消防泵，離心泵的調節方式與能耗解析以及液下泵的工作原理

2021/03/19

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      消防泵，離心泵是一種廣泛應用于化工工業(yè)系統的通用流體機械。它具有體積小、結構簡(jiǎn)單、操作容易、操作費用低、性能適應范圍廣（包括流量、壓頭及對輸送介質(zhì)性質(zhì)的適應性）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)都要求對泵進(jìn)行流量調節，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(xiàn)和管路系統特性曲線(xiàn)共同決定的，因此，改變任何一個(gè)的特性曲線(xiàn)都可以達到流量調節的目的。

      離心其實(shí)是物體慣性的表現，比如雨傘上的水滴，當雨傘緩慢轉動(dòng)時(shí)，水滴會(huì )跟隨雨傘轉動(dòng)，這是因為雨傘與水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉動(dòng)加快，這個(gè)摩擦力不足以使水滴在做圓周運動(dòng)，那么水滴將脫離雨傘向外緣運動(dòng)，就象用一根繩子拉著(zhù)石塊做圓周運動(dòng)，如果速度太快，繩子將會(huì )斷開(kāi)，石塊將會(huì )飛出.這個(gè)就是所謂的離心。

    目前，離心泵的流量調節方式主要有調節閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調節等。由于各種調節方式的原理不同，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zui佳、能耗zui小、zui節能的流量調節方式，必須全面地了解離心泵的流量調節方式與能耗之間的關(guān)系。

    通過(guò)離心泵與管路系統的特性曲線(xiàn)圖分析了離心泵流量調節的幾種主要方式：出口閥門(mén)調節、泵變速調節和泵的串、并聯(lián)調節。用特性曲線(xiàn)圖分析了出口閥門(mén)調節和泵變速調節兩種方式的能耗損失，并進(jìn)行了對比，指出離心泵用變速調節流量比用出口閥門(mén)調節流量可以更好的節約能耗，且節能效率與流量變化大小有關(guān)。在實(shí)際應用時(shí)應該注意變速調節的范圍，才能更好的應用離心泵變速調節。

    1、泵流量調節的主要方式

    1.1 改變管路特性曲線(xiàn)

    改變離心泵流量zui簡(jiǎn)單的方法就是利用泵出口閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制，其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線(xiàn)的位置來(lái)改變泵的工作點(diǎn)。

    1.2 改變離心泵特性曲線(xiàn)

    根據比例定律和切割定律，改變泵的轉速、改變泵結構（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(xiàn)，從而達到調節流量（同時(shí)改變壓頭）的目的。但是對于已經(jīng)工作的泵，改變泵結構的方法不太方便，并且由于改變了泵的結構，降低了泵的通用性，盡管它在某些時(shí)候調節流量經(jīng)濟方便[1]，在生產(chǎn)中也很少采用。這里僅分析改變離心泵的轉速調節流量的方法。從圖1中分析，當改變泵轉速調節流量從Q1下降到Q2時(shí)，泵的轉速（或電機轉速）從n1下降到n2，轉速為n2下泵的特性曲線(xiàn)Q-H與管路特性曲線(xiàn)He=H0+G1Qe2（管路特曲線(xiàn)不變化）交于點(diǎn)A3（Q2，H3），點(diǎn)A3為通過(guò)調速調節流量后新的工作點(diǎn)。此調節方法調節效果明顯、快捷、安全可靠，可以延長(cháng)泵使用壽命，節約電能，另外降低轉速運行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量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(diǎn)是改變泵的轉速需要有通過(guò)變頻技術(shù)來(lái)改變原動(dòng)機（通常是電動(dòng)機）的轉速，原理復雜，投資較大，且流量調節范圍小。

    1.3 離心泵的串、并連調節方式

    當單臺離心泵不能滿(mǎn)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。用兩臺相同型號的離心泵并聯(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)泵的總效率與單臺泵效率相同。

    2、不同調節方式下泵的能耗分析

    在對不同調節方式下的能耗分析時(shí)，文章僅針對目前廣泛采用的閥門(mén)調節和泵變轉速調節兩種調節方式加以分析。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)域運用不多，其能耗可以結合圖2進(jìn)行分析，方法基本相同。

 液下泵與介質(zhì)接觸的零部件,系用聚乙烯醇縮丁醛改性酚醛玻璃纖維,經(jīng)高溫模壓成型的酚醛玻璃鋼制件,聯(lián)接管、出液管采用半干法卷制工藝制成的酚醛玻璃鋼管,葉輪軸套的裝配均用酚醛膠泥和液下泵泵軸粘成一體,液下各部裝配均用酚醛膠泥粘結,伸入液下全無(wú)金屬與介質(zhì)接觸,耐腐性能可靠,產(chǎn)品具有輕質(zhì)、高強、不變形、耐溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,在防腐方面可部分替代含鋁不銹鋼、鐵及鈦合金等貴重金屬。

    液下泵的立式電動(dòng)機以螺栓固緊電機座上，并通過(guò)彈性聯(lián)軸器與泵直接傳動(dòng)、泵體、中間接管、泵架、出液管、管法蘭，以螺栓聯(lián)接構成一體，固定在底板上，泵的整體通過(guò)底板安裝在容器上。泵的軸向力與徑向力，（包括泵運轉中所產(chǎn)生的水壓力，葉輪及轉子重量等），均由軸承盒內所裝單向推力球軸承，單列向心球軸承；以及滑動(dòng)導軸所承受為保證泵安全正常運轉。軸承以黃油潤滑之，導軸承同所輸送的液體潤滑。因此，工作時(shí)液面必須高于葉輪中心線(xiàn)。伸入容器長(cháng)度L的長(cháng)短不同，則又分為中間導軸承結構和無(wú)中間導軸承的結構.

    液下泵根據伸入容器長(cháng)度的不同（一般為1至1.5m）而制成規格。工作部分淹沒(méi)于液體中，泵運轉產(chǎn)生的軸向及徑向力分別由滾動(dòng)軸承及滑動(dòng)軸承支撐；因此運行寧靜無(wú)噪音。軸封無(wú)液體飛濺現象。密封填料處有冷卻系統,可根據用戶(hù)使用介質(zhì)的溫度，用冷卻水帶走熱量。