水泵的工作原理是把電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被提升液體的動(dòng)能和勢(shì)能,是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程。
在工程中,實(shí)際安裝的水泵其流量、揚(yáng)程可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致,在正式投入使用前,需要對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)試。
水泵調(diào)試,主要是對(duì)水泵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試,滿足產(chǎn)品技術(shù)文件及設(shè)計(jì)要求。
調(diào)試的主要內(nèi)容是對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
流量調(diào)節(jié)其實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工況點(diǎn)。
所謂工況點(diǎn),是指水泵裝置在某瞬時(shí)的實(shí)際出水量、揚(yáng)程、軸功率、效率等,它表示了水泵的工作能力。
除了工程設(shè)計(jì)階段水泵選型的正確與否以外,水泵實(shí)際使用中工況點(diǎn)的選擇也將直接影響到用戶的能耗和成本費(fèi)用。
因此,如何調(diào)整水泵的最佳工況點(diǎn),對(duì)于降低運(yùn)行能耗,減少運(yùn)行碳排放就顯得尤為重要。
水泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡基礎(chǔ)之上,如果發(fā)生不平衡現(xiàn)象,其工況點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移。
工況點(diǎn)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(mén)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(mén)節(jié)流
改變水泵流量最簡(jiǎn)單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門(mén)的開(kāi)度。
當(dāng)改變流量時(shí),水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速),其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來(lái)改變泵的工況點(diǎn)。
關(guān)小閥門(mén)時(shí),管道局部阻力增加,水泵工況點(diǎn)向左移,相應(yīng)流量減少。
閥門(mén)全關(guān)時(shí),相當(dāng)于阻力無(wú)限大,流量為零,此時(shí)管路特性曲線與縱坐標(biāo)重合。
當(dāng)關(guān)小閥門(mén)來(lái)控制流量時(shí),水泵本身的供水能力不變,揚(yáng)程特性不變,管阻特性將隨閥門(mén)開(kāi)度的改變而改變。
這種方法操作簡(jiǎn)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(lái)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(diǎn)偏離高效區(qū)是水泵需要調(diào)速的基本條件。
當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí),閥門(mén)開(kāi)度保持不變(通常為最大開(kāi)度),管路系統(tǒng)特性不變,而供水能力和揚(yáng)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(shí)的揚(yáng)程比閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)小,所需的供水功率也比閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)小。
與閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)相比,在一定范圍內(nèi)進(jìn)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(guò)分依賴調(diào)低轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),不可能無(wú)限制調(diào)速;當(dāng)水泵變速過(guò)大時(shí)會(huì)造成水泵效率下降,反而消耗更多能耗。
三、切削葉輪
當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。
對(duì)同一型號(hào)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(jiǎn)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(duì)象要求的多樣性之間的矛盾,擴(kuò)大了水泵的使用范圍。
切削葉輪屬不可逆過(guò)程,用戶必須經(jīng)過(guò)精確計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施。
四、水泵串聯(lián)和并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺(tái)泵的出口向另一臺(tái)泵的入口輸送流體。
水泵串聯(lián)后,一方面揚(yáng)程的增加大于管路阻力的增加,致使富余的揚(yáng)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(yáng)程的升高。
因此,串聯(lián)水泵總楊程不是兩臺(tái)水泵揚(yáng)程之和。
水泵并聯(lián)是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的泵向同一壓力管路輸送流體,壓頭相同時(shí)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(yùn)行時(shí)的2倍。
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