離心泵流量調(diào)節(jié)的四種方式分析
離心泵在水利,、化工等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，對其工況點(diǎn)的選擇和能耗的分析也日益受到重視,。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,、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力,。通常,，離心泵的流量,、壓頭可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù),、工藝要求發(fā)生變化,，需要對泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工況點(diǎn),。除了工程設(shè)計(jì)階段離心泵選型的正確與否以外,，離心泵實(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,，如何合理地改變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要,。
離心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)能和勢能，是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過程,。根據(jù)這一特點(diǎn)可知,，離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上的，只要兩者之一的情況發(fā)生變化,，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．管道系統(tǒng)特性曲線改變，如閥門節(jié)流,；二．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),。
下面就這幾種方式進(jìn)行分析和比較：
01閥門節(jié)流
改變離心泵流量最簡單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門的開度，而水泵轉(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改變泵的工況點(diǎn),。關(guān)小閥門時(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。閥門全關(guān)時(shí),，相當(dāng)于阻力無限大,，流量為零，此時(shí)管路特性曲線與縱坐標(biāo)重合,。當(dāng)關(guān)小閥門來控制流量時(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),，且無需額外投資,，適用場合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以消耗離心泵的多余能量,， 來維持一定的供給量,，離心泵的效率也將隨之下降，經(jīng)濟(jì)上不太合理,。
02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(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)程比閥門節(jié)流小,，所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門節(jié)流小。很顯然,，與閥門節(jié)流相比,，變頻調(diào)速的節(jié)能效果很突出，離心泵的工作效率更高,。另外,，采用變頻調(diào)速后，不僅有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性,，而且還可以通過對升速/降速時(shí)間的預(yù)置來延長開機(jī)/停機(jī)過程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小,，從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應(yīng),，大大延長了水泵和管道系統(tǒng)的壽命。
事實(shí)上,，變頻調(diào)速也有局限性,，除了投資較大、維護(hù)成本較高外,，當(dāng)水泵變速過大時(shí)會(huì)造成效率下降,，超出泵比例定律范圍，不可能無限制調(diào)速,。
03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),。對同一型號(hào)的泵,，可采用切削法改變泵的特性曲線。
切削定律是建立在大量感性試驗(yàn)資料基礎(chǔ)上的,，它認(rèn)為如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi)（此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)）,，則切削前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變,。切削葉輪是改變水泵性能的一種簡便易行的辦法，即所謂變徑調(diào)節(jié),，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(kuò)大了水泵的使用范圍,。當(dāng)然,，切削葉輪屬不可逆過程，用戶必須經(jīng)過精確計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施,。
04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,。以最簡單的選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 兩臺(tái)相同型號(hào)、相同性能的離心泵串聯(lián)為例：如圖3所示,，串聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的揚(yáng)程在流量相同的情況下迭加起來,，串聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程都比單泵工作點(diǎn)B的大(公眾號(hào):泵管家)，但均達(dá)不到單泵時(shí)的2倍,，這是因?yàn)楸么?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,。水泵串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，必須注意后一臺(tái)泵是否能夠承受升壓,。啟動(dòng)前每臺(tái)泵的出口閥都要關(guān)閉,，然后順序開啟泵和閥門向外供水。
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,，其目的是在壓頭相同時(shí)增加流量,。仍然以最簡單的兩臺(tái)相同型號(hào)、相同性能的離心泵并聯(lián)為例,，并聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的流量在揚(yáng)程相等的情況下迭加起來,，并聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程均比單泵工作點(diǎn)B的大，但考慮管阻因素,，同樣達(dá)不到單泵時(shí)的2倍,。
如果純粹以增加流量為目的，那么究竟采用并聯(lián)還是串聯(lián)應(yīng)當(dāng)取決于管路特性曲線的平坦程度,，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，從而比串聯(lián)時(shí)的流量更大,，更有利于運(yùn)作,。
05結(jié)論
閥門節(jié)流雖然會(huì)造成能量的損失和浪費(fèi)，但在一些簡單場合仍不失為一種快速易行的流量調(diào)節(jié)方式；變頻調(diào)速因其節(jié)能效果好,、自動(dòng)化程度高而越來越受到用戶的青睞,；切削葉輪一般多用于清水泵，由于改變了泵的結(jié)構(gòu),，通用性較差,；水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺(tái)泵不能滿足輸送任務(wù)的情況，而且串聯(lián)或并聯(lián)的臺(tái)數(shù)過多反而不經(jīng)濟(jì),。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從多方面考慮,，在各種流量調(diào)節(jié)方法之中綜合出最佳方案，確保離心泵的高效運(yùn)行,。
