泵是耗能大戶。據(jù)專家估計,約占世界總能耗的20%。在石油和化工工業(yè)中更分別高達59%和26%。因此,泵的節(jié)能是一項意義深遠、潛力巨大、經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著的大事。過去,離心泵的調(diào)節(jié),普遍采用閥門控制和啟閉旁通等方法,能量損失很大。隨著變頻技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展,變速調(diào)節(jié)不僅方便,而且經(jīng)濟上也呈現(xiàn)合理。
離心泵是廣泛應(yīng)用于化工工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體機械。它具有性能適應(yīng)范圍廣(包括流量、壓頭及對輸送介質(zhì)性質(zhì)的適應(yīng)性)、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、操作費用低等諸多優(yōu)點。通常,所選離心泵的流量、壓頭可能會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,此時都要求對泵進行流量調(diào)節(jié),實質(zhì)是改變離心泵的工作點。離心泵的工作點是由泵的特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線共同決定的,因此,改變?nèi)魏我粋€的特性曲線都可以達到流量調(diào)節(jié)的目的。目前,離心泵的流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。由于各種調(diào)節(jié)方式的原理不同,除有自己的優(yōu)缺點外,造成的能量損耗也不一樣,為了尋求最佳、能耗最小、最節(jié)能的流量調(diào)節(jié)方式,必須全面地了解離心泵的流量調(diào)節(jié)方式與能耗之間的關(guān)系。
泵流量調(diào)節(jié)的主要方式
1.1改變管路特性曲線
1.2改變離心泵特性曲線
1.3泵的串、并連調(diào)節(jié)方式
2不同調(diào)節(jié)方式下泵的能耗分析
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
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(guān)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(guān)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(yīng)用時應(yīng)該從多方面考慮,在二者之間綜合出最佳的流量調(diào)節(jié)方法。