泵是耗能大户。据专家估计,约占世界总能耗的20%。在石油和化工工业中更分别高达59%和26%。因此,泵的节能是一项意义深远、潜力巨大、经济效益和社会效益十分显著的大事。过去,离心泵的调节,普遍采用阀门控制和启闭旁通等方法,能量损失很大。随着变频技术工业应用的发展,变速调节不仅方便,而且经济上也呈现合理。
离心泵是广泛应用于化工工业系统的一种通用流体机械。它具有性能适应范围广(包括流量、压头及对输送介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、操作费用低等诸多优点。通常,所选离心泵的流量、压头可能会和管路中要求的不一致,或由于生产任务、工艺要求发生变化,此时都要求对泵进行流量调节,实质是改变离心泵的工作点。离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的,因此,改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。目前,离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。由于各种调节方式的原理不同,除有自己的优缺点外,造成的能量损耗也不一样,为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式,必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系。泵流量调节的主要方式
1.1改变管路特性曲线
1.2改变离心泵特性曲线1.3泵的串、并连调节方式2不同调节方式下泵的能耗分析
2.1阀门调节流量时的功耗离心泵运行时,电动机输入泵轴的功率N为:N=vQH/η式中N——轴功率,w;Q——泵的有效压头,m;H——泵的实际流量,m3/s;v——流体比重,N/m3;η——泵的效率。当用阀门调节流量从Q1到Q2,在工作点A2消耗的轴功率为:NA2=vQ2H2/ηvQ2H3——实际有用功率,W;vQ2(H2-H3)——阀门上损耗得功率,W;vQ2H2(1/η-1)——离心泵损失的功率,W。
2.2变速调节流量时的功耗对于目前离心泵通用的出口阀门调节和泵变转速调节两种主要流量调节方式,泵变转速调节节约的能耗比出口阀门调节大得多,这点可以从两者的功耗分析和功耗对比分析看出。通过离心泵的流量与扬程的关系图,可以更为直观的反映出两种调节方式下的能耗关系。通过泵变速调节来减小流量还有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性。当流量减小越大时,变速调节的节能效率也越大,即阀门调节损耗功率越大,但是,泵变速过大时又会造成泵效率降低,超出泵比例定律范围,因此,在实际应用时应该从多方面考虑,在二者之间综合出最佳的流量调节方法。