淺談離心泵的調(diào)節(jié)方式與能耗分析

通過離心泵與管路系統(tǒng)的特性曲線圖分析了離心泵流量調(diào)節(jié)的幾種主要方式：出口閥門調(diào)節(jié)、泵變速調(diào)節(jié)和泵的串、并聯(lián)調(diào)節(jié)。用特性曲線圖分析了出口閥門調(diào)節(jié)和泵變速調(diào)節(jié)兩種方式的能耗損失，并進(jìn)行了對(duì)比，指出離心泵用變速調(diào)節(jié)流量比用出口閥門調(diào)節(jié)流量可以更好的節(jié)約能耗，且節(jié)能效率與流量變化大小有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意變速調(diào)節(jié)的范圍，才能更好的應(yīng)用離心泵變速調(diào)節(jié)。

離心泵是廣泛應(yīng)用于化工工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體機(jī)械。它具有性能適應(yīng)范圍廣(包括流量、壓頭及對(duì)輸送介質(zhì)性質(zhì)的適應(yīng)性)、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、操作費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)。通常，所選離心泵的流量、壓頭可能會(huì)和管路中要求的不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，此時(shí)都要求對(duì)泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工作點(diǎn)。離心泵的工作點(diǎn)是由泵的特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線共同決定的，因此，改變?nèi)魏我粋€(gè)的特性曲線都可以達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。目前，離心泵的流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。由于各種調(diào)節(jié)方式的原理不同，除有自己的優(yōu)缺點(diǎn)外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求、能耗小、節(jié)能的流量調(diào)節(jié)方式，必須全面地了解離心泵的流量調(diào)節(jié)方式與能耗之間的關(guān)系。

1 泵流量調(diào)節(jié)的主要方式

1.1 改變管路特性曲線

改變離心泵流量簡(jiǎn)單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制，其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點(diǎn)。

1.2 改變離心泵特性曲線

根據(jù)比例定律和切割定律，改變泵的轉(zhuǎn)速、改變泵結(jié)構(gòu)(如切削葉輪外徑法等)兩種方法都能改變離心泵的特性曲線，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量(同時(shí)改變壓頭)的目的。但是對(duì)于已經(jīng)工作的泵，改變泵結(jié)構(gòu)的方法不太方便，并且由于改變了泵的結(jié)構(gòu)，降低了泵的通用性，盡管它在某些時(shí)候調(diào)節(jié)流量經(jīng)濟(jì)方便[1]，在生產(chǎn)中也很少采用。這里僅分析改變離心泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量的方法。從圖1中分析，當(dāng)改變泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量從Q1下降到Q2時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速(或電機(jī)轉(zhuǎn)速)從n1下降到n2，轉(zhuǎn)速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2(管路特曲線不變化)交于點(diǎn)A3(Q2，H3)，點(diǎn)A3為通過調(diào)速調(diào)節(jié)流量后新的工作點(diǎn)。此調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)效果明顯、快捷、安全可靠，可以延長(zhǎng)泵使用壽命，節(jié)約電能，另外降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr，使泵遠(yuǎn)離汽蝕區(qū)，減小離心泵發(fā)生汽蝕的可能性[2]。缺點(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技術(shù)來改變?cè)瓌?dòng)機(jī)(通常是電動(dòng)機(jī))的轉(zhuǎn)速，原理復(fù)雜，投資較大，且流量調(diào)節(jié)范圍小。

1.3 泵的串、并連調(diào)節(jié)方式

當(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任務(wù)時(shí)，可以采用離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，雖然壓頭變化不大，但加大了總的輸送流量，并聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵的效率相同;離心泵串聯(lián)時(shí)總的壓頭增大，流量變化不大，串聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵效率相同。

2 不同調(diào)節(jié)方式下泵的能耗分析

在對(duì)不同調(diào)節(jié)方式下的能耗分析時(shí)，文章僅針對(duì)目前廣泛采用的閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)方式加以分析。由于離心泵的并、串聯(lián)操作目的在于提高壓頭或流量，在化工領(lǐng)域運(yùn)用不多，其能耗可以結(jié)合圖2進(jìn)行分析，方法基本相同。

2.1 閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗

離心泵運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入泵軸的功率N為：

N=vQH/η

式中N——軸功率，w;

Q——泵的有效壓頭，m;

H——泵的實(shí)際流量，m3/s;

v——流體比重，N/m3;

η——泵的效率。

當(dāng)用閥門調(diào)節(jié)流量從Q1到Q2，在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為：

NA2=vQ2H2/η

vQ2H3——實(shí)際有用功率，W;

vQ2(H2-H3)——閥門上損耗得功率，W;

vQ2H2(1/η-1)——離心泵損失的功率，W。

2.2 變速調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗

在進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到離心泵的比例定律，根據(jù)其應(yīng)用條件，以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內(nèi)，且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動(dòng)機(jī)變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時(shí)，在工作點(diǎn)A3泵消耗的軸功率為：

NA3=vQ2H3/η

同樣經(jīng)變換可得：

NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)

式中 vQ2H3——實(shí)際有用功率，W;

vQ2H3(1/η-1)——離心泵損失的功率，W。

3 結(jié)論

對(duì)于目前離心泵通用的出口閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種主要流量調(diào)節(jié)方式，泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)約的能耗比出口閥門調(diào)節(jié)大得多，這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對(duì)比分析看出。通過離心泵的流量與揚(yáng)程的關(guān)系圖，可以更為直觀的反映出兩種調(diào)節(jié)方式下的能耗關(guān)系。通過泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大時(shí)，變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效率也越大，即閥門調(diào)節(jié)損耗功率越大，但是，泵變速過大時(shí)又會(huì)造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該從多方面考慮，在二者之間綜合出的流量調(diào)節(jié)方法。

淺談耐腐蝕化工泵的分類和其相關(guān)知識(shí)

目前我國生產(chǎn)的耐腐蝕化工泵主要系列包括FB型耐腐蝕化工泵、FB、AFB不銹鋼耐腐蝕化工泵、IH型不銹鋼化工泵、IHF型氟塑料化工泵、FSB型氟塑料化工泵、CQB化工磁力泵、IMD化工磁力泵、FZB化工自吸泵等。其中，作為國內(nèi)專業(yè)的化工泵生產(chǎn)廠家，江蘇液泉泵閥制造有限公司基本生產(chǎn)市面上所有的耐腐蝕化工泵。這些化工泵被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、制藥、化成箔等行業(yè)，在工業(yè)應(yīng)用過程均發(fā)揮著重要的作用。

耐腐蝕化工泵到底是什么樣的一種泵型，它是如何分類的，其工作原理又是什么?下面由江蘇液泉泵閥技術(shù)部門整理出來與大家分享下這些知識(shí)。

耐腐蝕化工泵適用于所有含酸堿腐蝕性成分的化學(xué)藥液、污水等的抽送、循環(huán)、排放等，廣泛應(yīng)用于電鍍、電子、化工、皮革、染整廢水、廢氣等行業(yè)。耐腐蝕化工泵泵頭與電機(jī)之間使用聯(lián)軸器連接，其大功率的型號(hào)為追求大流量的用戶所喜愛。

耐腐蝕化工泵按工作原理分類：

1.容積式泵

靠工作部件的運(yùn)動(dòng)造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方式的不同又分為：往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵兩類。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)不同分為：活塞泵、柱塞泵、齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環(huán)泵。

2.葉輪式泵

葉輪式泵是靠葉輪帶動(dòng)液體高速回轉(zhuǎn)而把機(jī)械能傳遞給所輸送的液體。

根據(jù)泵的葉輪和流道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同可分為：(1)離心泵;(2)軸流泵;(3)混流泵;(4)旋渦泵

3.噴射式泵

噴射式泵是靠工作流體產(chǎn)生的高速射流引射流體，然后再通過動(dòng)量交換而使被引射流體的能量增加。

按驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)來分：(1)電動(dòng)泵;(2)汽輪機(jī)泵;(3)柴油機(jī)泵

耐腐蝕化工泵的材質(zhì)：

一般采用耐腐蝕材質(zhì)，如玻璃纖維、pvc、氟塑料、不銹鋼，適用于瓶、桶、缸、池或其他容器中抽取腐蝕性液體。

耐腐蝕化工泵的工作原理：

耐腐蝕化工泵在工作前，泵體和進(jìn)料管必須罐滿液體形成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使液體高速旋轉(zhuǎn)，液體在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。液體物料在大氣壓力的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)料管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送。

耐腐蝕化工泵的特點(diǎn)：

耐腐蝕化工泵具有性能穩(wěn)定可靠、密封性能好、造型美觀、使用檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。

耐腐蝕化工泵是化學(xué)工業(yè)過程中應(yīng)用極為廣泛的一種泵型，江蘇液泉泵閥專業(yè)致力于防腐化工泵研發(fā)制造多年，在耐腐蝕化工泵行業(yè)造詣?lì)H深。

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