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點擊：發布(bù)日期：2022/6/29
通過(guo)離心泵與(yǔ)管路系統(tong)的特性曲(qu)線圖分析(xī)了離心泵(beng)流量調🔞節(jiē)的幾種主(zhu)要方式：出(chu)口閥門調(diao)節、泵變速(sù)調節⭐和泵(bèng)的串、并聯(lian)調節。用特(tè)性曲線圖(tú)分析了出(chu)口閥門調(diao)🥰節和泵變(biàn)速調節兩(liang)種⛹🏻♀️方式的(de)能耗損失(shī)，并進行了(le)對比☀️，指出(chu)離心泵用(yòng)變速調節(jiē)流量比用(yòng)出口閥門(men)調節流量(liàng)可以更好(hao)的節約能(néng)耗，且節能(néng)效率與流(liú)量變化大(dà)小有關。在(zài)實際應用(yong)時應該注(zhu)意變速調(diao)節⭐的範圍(wéi)，才能更好(hao)的應用離(li)心泵變速(su)調節。
離心(xīn)泵是廣泛(fàn)應用于化(hua)工工業系(xì)統的一種(zhong)通用流體(ti)機械。它具(jù)有性能适(shi)應範圍廣(guǎng)（包括流量(liang)、壓頭及對(duì)輸送介質(zhi)性質的适(shì)應性）、體積(ji)小、結構簡(jian)單、操作容(rong)易、操作費(fèi)用低等諸(zhū)多優點。通(tōng)常，所選離(li)心泵的流(liú)量、壓頭可(kě)能會⛱️和管(guǎn)路中要求(qiu)的不🚩一緻(zhi)，或由于生(sheng)産任務、工(gōng)藝要求發(fa)生變化，此(cǐ)時都要求(qiu)對泵進行(háng)流量調節(jie)，實質是改(gai)變離心泵(bèng)的工作點(diǎn)。離心泵的(de)工作點是(shì)由泵的特(te)性曲線和(he)管路系統(tong)特性曲🌈線(xiàn)共同決定(ding)的，因此，改(gai)變任何一(yi)個的特性(xing)曲線都可(kě)以達到流(liu)量調節的(de)目的。目前(qian)，離心泵的(de)☂️流量調節(jiē)方式主要(yào)有調節閥(fa)控制、變速(sù)控制以及(ji)泵的并、串(chuàn)聯調節等(deng)。由于各種(zhong)調🔞節方式(shi)的原理不(bu)同，除有自(zì)己的優缺(que)點外，造成(chéng)的能量損(sǔn)耗也不一(yī)樣，為了尋(xun)求*、能🍉耗最(zuì)小、最節能(néng)的流量調(diao)節方式，必(bi)須全面地(dì)了解離心(xīn)🔴泵的❌流量(liang)調節方式(shi)😘與能耗之(zhī)間的關系(xì)。
1、泵流量調(diào)節的主要(yào)方式
1.1 改變(biàn)管路特性(xìng)曲線
改變(biàn)離心泵流(liú)量最簡單(dan)的方法就(jiu)是利用泵(bèng)出口閥門(men)的開度來(lai)控制，其實(shí)質是改變(biàn)管路特性(xìng)曲線🏃♂️的位(wei)置來改變(bian)泵的工作(zuò)點。
1.2 改變離(li)心泵特性(xìng)曲線
根據(jù)比例定律(lü)和切割定(dìng)律，改變泵(bèng)的轉速、改(gai)變泵結構(gòu)♌（如⚽切削葉(ye)輪外徑法(fǎ)等）兩種方(fang)法都能改(gǎi)變離🙇♀️心泵(bèng)💰的特性曲(qu)線，從而達(dá)到調節流(liu)量（同時改(gai)變壓頭）的(de)目的。但是(shì)☎️對于已經(jīng)工作的泵(bèng)，改變泵結(jie)構的方法(fa)不太方便(bian)，并且由于(yu)改變了泵(beng)的結構，降(jiàng)低了泵的(de)通用性，盡(jìn)管它在某(mǒu)些時候調(diao)節🌏流量經(jīng)濟方😄便[1]，在(zài)生産中也(yě)很少采用(yong)。這裡僅分(fèn)析改變離(li)🎯心泵🐪的轉(zhuan)速調節流(liú)量的方法(fǎ)。從圖1中分(fèn)析，當改變(bian)泵轉速調(diào)節流量從(cóng)Q1下降到Q2時(shí)，泵的轉速(su)（或電機轉(zhuǎn)速）從n1下降(jiang)到n2，轉速為(wei)n2下泵的特(te)性曲線Q-H與(yǔ)管路特性(xing)⁉️曲線👄He=H0+G1Qe2（管路(lù)特曲線不(bu)變化）交于(yu)點A3(Q2，H3)，點A3為通(tōng)過調速調(diào)節流量後(hou)新的工☀️作(zuo)點。此調節(jie)方法調節(jiē)效果明顯(xiǎn)、快捷、安全(quán)可靠，可以(yǐ)延長泵使(shi)🌏用壽命，節(jie)約電能，另(lìng)外降低轉(zhuǎn)速運行還(hái)能有效的(de)降低離心(xīn)泵的汽蝕(shí)餘量NPSHr，使泵(beng)遠離汽蝕(shí)區，減小離(lí)心泵發生(shēng)汽蝕的可(kě)能📞性🔞[2]。缺點(dian)是改變泵(beng)的轉速需(xū)要有通過(guo)變💋頻技術(shu)來改變原(yuán)動機（通常(chang)是電動機(jī)）的轉速，原(yuán)理複🌐雜，投(tou)資較大，且(qiě)流量調節(jie)範圍小。
1.3 泵(bèng)的串、并連(lián)調節方式(shi)
當單台離(lí)心泵不能(neng)滿足輸送(sòng)任務時，可(ke)以采用離(lí)心泵的并(bìng)聯或串聯(lián)操作。用兩(liǎng)台相同型(xíng)号的離心(xīn)泵并🧑🏾🤝🧑🏼聯，雖(sui)然壓頭變(biàn)😘化不大，但(dàn)加大了總(zong)的輸送流(liu)量，并聯😄泵(beng)的總效率(lü)與💋單台泵(beng)✉️的效率相(xiàng)同；離心泵(bèng)🏃串聯時總(zǒng)的壓頭增(zeng)💜大，流量變(biàn)化不大，串(chuàn)聯泵的總(zǒng)🍉效率與單(dan)台泵效率(lü)相同。
2、不同(tong)調節方式(shi)下泵的能(neng)耗分析
在(zai)對不同調(diao)節方式下(xià)的能耗分(fen)析時，文章(zhāng)僅針對目(mu)前廣💜泛🈚采(cai)用的閥門(men)調節和泵(bèng)變轉速調(diào)節兩種調(diào)節方式加(jiā)以分析。由(you)于離心泵(beng)的并、串聯(lián)操作目的(de)在于提高(gāo)壓🥰頭或流(liu)量，在化工(gong)領域運用(yòng)不多，其🈲能(neng)耗可以結(jie)合圖2進行(hang)分析，方法(fa)基本相☁️同(tóng)。
2.1 閥門調節(jie)流量時的(de)功耗
離心(xīn)泵運行時(shí)，電動機輸(shu)入泵軸的(de)功率N為：
N＝vQH／η
式(shi)中N——軸功率(lü)，w；
Q——泵的有效(xiao)壓頭，m；
H——泵的(de)實際流量(liang)，m3/s；
v——流體比重(zhong)，N/m3；
η——泵的效率(lü)。
當用閥門(mén)調節流量(liang)從Q1到Q2，在工(gōng)作點A2消耗(hào)的軸功率(lǜ)為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實際有(you)用功率，W；
vQ2(H2－H3)——閥(fá)門上損耗(hao)得功率，W；
vQ2H2(1／η－1)——離(lí)心泵損失(shi)的功率，W。
2.2 變(bian)速調節流(liu)量時的功(gong)耗
在進行(hang)變速分析(xi)時因要用(yòng)到離心泵(beng)的比例定(ding)律，根據其(qí)應用✊條件(jiàn)，以下分析(xi)均指離心(xin)泵的變速(su)範圍在±20%内(nei)，且離心泵(bèng)本身效率(lǜ)的變化不(bu)大[3]。用電動(dong)機變速調(diao)節流量💞到(dao)流量Q2時，在(zai)工⭕作點A3泵(bèng)消耗的軸(zhóu)功率為：
NA3＝vQ2H3／η
同(tóng)樣經變換(huan)可得：
NA3＝vQ2H3＋vQ2H3(1／η－1) （2）
式中(zhong) vQ2H3——實際有用(yong)功率，W；
vQ2H3(1／η－1)——離心(xīn)泵損失的(de)功率，W。
2.3 能耗(hao)對比分析(xī)
3、結論
對于(yú)目前離心(xīn)泵通用的(de)出口閥門(men)調節和泵(bèng)變轉速調(diao)節兩種主(zhǔ)要流量調(diào)節方式，泵(bèng)變轉速調(diao)節節約的(de)能耗🐪比出(chu)口閥門調(diào)🐕節大得多(duo)，這點可以(yǐ)從兩🌏者的(de)功耗分析(xi)和功耗對(dui)比分析看(kàn)出。通過離(lí)心泵的流(liú)量與揚程(cheng)的關🛀系圖(tú)，可以更為(wéi)直觀♍的反(fan)映出兩種(zhong)調節方💃式(shì)下的能耗(hào)關系。通過(guo)泵變速調(diào)節來減小(xiao)流量還有(you)利于降低(dī)離心泵發(fa)生汽蝕的(de)可能性。當(dang)流量減小(xiǎo)越大時，變(bian)速調節的(de)節能效率(lǜ)也越⁉️大，即(ji)閥門調節(jiē)損耗⛹🏻♀️功率(lǜ)越大，但是(shì)，泵變速過(guò)大時又會(hui)造成泵效(xiào)率降低🈚，超(chāo)出泵比例(lì)定律範圍(wei)，因此，在實(shi)際應用時(shí)應該從多(duo)方面考慮(lü)，在二者之(zhi)間綜🔴合出(chū)*的流量調(diao)節方法。
離心(xīn)泵是廣泛(fàn)應用于化(hua)工工業系(xì)統的一種(zhong)通用流體(ti)機械。它具(jù)有性能适(shi)應範圍廣(guǎng)（包括流量(liang)、壓頭及對(duì)輸送介質(zhi)性質的适(shì)應性）、體積(ji)小、結構簡(jian)單、操作容(rong)易、操作費(fèi)用低等諸(zhū)多優點。通(tōng)常，所選離(li)心泵的流(liú)量、壓頭可(kě)能會⛱️和管(guǎn)路中要求(qiu)的不🚩一緻(zhi)，或由于生(sheng)産任務、工(gōng)藝要求發(fa)生變化，此(cǐ)時都要求(qiu)對泵進行(háng)流量調節(jie)，實質是改(gai)變離心泵(bèng)的工作點(diǎn)。離心泵的(de)工作點是(shì)由泵的特(te)性曲線和(he)管路系統(tong)特性曲🌈線(xiàn)共同決定(ding)的，因此，改(gai)變任何一(yi)個的特性(xing)曲線都可(kě)以達到流(liu)量調節的(de)目的。目前(qian)，離心泵的(de)☂️流量調節(jiē)方式主要(yào)有調節閥(fa)控制、變速(sù)控制以及(ji)泵的并、串(chuàn)聯調節等(deng)。由于各種(zhong)調🔞節方式(shi)的原理不(bu)同，除有自(zì)己的優缺(que)點外，造成(chéng)的能量損(sǔn)耗也不一(yī)樣，為了尋(xun)求*、能🍉耗最(zuì)小、最節能(néng)的流量調(diao)節方式，必(bi)須全面地(dì)了解離心(xīn)🔴泵的❌流量(liang)調節方式(shi)😘與能耗之(zhī)間的關系(xì)。
1、泵流量調(diào)節的主要(yào)方式
1.1 改變(biàn)管路特性(xìng)曲線
改變(biàn)離心泵流(liú)量最簡單(dan)的方法就(jiu)是利用泵(bèng)出口閥門(men)的開度來(lai)控制，其實(shí)質是改變(biàn)管路特性(xìng)曲線🏃♂️的位(wei)置來改變(bian)泵的工作(zuò)點。
1.2 改變離(li)心泵特性(xìng)曲線
根據(jù)比例定律(lü)和切割定(dìng)律，改變泵(bèng)的轉速、改(gai)變泵結構(gòu)♌（如⚽切削葉(ye)輪外徑法(fǎ)等）兩種方(fang)法都能改(gǎi)變離🙇♀️心泵(bèng)💰的特性曲(qu)線，從而達(dá)到調節流(liu)量（同時改(gai)變壓頭）的(de)目的。但是(shì)☎️對于已經(jīng)工作的泵(bèng)，改變泵結(jie)構的方法(fa)不太方便(bian)，并且由于(yu)改變了泵(beng)的結構，降(jiàng)低了泵的(de)通用性，盡(jìn)管它在某(mǒu)些時候調(diao)節🌏流量經(jīng)濟方😄便[1]，在(zài)生産中也(yě)很少采用(yong)。這裡僅分(fèn)析改變離(li)🎯心泵🐪的轉(zhuan)速調節流(liú)量的方法(fǎ)。從圖1中分(fèn)析，當改變(bian)泵轉速調(diào)節流量從(cóng)Q1下降到Q2時(shí)，泵的轉速(su)（或電機轉(zhuǎn)速）從n1下降(jiang)到n2，轉速為(wei)n2下泵的特(te)性曲線Q-H與(yǔ)管路特性(xing)⁉️曲線👄He=H0+G1Qe2（管路(lù)特曲線不(bu)變化）交于(yu)點A3(Q2，H3)，點A3為通(tōng)過調速調(diào)節流量後(hou)新的工☀️作(zuo)點。此調節(jie)方法調節(jiē)效果明顯(xiǎn)、快捷、安全(quán)可靠，可以(yǐ)延長泵使(shi)🌏用壽命，節(jie)約電能，另(lìng)外降低轉(zhuǎn)速運行還(hái)能有效的(de)降低離心(xīn)泵的汽蝕(shí)餘量NPSHr，使泵(beng)遠離汽蝕(shí)區，減小離(lí)心泵發生(shēng)汽蝕的可(kě)能📞性🔞[2]。缺點(dian)是改變泵(beng)的轉速需(xū)要有通過(guo)變💋頻技術(shu)來改變原(yuán)動機（通常(chang)是電動機(jī)）的轉速，原(yuán)理複🌐雜，投(tou)資較大，且(qiě)流量調節(jie)範圍小。
1.3 泵(bèng)的串、并連(lián)調節方式(shi)
當單台離(lí)心泵不能(neng)滿足輸送(sòng)任務時，可(ke)以采用離(lí)心泵的并(bìng)聯或串聯(lián)操作。用兩(liǎng)台相同型(xíng)号的離心(xīn)泵并🧑🏾🤝🧑🏼聯，雖(sui)然壓頭變(biàn)😘化不大，但(dàn)加大了總(zong)的輸送流(liu)量，并聯😄泵(beng)的總效率(lü)與💋單台泵(beng)✉️的效率相(xiàng)同；離心泵(bèng)🏃串聯時總(zǒng)的壓頭增(zeng)💜大，流量變(biàn)化不大，串(chuàn)聯泵的總(zǒng)🍉效率與單(dan)台泵效率(lü)相同。
2、不同(tong)調節方式(shi)下泵的能(neng)耗分析
在(zai)對不同調(diao)節方式下(xià)的能耗分(fen)析時，文章(zhāng)僅針對目(mu)前廣💜泛🈚采(cai)用的閥門(men)調節和泵(bèng)變轉速調(diào)節兩種調(diào)節方式加(jiā)以分析。由(you)于離心泵(beng)的并、串聯(lián)操作目的(de)在于提高(gāo)壓🥰頭或流(liu)量，在化工(gong)領域運用(yòng)不多，其🈲能(neng)耗可以結(jie)合圖2進行(hang)分析，方法(fa)基本相☁️同(tóng)。
2.1 閥門調節(jie)流量時的(de)功耗
離心(xīn)泵運行時(shí)，電動機輸(shu)入泵軸的(de)功率N為：
N＝vQH／η
式(shi)中N——軸功率(lü)，w；
Q——泵的有效(xiao)壓頭，m；
H——泵的(de)實際流量(liang)，m3/s；
v——流體比重(zhong)，N/m3；
η——泵的效率(lü)。
當用閥門(mén)調節流量(liang)從Q1到Q2，在工(gōng)作點A2消耗(hào)的軸功率(lǜ)為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實際有(you)用功率，W；
vQ2(H2－H3)——閥(fá)門上損耗(hao)得功率，W；
vQ2H2(1／η－1)——離(lí)心泵損失(shi)的功率，W。
2.2 變(bian)速調節流(liu)量時的功(gong)耗
在進行(hang)變速分析(xi)時因要用(yòng)到離心泵(beng)的比例定(ding)律，根據其(qí)應用✊條件(jiàn)，以下分析(xi)均指離心(xin)泵的變速(su)範圍在±20%内(nei)，且離心泵(bèng)本身效率(lǜ)的變化不(bu)大[3]。用電動(dong)機變速調(diao)節流量💞到(dao)流量Q2時，在(zai)工⭕作點A3泵(bèng)消耗的軸(zhóu)功率為：
NA3＝vQ2H3／η
同(tóng)樣經變換(huan)可得：
NA3＝vQ2H3＋vQ2H3(1／η－1) （2）
式中(zhong) vQ2H3——實際有用(yong)功率，W；
vQ2H3(1／η－1)——離心(xīn)泵損失的(de)功率，W。
2.3 能耗(hao)對比分析(xī)
3、結論
對于(yú)目前離心(xīn)泵通用的(de)出口閥門(men)調節和泵(bèng)變轉速調(diao)節兩種主(zhǔ)要流量調(diào)節方式，泵(bèng)變轉速調(diao)節節約的(de)能耗🐪比出(chu)口閥門調(diào)🐕節大得多(duo)，這點可以(yǐ)從兩🌏者的(de)功耗分析(xi)和功耗對(dui)比分析看(kàn)出。通過離(lí)心泵的流(liú)量與揚程(cheng)的關🛀系圖(tú)，可以更為(wéi)直觀♍的反(fan)映出兩種(zhong)調節方💃式(shì)下的能耗(hào)關系。通過(guo)泵變速調(diào)節來減小(xiao)流量還有(you)利于降低(dī)離心泵發(fa)生汽蝕的(de)可能性。當(dang)流量減小(xiǎo)越大時，變(bian)速調節的(de)節能效率(lǜ)也越⁉️大，即(ji)閥門調節(jiē)損耗⛹🏻♀️功率(lǜ)越大，但是(shì)，泵變速過(guò)大時又會(hui)造成泵效(xiào)率降低🈚，超(chāo)出泵比例(lì)定律範圍(wei)，因此，在實(shi)際應用時(shí)應該從多(duo)方面考慮(lü)，在二者之(zhi)間綜🔴合出(chū)*的流量調(diao)節方法。
