段流出的情況而定,原則是形成連續(xù)的流道,避免反導(dǎo)葉流道入口截面過窄,否則在反導(dǎo)葉進口處會引起渦流和撞擊損失。
    5、對多級泵,葉輪進口加預(yù)旋(反導(dǎo)葉出口角小于90。),減小葉輪進口相對速度,同時減小相對速度擴散,當(dāng)反導(dǎo)葉出口角選擇小于90。時,水流進入葉輪之前就產(chǎn)生了預(yù)旋,即可。
    6、由于反導(dǎo)葉出口角所造成的預(yù)旋對下一級葉輪的特性有較大影響,在設(shè)計時為了使理論揚程公式Ht—U2Vu2一“l(fā)Vul中的“1Vul項為零,反導(dǎo)葉的出口角似應(yīng)選定90。,這對于末級導(dǎo)葉來說可消除旋轉(zhuǎn)分量。但實驗證明,這對效率和獲得穩(wěn)定的性能曲線都不利,尤其對于一些低比轉(zhuǎn)速泵,為了獲得下降的特性曲線,反導(dǎo)葉的出口角應(yīng)選取小于90。,通常在60?!?0。。葉片的兩端要薄一些,以免產(chǎn)生撞擊和渦流損失。葉片流道的截面
    7、增加葉輪出口寬度,減小葉輪出口絕對速度,從而減小壓水室中的水力損失。
    8、斜切葉輪出口、減小前后流線的長度差或不同流線選取不同的葉片出口角,以便減小前后蓋板流線壓力差,從而減小出口的二次回流。
    9、增加壓水室喉部面積,當(dāng)原設(shè)計面積小時,可使流動不受阻塞。
    二、減少機械和摩擦損失
    ①軸承、填料引起的機械摩擦損失一般很小,對效率影響不大。填料密封的機械摩擦損失比機械密封大,若能采用機械密封更好。
    ②提高葉輪、導(dǎo)葉流道表面的光潔度。若可能,可以用手持砂輪等工具對流道表面進行打磨,這樣,水力摩擦損失會明顯減少。
    ③葉輪的前后蓋板表面與液體產(chǎn)生的圓盤摩擦損失,與葉輪外徑的5次方成正比。選取較大的葉片出口角可減小葉輪外徑(公眾號:泵管家),從而減小圓盤摩擦損失。圓盤摩擦損失與表面粗糙度大有關(guān)系,葉輪蓋板外壁應(yīng)盡量光滑。適當(dāng)減小葉輪蓋板與導(dǎo)葉之間的問隙也可以降低圓盤摩擦損失。
    三、減少泄漏
    適當(dāng)縮小各部分間隙或加長密封問隙以及采用迷宮密封等,增加泄漏阻力,以減少容積損失。
    泵內(nèi)的泄漏部位發(fā)生在葉輪與密封環(huán)處、多級泵級間、軸向力平衡裝置等。
    提高泵的使用效率
    改進管路系統(tǒng),減少阻力。管線長度應(yīng)盡可能縮短和保持直線,降低流速以減少沿程水頭損失;減少閘閥、底閥、彎頭、孔板等部件的數(shù)量,以減少局部水頭損失。
    降低水泵出水壓力的富裕量,恰如其分地滿足管路系統(tǒng)對出水壓力的要求。如果水泵壓力的富裕量過大,水泵的出水壓力高于系統(tǒng)需要的壓力,這就勢必要采取關(guān)小閥門等節(jié)流方法來降壓,造成功率浪費。這時必須對水泵采取改造措施,可根據(jù)系統(tǒng)要求的壓力拆除一、二級葉輪;若過剩壓力不太大,可采取車削葉輪方法來減壓,使系統(tǒng)(管路)裝置中的水泵盡量工作在泵的較佳效率點,避免在大流量或小流量下(效率較低點)工作。







    泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。下面主要說一下離心泵的相關(guān)內(nèi)容。


    離心泵工作時,液體注滿泵殼,葉輪高速旋轉(zhuǎn),液體在離心力作用下產(chǎn)生高速度,高速液體經(jīng)過逐漸擴大的泵殼通道,動壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。

 


    離心泵的工作原理:


    離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞給液體。


    由于作用液體從葉輪進口流向出口的過程中,其速度能和壓力能都得到增加,被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室,大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能,然后沿排出管路輸送出去,這時,葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓,吸入口液體池中的液體在液面壓力(大氣壓)的作用下,被壓入葉輪的進口,于是,旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。


    離心泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水發(fā)生離心運動來工作的。水泵在啟動前,必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿水,然后啟動電機,使泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運動,水發(fā)生離心運動,被甩向葉輪外緣,經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。


    當(dāng)泵內(nèi)充滿液體時,葉輪在驅(qū)動機的帶動下高速旋轉(zhuǎn),葉片驅(qū)使液體旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下,液體沿葉片流道從中心向四周甩出,經(jīng)過蝸殼送入排出管。


    葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中,一面不斷吸入液體,一面又不斷將吸入的液體排出,如此連續(xù)工作,液體在壓力能與速度能的作用下,被輸送到工作地點。


    離心泵的性能特點


    1、高效節(jié)能:采用CFD計算流體動力學(xué),分析計算出泵內(nèi)壓力分布和速度分布關(guān)系、優(yōu)化泵的流道設(shè)計,確保泵有高效的水力形線,提高了泵的效率。


    2、安裝、維修方便:立式管道式結(jié)構(gòu),泵的進出口能象閥門一樣安裝在管路的任何位置及任何方向,安裝維修極為方便。


    3、運行平穩(wěn),安全可靠:電機軸和水泵軸為同軸直聯(lián)、同心度高,運行平穩(wěn),安全可靠。


    4、不銹鋼軸套:軸的機封位置是相對易被銹蝕之處,直聯(lián)式泵軸一旦被銹蝕,易造成機械密封失效。STG泵此處采用鑲配不銹鋼軸套,避免銹蝕發(fā)生,提高了軸壽命,降低了運行維護成本。


    5、軸承:泵所配電機中,Y〔Y2〕280以下軸伸端軸承〔包括Y180以下風(fēng)葉端軸承〕采用封閉式軸承,正常使用時,免電機軸承的維護保養(yǎng)。


    6、機封:機械密封基件一般選用橡膠波紋管結(jié)構(gòu),將傳統(tǒng)機械密封中軸上密封由O形圈的線密封改為橡膠件的兩道面密封,在清水介質(zhì)時提高了密封效果。







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