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水泵的调节

作者:admin    来源:本站    发布时间:2020-06-29 02:47:35    浏览量:271

  装置的工况点是建立于水泵和管道系统能量供求关系的平衡上,那么,只要两者之一情况发生改变时,其工况点就会发生转移。这种暂时的平衡点就会被另一种新的平衡点所代替。这样的情况,在城市供水中是随时都在发生着的。例如,有对置水塔的城市管网,在晚上,城市中用水量减少,水输入水塔,水塔的水箱中水位不断升高(见图6-8),水泵的工况点将沿Q-H曲线向流量减小侧移动(向左移动,有A点移至C点)供水量减少。相反的,在白天,城市中用水量增大,管网内静压下降,水压出水,水箱中水位下降,水泵装置的工况点就将自动向流量增大侧移动(向右移动)。因此,泵站在整个工作中,只要城市管网中用水量是变化的,管网压力就会有变化,致使水泵装置的工况点也作相应的变动,并按上述能量供求的关系,自动地建立新的平衡。所以,水泵装置的工况点,实际上是在一个相当幅度的区间内游动着的。离心泵具有这种自动调节工况点的性能,也大大地增加了它在给水排水过程中的使用价值。当管网中压力的变化幅度太大时,站的工况点将会移出其“高效段”以外,在低效率点处工作。针对这种情况,在泵站的运行管理中,长需要人为地对水泵装置的工况点进行必要的改变和控制,我们把这种改变和控制称为“调节”。这种调节可以是自动的并且可以优化,达到佳的节能效果。在工业设备冷却水总管上的压力,也就是图中的静扬程,这个静扬程有可能因工艺流程工况的变化而变化。

  节流调节是简单的一种调节方式,它是通过改变管路系统调节阀的开度,使管路曲线形状发生变化来实现工作位置点的改变。节流调节分为出口端节流调节和人口端节流调节两种方法,对泵来说主要是采用出口端节流调节。

  出口端节流调节就是将调节阀安装在泵的出口端管路上,改变调节阀的开度即可进行工况调节。图6-9为采用闸阀节流时,水泵装置工况点的改变图。图中工况点A表示闸阀全开时,该装置的极限工况点。关小闸阀,管道局部阻力增加,K值加大,管道系统特征性曲线变陡,水泵装置的工况点就向左移至B点,出水量减少。闸阀全关时,局部阻力系数相当于无穷大,水流切断,此时,管道系统特性与纵坐标重合。也就是说,利用闸阀的开启度可使水泵装置的工况点,由零到极限工况点QA之间变化。从经济上来看,节流调节很明显是用消耗水泵的多余能量△H的办法(见图6-9)来维持一定的供水量,其消耗的功率(kW)。

  管路阻力曲线中静扬程Hs的大小对节流调节时的运行效率η有很大影响。对于静扬程较小的管路阻力曲线,随着调节量的增加,节流损失△H迅速增大,泵的运行效率η迅速下降。而对于静扬程较大的管路阻力曲线,随着调节量的增加,节流损失△H增大较缓慢,泵的运行效率η下降也较缓慢。

  水泵性能曲线的现状(即比转速值)与运行效率η下降速度密切相关。低比转速泵性能曲线较平缓,在节流调节过程中,节流损失△H增大较缓慢,泵的运行效率η下降也较缓慢,轴功率值缓慢减小;而对于高比转速泵,其性能曲线较陡,在节流调节过程中,节流损失△H迅速增大,泵的运行效率η下降也较快,轴功率值反而不断增大。故高比转速泵采用节流调节时,不但经济效果不好,电动机还有过载的危险。

  如图6-10所示,旁通调节是在泵的出口管路上安装一个带调节阀门得回流管路2,当需要调节输出流量时,通过改变回流管路2上阀门的开度,从输出流体中移出一部分返回到泵入口,从而在泵运行流量不变的情况下,改变输出流量,达到调节流量的目的。

  此调节方法的经济性比节流调节还差,而且回流的流体会干扰泵入口的流体流动,影响泵的效率。旁通调节虽然不经济,但在某些场合下仍然可以采用,如锅炉给水泵为了防止在小流量区可能发生气蚀而设置再循环管路,进行旁通调节。

  动叶可调轴流泵的工况调节是在泵转速不变的情况下,通过改变动叶片安装角来改变泵的性能曲线形状,使工作点位置改变,从而实现工况调节的。

  改变动叶片安装角βb,冲角¿和流体平均相对速度,方向角β∞也会随之发生变化。β∞的改变会造成△νn和νm的变化,从而使泵的扬程、流量发生变化,以达到工况调节的目的。

  图6-12为动叶可调轴流泵的性能曲线,它反映了动叶安装角βb改变时,泵流量、扬程、功率和效率的变化情况。

  节流调节具有调节简单、可靠、方便,且调节装置的初投资很少等优点,故以前各种离心泵多采用这种调节方式。但由于其能量损失很大,目前已逐渐被调节水泵转速的方式所取代。这是本章的中心内容,后面将会详细讨论。

  综上所述,定速运行情况下离心泵装置工况点的改变,主要是管道系统特性曲线发生改变引起的(诸如水位变化、管网中用水量变化、管道堵塞或破裂以及泵站中闸阀节流等等)。

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