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簡談泵流量調(diào)節(jié)的幾種主要方式
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*簡單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制，其實質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點。
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（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，從而達到調(diào)節(jié)流量（同時改變壓頭）的目的。但是對于已經(jīng)工作的泵，改變泵結(jié)構的方法不太方便，并且由于改變了泵的結(jié)構，降低了泵的通用性，盡管它在某些時候調(diào)節(jié)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(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量的方法。從圖1中分析，當改變泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量從Q1下降到Q2時，泵的轉(zhuǎn)速（或電機轉(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A3(Q2，H3)，點A3為通過調(diào)速調(diào)節(jié)流量后新的工作點。此調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)效果明顯、快捷、**可靠，可以延長泵使用壽命，節(jié)約電能，另外降低轉(zhuǎn)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(qū)，減小離心泵發(fā)生汽蝕的可能性2。缺點是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技術來改變原動機（通常是電動機）的轉(zhuǎn)速，原理復雜，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
當單臺離心泵不能滿足輸送任務時，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(diào)節(jié)方式下泵的能耗分析
在對不同調(diào)節(jié)方式下的能耗分析時，文章僅針對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，在化工領域運用不多，其能耗可以結(jié)合圖2進行分析，方法基本相同。
2．1 閥門調(diào)節(jié)流量時的功耗
離心泵運行時，電動機輸入泵軸的功率N為：
N＝vQH／η
式中N——軸功率，w；
Q——泵的有效壓頭，m；
H——泵的實際流量，m3/s；
v——流體比重，N/m3；
η——泵的效率。
當用閥門調(diào)節(jié)流量從Q1到Q2，在工作點A2消耗的軸功率為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實際有用功率，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)流量時的功耗
在進行變速分析時因要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范圍在±20%內(nèi)，且離心泵本身效率的變化不大3。用電動機變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時，在工作點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——實際有用功率，W；
vQ2H3(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。
2．3 能耗對比分析
3 結(jié)論
對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。當流量減小越大時，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，泵變速過大時又會造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實際應用時應該從多方面考慮，在二者之間綜合出*佳的流量調(diào)節(jié)方法。
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編輯：無錫油研
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