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離心泵調節方式與能耗分析
時（shí）間：2012/3/18 來源：浙江香蕉视频网站江泵業有（yǒu）限公（gōng）司
通過離心泵與管路係統的特性曲線（xiàn）圖分析了離心泵（bèng）流量調節（jiē）的幾種主要方式：出口閥門調（diào）節（jiē）、泵變速（sù）調節（jiē）和泵的串、並聯調（diào）節（jiē）。用特性曲線圖分析了（le）出口閥門調節（jiē）和泵變速調（diào）節（jiē）兩種方式的能耗損（sǔn）失，並進行了對比，指出離心泵用變（biàn）速調節流量比用出（chū）口閥門調節流量可（kě）以更好的節（jiē）約（yuē）能耗，且節能效率與流量變化大小有關。在實際應用時應該注意變速調節的範（fàn）圍，才能更好的應用離心泵變速調節。
離心泵是廣（guǎng）泛應用於化工工業係統的（de）一種通用流體機（jī）械。它具有（yǒu）性能適應範圍（wéi）廣（guǎng）（包括流量、壓頭及（jí）對輸送介質性質的適應性）、體積小、結（jié）構簡單、操作容（róng）易、操作費用低等諸多優點。通常，所選離心泵的流量、壓頭可能會和管路中要求的不一致，或由於（yú）生（shēng）產任務、工藝要求發生變化，此時都要求對泵進行流量（liàng）調節，實質是改變離心泵的（de）工作點。離心泵的工作點是（shì）由泵的特（tè）性曲線和管路係（xì）統特性曲（qǔ）線（xiàn）共同決定的，因此，改變任何一個的特性曲線都可以達到流量調（diào）節的目的。目（mù）前，離心泵的流量調節方式（shì）主要有調（diào）節閥控製、變速控製以（yǐ）及泵的並、串聯調節等。由於各種調節方式的（de）原理不同，除有自己的優缺點外，造成的能量損（sǔn）耗也不（bú）一樣，為了尋求佳、能（néng）耗小、節能的流量（liàng）調節方式，必須全麵地了解離心泵的流量調節方式與能耗之間的關係。
1、泵流量調節的主要方式（shì）
1.1改（gǎi）變管路特性曲線（xiàn）
改變離心泵流量簡單的方法（fǎ）就是（shì）利用泵出口閥門的開度來控製，其實質是改（gǎi）變（biàn）管路特性曲線的位置來改（gǎi）變泵的工作點。
1.2改變（biàn）離心泵特性曲線
根據比例定律和切割定律，改（gǎi）變泵的（de）轉速、改變泵結構（如切削葉（yè）輪外徑法等）兩種方法都能改變離心泵的特性曲線（xiàn），從（cóng）而達到調節流量（同時改變壓頭）的目的。但是對於已經工作的泵，改變泵（bèng）結構的方法不太方便，並且由於改變了泵的結構，降低了泵的通用性，盡（jìn）管它在某些時候調節流量（liàng）經（jīng）濟方便[1]，在（zài）生產中（zhōng）也很少（shǎo）采用。這裏僅分析改變離心泵的轉速調節（jiē）流量的方（fāng）法。從圖1中分析（xī），當改變（biàn）泵轉（zhuǎn）速調節流量從Q1下降到Q2時，泵的轉速（或電機（jī）轉速）從n1下（xià）降到n2，轉（zhuǎn）速為n2下泵（bèng）的特性曲線Q-H與（yǔ）管路（lù）特（tè）性（xìng）曲線He=H0+G1Qe2（管路（lù）特曲線不變化）交於點A3(Q2，H3)，點A3為通過調速調節流（liú）量後新的工作點。此調（diào）節方法調節效果明（míng）顯、快捷、安全可（kě）靠，可以延長泵使用壽命，節約電能（néng），另外（wài）降低轉速運行還能有效的降低離心泵的汽蝕餘量NPSHr，使泵遠離汽蝕區，減小離心泵發（fā）生汽蝕的可能性[2]。缺點是改變泵的轉速需要有通過變頻技術（shù）來改變原動機（通常是電動機）的轉速，原理（lǐ）複雜，投資較大，且流量調節範圍小。
1.3泵的串、並連調節方式
當單台離心泵（bèng）不能滿足輸送任務時，可以采（cǎi）用（yòng）離心泵的並聯或（huò）串聯操作。用兩台相同型號的離心泵並聯，雖然壓頭變化不大，但加大了總的輸送（sòng）流量（liàng），並聯泵的總效率與單台泵（bèng）的效率相同；離心泵串聯時總的壓頭增大，流量變化不大，串（chuàn）聯（lián）泵的總效（xiào）率與單台泵效率相（xiàng）同。
2、不同調節方式下泵的能耗分析
在對不同調節方（fāng）式下的（de）能耗分（fèn）析（xī）時，文章僅針對目（mù）前廣泛采用的閥門調節和（hé）泵（bèng）變轉速（sù）調節兩種調節方式加以分析。由於離心泵的並、串聯操作（zuò）目的在於提高壓（yā）頭或流量，在化工領域運用不多，其能耗可以結合圖2進行分析，方法基本相同。
2.1閥門調節流量時的功耗
離心泵運行時，電動機輸（shū）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——泵的實際流（liú）量，m3/s；
v——流體比重，N/m3；
η——泵的效率。
當用（yòng）閥門調節（jiē）流量從Q1到Q2，在工作點A2消耗的（de）軸（zhóu）功率為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實際有用功（gōng）率，W；
vQ2(H2－H3)——閥門上（shàng）損耗得（dé）功率，W；
vQ2H2(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。
2.2變速調節流量時（shí）的功耗
在進行變速分析時因要（yào）用到離心泵的比例定律，根據（jù）其應用條件，以下分析均指離心泵的變速範圍在±20%內，且離（lí）心泵（bèng）本身效率的變化（huà）不大[3]。用電動機變速調節流量到流量Q2時，在工作點A3泵消耗（hào）的軸功率為：
NA3＝vQ2H3／η
同樣經（jīng）變換可得（dé）：
NA3＝vQ2H3＋vQ2H3(1／η－1)（2）
式中vQ2H3——實際有用功率，W；
vQ2H3(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。
3、結論
對（duì）於目前離心泵通用的（de）出口閥（fá）門（mén）調節和泵變轉（zhuǎn）速調節兩種主要流量（liàng）調節方式，泵變轉（zhuǎn）速調節節約的能耗比出（chū）口閥（fá）門調節大得多，這點可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過離心泵的流量與揚程的關係圖，可以更為直觀的反映出兩種調節方式下的能耗關係。通過泵變速調節來減小流量（liàng）還有利於降低離心泵發生汽蝕的可能性。當（dāng）流量（liàng）減小越大時，變速調節的節能（néng）效率也越大，即閥門（mén）調節損（sǔn）耗功率（lǜ）越大，但是，泵變速過（guò）大時又會造成泵效率降低，超出（chū）泵比（bǐ）例定律範圍，因此，在實際應用時應該從多方麵考（kǎo）慮，在二者之間綜合出佳的流（liú）量調節方法。
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