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離心泵常用調(diào)節(jié)方法分析

離心泵在水利、化工等行業(yè)利用十分廣泛，對其工況點的選擇和能耗的分析也日益受到器重。所謂工況點，是指水泵裝置在某瞬時的實際出水量、揚程、軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表現(xiàn)了水泵的工作才能。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)、工藝請求產(chǎn)生變更，需要對泵的流量進行調(diào)節(jié)，實在質(zhì)是轉(zhuǎn)變離心泵的工況點。除了工程設(shè)計階段離心泵選型的準(zhǔn)確與否以外，離心泵實際應(yīng)用中工況點的選擇也將直接影響到用戶的能耗和本錢用度。因此，如何公平地轉(zhuǎn)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)化為被晉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產(chǎn)生變更，其工況點就會轉(zhuǎn)移。工況點的轉(zhuǎn)變由兩方面引起：一．管道系統(tǒng)特征曲線轉(zhuǎn)變，如閥門節(jié)流；二．水泵本身的特征曲線轉(zhuǎn)變，如變頻調(diào)速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
下面就這幾種方法進行分析和比擬： 

一、閥門節(jié)流調(diào)節(jié)離心泵流量
轉(zhuǎn)變離心泵流量zui簡略的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門的開度，而離心泵轉(zhuǎn)速保持不變（一般為額定轉(zhuǎn)速），實在質(zhì)是轉(zhuǎn)變管路特征曲線的地位來轉(zhuǎn)變泵的工況點。如圖1所示，水泵特征曲線Q－H與管路特征曲線Q－∑h的交點A為閥門全開時水泵的極限工況點。關(guān)小閥門時，管道局部阻力增加，離心泵工況點向左移至B點，相應(yīng)流量減少。閥門全關(guān)時，相當(dāng)于阻力無限大，流量為零，此時管路特征曲線與縱坐標(biāo)重合。  從圖1可看出，以關(guān)小閥門來把持流量時，離心泵本身的供水才能不變，揚程特征不變，管阻特征將隨閥門開度的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變。這種方法把持簡便、流量持續(xù)，可以在某一zui大流量與零之間隨便調(diào)節(jié)，且無需額外投資，實用處合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以耗費離心泵的過剩能量（圖中暗影部分）來保持必定的供應(yīng)量，離心泵的效率也將隨之降落，經(jīng)濟上不太公平。 

二、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)離心泵流量  
工況點偏離區(qū)是離心泵需要調(diào)速的基礎(chǔ)條件。當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變時，閥門開度保持不變（通常為zui大開度），管路系統(tǒng)特征不變，而供水才能和揚程特征隨之轉(zhuǎn)變。如圖2所示，A為離心泵平衡工況點（也稱工作點），對應(yīng)效率ηa。欲減小流量，可將轉(zhuǎn)速下降，此時工況點為B，對應(yīng)效率ηb，水泵仍處于區(qū)內(nèi)。假如采用閥門節(jié)流的方法來調(diào)節(jié)，則工況點為C，對應(yīng)效率為ηc，離心泵的效率降落。由此可見，在所需流量小于額定流量的情況下，變頻調(diào)速時的揚程比閥門節(jié)流小，所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門節(jié)流小，圖2中的暗影部分表現(xiàn)的就是變頻調(diào)速所節(jié)儉的供水功率。 很顯然，與閥門節(jié)流相比，變頻調(diào)速的節(jié)能后果很突出，離心泵的工作效率更高。另外，采用變頻調(diào)速后，不僅有利于下降離心泵產(chǎn)生汽蝕的可能性，而且還可以通過對升速/降速時間的預(yù)置來延伸開機/停機過程，使動態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小，從而在很大程度上打消了損壞性的水錘效應(yīng)，大大延伸了水泵和管道系統(tǒng)的壽命。 
事實上，變頻調(diào)速也有局限性，除了投資較大、保護本錢較高外，當(dāng)水泵變速過大時會造成效率降落，超出泵比例定律范疇，不可能無限制調(diào)速。 

三、切削葉輪調(diào)節(jié)離心泵流量  
當(dāng)轉(zhuǎn)速必定時，泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對同一型號的泵，可采用切削法轉(zhuǎn)變泵的特征曲線。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)稱為離心泵的切削定律。切削定律是建立在大批感性實驗材料基礎(chǔ)上的，它認為假如葉輪的切削量把持在必定限度內(nèi)（此切削*與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)），則切削前后離心泵相應(yīng)的效率可視為不變。切削葉輪是轉(zhuǎn)變水泵性能的一種簡便易行的措施，即所謂變徑調(diào)節(jié)，它在必定程度上解決了水泵類型、規(guī)格的有限性與供水對象請求的多樣性之間的抵觸，擴大了水泵的應(yīng)用范疇。當(dāng)然，切削葉輪屬不可逆過程，用戶必需經(jīng)過準(zhǔn)確盤算并衡量經(jīng)濟公平性后方可實行。 

四、離心泵串聯(lián)和并聯(lián)調(diào)節(jié)離心泵流量  
離心泵串聯(lián)是指一臺泵的出口向另一臺泵的進口輸送流體。以zui簡略的兩臺雷同型號、雷同性能的離心泵串聯(lián)為例：如圖3所示，串聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的揚程在流量雷同的情況下迭加起來，串聯(lián)工作點A的流量和揚程都比單泵工作點B的大，但均達不到單泵時的2倍，這是由于泵串聯(lián)后一方面揚程的增加大于管路阻力的增加，致使充裕的揚程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，克制了總揚程的升高。  離心泵串聯(lián)運行時，必需留心后一臺泵是否能夠蒙受升壓。啟動前每臺泵的出口閥都要封閉，然后次序開啟泵和閥門向外供水。 
離心泵并聯(lián)是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路輸送流體，其目標(biāo)是在壓頭雷同時增加流量。仍然以zui簡略的兩臺雷同型號、雷同性能的離心泵并聯(lián)為例：如圖4所示，并聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的流量在揚程相等的情況下迭加起來，并聯(lián)工作點A的流量和揚程均比單泵工作點B的大，但考慮管阻因素，同樣達不到單泵時的2倍。 
假如純粹以增加流量為目標(biāo)，那么畢竟采用并聯(lián)還是串聯(lián)應(yīng)當(dāng)取決于管路特征曲線的平坦程度，管路特征曲線越平坦，并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運行時的2倍，從而比串聯(lián)時的流量更大，更有利于運作。 

五、調(diào)節(jié)離心泵流量結(jié) 論 
閥門節(jié)流固然會造成能量的喪失和浪費，但在一些簡略場合仍不失為一種快速易行的流量調(diào)節(jié)方法；變頻調(diào)速因其節(jié)能后果好、主動化程度高而越來越受到用戶的青睞；切削葉輪一般多用于凈水泵，由于轉(zhuǎn)變了泵的結(jié)構(gòu)，通用性較差；水泵串聯(lián)和并聯(lián)只實用于單臺泵不能滿足輸送任務(wù)的情況，而且串聯(lián)或并聯(lián)的臺數(shù)過多反而不經(jīng)濟。在實際利用時應(yīng)從多方面考慮，在各種流量調(diào)節(jié)方法之中綜合出*計劃，確保離心泵的運行。

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