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浅谈离心泵的变频调速
作者:管理员    发布于:2016-12-12 11:20:01    文字:【】【】【

  刖言近年来,我厂在泵的节能方面做了许多工作,如采用车削叶轮、合理选型和配套等措施改变了“大马拉小车”状况。然而,泵由定转速电机传动、用阀门调节造成的电能浪费仍未消除。解决这一问题的主要途径在于采用变频调速电机。

  从20世纪70年代开始,一些发达国家对泵采用变速调节,主要是双速调节和变频调节,双速调节节电率为20~30,变频调节节电率为25~40.1991年我厂安装了变频调速器,经过10年使用的实践证明:节电效果十分明显,据测算运转1年就可收回安装变频装置的投资。

  1离心泵的调节方法离心泵的工作点是由泵的特性和管路特性共同决定的,当离心泵安装在特定的管路系统中工作时,实际的工作扬程和流量不仅与离心泵本身的性能有关,还与管路的特性有关,即在输送液体的过程中,泵和管路是相互制约的。离心泵的特性曲线可以表示为:体流量;B随管路的局部阻力增大而增大。He物线变陡,如中的Ri、R3、R2所示。离心泵的特性曲线是根据试验得到的,形状如中m、《3、2,当流量不变时,扬程随着转速的增大而增大。

  在选择和设计泵时,既要考虑泵在高效范围内工作,又要考虑泵能够在大流量和扬程下工作,往往事先无法正确确定出它们的主要参数及其富裕量,因此,多数情况是所选择的泵的流量过大、压头过高,远远超过了实际的需要量,经常出现“大马拉小车”现象。在运行中,当工况发生变化时,需要对泵和管路进行调节来满足工艺要求。在生产中,离心泵的调节通常采用节流调节,装变频调速器的泵,采用变速调节和节流调节两种方法。下面结合介绍节流调节和变速调节的方法及原理。

  离心泵和管道的性能曲线及变化泵开始工作转速m、管路特性私、功率Ni,此时泵的工作点为(QHu)。当工艺需要流量由Q,变到搡时,从中看出有两种调整方法:(1)转速不变,通过节流调整管路特性曲线R1变到R2,工作点由A(QwHn)变到B(Q2,H12),此时离心泵的有效功率N12=H12.Q2(2)管路特性曲线不变,通过调整泵的转速《1降到《2,工作点由A(Q1,H*)变到C(Q2,H22),此时离心泵的有效功赵恒:浅谈离心泵的变频调速防腐与节能率为N22=H22.搡°p*g.工作点B与C相比,同样流量下,B点的扬程比C点高,即H12>H22,B点的功率比C点大,即N22,就是说在同样流量下,通过节流调节的能耗高于降速调节能耗,变速调节可以起到节能作用。泵的工作点是由泵的特性和管路特性共同决定的,如果要求扬程H不变的情况下流量由Qi变到搡,就需要同时进行节流调节和变速调节,管路特性曲线由Ri变到R3,泵的转速由ni降到《3,工作点由A(Qi,Hu)变到E(Q2,Hil),此时离心泵的有效功率为N33=H.02 1.g,节能率为(Qi *Q2)/Qi.从调节的过程还可以看出,为了适应工艺的变化,虽然泵的变频调节可以显著节能,但不能取代节流调节。

  2变频调节的节能原理2.1泵有效功率Ne减小根据、3所示的泵出口速度三角形可直观看出:在同一工况下分别用两种方法将流量降到相同,此时叶轮的径向速度Vm22相同,叶轮出口液体的速度却相差很多,节流调节的v22大于降速调节的v22,节流调节时泵给液体的能量要高于降速调节,或者说,节流调节时泵消耗的能量要高于降速调节,这一点与上面论述的结果是一致的。

  节流调节泵出口速度三角形离心泵理论扬程公式:根据扬程公式,在节流调节过程中,当转速不变时,U2不变,理论扬程Ht=.则随着理论流量Qt的减小而增大;在变速调节过程中,当转速减小时,U2变小,理论扬程Htl则随着速度的减小而减小。在流量相同的情况下,变速调节泵的有效功率Ne比节流调节小。

  2.2泵效率n增加泵效率随着转速降低而增加:(1)转速降低时,叶轮的圆周速度降低,叶轮通道与液体的摩擦损失降低;叶轮出口液体的速度明显减小,冲击损失和涡流损失减小;泵的水利效率增加。(2)转速降低时,泵壳内压力降低,泵内各泄漏点的泄漏损失减小,泵的容积效率增加。(3)转速降低时,叶轮与液体的摩擦损失减小,各摩擦副的摩擦损失减小,泵的机械效率增加。即降速调节泵效率n要高于节流调节。

  2.3泵轴功率N降低1可知泵有效功率Ne减小,由2.2可知泵效率n增加。离心泵降速调节所需的轴功率N降低,电机对离心泵所做的功降低。

  2.4能量损失分析节流调节利用关小调节阀开度来增大管路的局部损失,使公式(1)中B增大,泵的特性曲线变陡。阀门的局部阻力消耗了液体的有用功,白白地将这部分有用功转换成热能,造成较大的能量损失。另外,节流调节时,泵的转速不变、泵的内压增高,导致泵效率降低,泵的水利损失、容积损失和机械损失增大。

  3结语笔者从机械角度出发,分析了离心泵变频调速节能原理,通过调节方法的比较得出了变频调节可以大幅度节能。我厂离心泵耗电约2. 5X108kW*h//离心泵的节能潜力是巨大的,希望通过上述对离心泵变频调速节能方面的探讨,有利于离心泵的节能。

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