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通过离心泵与管路系统的特性曲线图分析了离心泵流量调节的几种主要方式:出口阀门调节、泵变速调节和泵的串、并联调节。用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变速调节两种方式的能耗损失,并进行了对比,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好的节约能耗,且节能效率与流量变化大小有关。在实际应用时应该注意变速调节的范围,才能更好的应用离心泵变速调节。
离心泵是广泛应用于化工工业系统的一种通用流体机械。它具有性能适应范围广(包括流量、压头及对输送介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、操作费用低等诸多优点。通常,所选离心泵的流量、压头可能会和管路中要求的不*,或由于生产任务、工艺要求发生变化,此时都要求对泵进行流量调节,实质是改变离心泵的工作点。离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的,因此,改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。目前,离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。由于各种调节方式的原理不同,除有自己的优缺点外,造成的能量损耗也不一样,为了寻求*、能耗zui小、zui节能的流量调节方式,必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系。
不同调节方式下泵的能耗分析
在对不同调节方式下的能耗分析时,文章仅针对目前广泛采用的阀门调节和泵变转速调节两种调节方式加以分析。由于离心泵的并、串联操作目的在于提高压头或流量,在化工领域运用不多,其能耗可以结合图2进行分析,方法基本相同。
2.1 阀门调节流量时的功耗
离心泵运行时,电动机输入泵轴的功率N为:
N=vQH/η
式中N——轴功率,w;
Q——泵的有效压头,m;
H——泵的实际流量,m3/s;
v——流体比重,N/m3;
η——泵的效率。
当用阀门调节流量从Q1到Q2,在工作点A2消耗的轴功率为:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——实际有用功率,W;
vQ2(H2-H3)——阀门上损耗得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——离心泵损失的功率,W。
2.2 变速调节流量时的功耗
在进行变速分析时因要用到离心泵的比例定律,根据其应用条件,以下分析均指离心泵的变速范围在±20%内,且离心泵本身效率的变化不大[3]。用电动机变速调节流量到流量Q2时,在工作点A3泵消耗的轴功率为:
NA3=vQ2H3/η
同样经变换可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中 vQ2H3——实际有用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——离心泵损失的功率,W。
2.3 能耗对比分析