水泵的工作原理是把電動機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被提升液體的動能和勢能,是一個能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過程。
在工程中,實際安裝的水泵其流量、揚程可能會與管路系統(tǒng)不一致,在正式投入使用前,需要對水泵進行調(diào)試。
水泵調(diào)試,主要是對水泵的運行狀態(tài)進行調(diào)試,滿足產(chǎn)品技術文件及設計要求。
調(diào)試的主要內(nèi)容是對流量進行調(diào)節(jié)。
流量調(diào)節(jié)其實質(zhì)是改變離心泵的工況點。
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、效率等,它表示了水泵的工作能力。
除了工程設計階段水泵選型的正確與否以外,水泵實際使用中工況點的選擇也將直接影響到用戶的能耗和成本費用。
因此,如何調(diào)整水泵的最佳工況點,對于降低運行能耗,減少運行碳排放就顯得尤為重要。
水泵的工況點是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關系的平衡基礎之上,如果發(fā)生不平衡現(xiàn)象,其工況點就會轉(zhuǎn)移。
工況點的改變由兩方面引起:一是管道系統(tǒng)特性曲線改變,如閥門節(jié)流;二是水泵本身的特性曲線改變,如變頻調(diào)速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
一、閥門節(jié)流
改變水泵流量最簡單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門的開度。
當改變流量時,水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速),其實質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工況點。
關小閥門時,管道局部阻力增加,水泵工況點向左移,相應流量減少。
閥門全關時,相當于阻力無限大,流量為零,此時管路特性曲線與縱坐標重合。
當關小閥門來控制流量時,水泵本身的供水能力不變,揚程特性不變,管阻特性將隨閥門開度的改變而改變。
這種方法操作簡便、流量連續(xù),可以在某一最大流量與零之間隨意調(diào)節(jié)。
節(jié)流調(diào)節(jié)是以消耗水泵的多余能量來維持一定的供給量,水泵的效率也將隨之下降。
二、變頻調(diào)速
工況點偏離高效區(qū)是水泵需要調(diào)速的基本條件。
當水泵的轉(zhuǎn)速改變時,閥門開度保持不變(通常為最大開度),管路系統(tǒng)特性不變,而供水能力和揚程特性隨之改變。
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)流調(diào)節(jié)時小,所需的供水功率也比閥門節(jié)流調(diào)節(jié)時小。
與閥門節(jié)流調(diào)節(jié)相比,在一定范圍內(nèi)進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),變頻調(diào)速的節(jié)能效果明顯,水泵的工作效率也更高。
但是,不能過分依賴調(diào)低轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié),不可能無限制調(diào)速;當水泵變速過大時會造成水泵效率下降,反而消耗更多能耗。
三、切削葉輪
當轉(zhuǎn)速一定時,泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關。
對同一型號的泵,可采用切削法改變泵的特性曲線。
切削葉輪是改變水泵性能的一種簡便易行的辦法,它在一定程度上解決了水泵類型、規(guī)格的有限性與供水對象要求的多樣性之間的矛盾,擴大了水泵的使用范圍。
切削葉輪屬不可逆過程,用戶必須經(jīng)過精確計算并衡量經(jīng)濟合理性后方可實施。
四、水泵串聯(lián)和并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺泵的出口向另一臺泵的入口輸送流體。
水泵串聯(lián)后,一方面揚程的增加大于管路阻力的增加,致使富余的揚程促使流量增加;另一方面流量的增加又使阻力增加,抑制了總揚程的升高。
因此,串聯(lián)水泵總楊程不是兩臺水泵揚程之和。
水泵并聯(lián)是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路輸送流體,壓頭相同時流量增加。
管路特性曲線的平坦程度,決定并聯(lián)后總流量的疊加程度。
管路特性曲線越平坦,并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運行時的2倍。
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