Общие методы регулирования потока для центробежных насосов

Центробежные насосы широко используются в таких отраслях, как водное хозяйство и химическое машиностроение, при этом выбор их рабочих точек и анализ энергопотребления приобретают все большее значение. Обычно расход и напор центробежного насоса могут не соответствовать трубопроводной системе, либо из-за изменения производственных задач и технологических требований требуется корректировка расхода насоса, что существенно меняет рабочую точку центробежный насос. Помимо правильности выбора центробежных насосов на этапе инженерного проектирования, выбор рабочих точек при реальном использовании центробежных насосов также напрямую влияет на энергопотребление и затраты пользователей. Поэтому особенно важно разумно изменять рабочую точку центробежного насоса.
Принцип работы центробежного насоса заключается в преобразовании механической энергии, генерируемой высокоскоростным вращением электродвигателя, в кинетическую энергию и потенциальную энергию поднимаемой жидкости, что представляет собой процесс передачи и преобразования энергии. Согласно этой характеристике рабочая точка центробежного насоса устанавливается на балансе спроса и предложения энергии между водяным насосом и системой трубопроводов. Пока одно из двух условий изменяется, его рабочая точка будет смещаться. Изменение рабочей точки вызвано двумя аспектами: 1. Изменяется характеристическая кривая самого водяного насоса, например, из-за обрезания рабочего колеса. 2. Изменение характеристических кривых трубопроводной системы, например дросселирование клапана.
Ниже представлен анализ и сравнение этих двух методов:
1. Обрезка рабочего колеса
Когда скорость постоянна, напор и расход насоса зависят от диаметра рабочего колеса. Для насосов одной модели метод резки может быть использован для изменения характеристической кривой насоса. Предполагая, что исходный диаметр рабочего колеса центробежного насоса равен D, расход — Q, напор — H, мощность — P, а диаметр обрезанного рабочего колеса — D’, расход — Q’, напор — H’, а мощность — P', связь между ними такова:
Три приведенных выше уравнения вместе называются законом резания насосов. Закон резания основан на большом количестве экспериментальных данных восприятия. Считается, что если величина резания рабочего колеса контролируется в определенном пределе (который связан с конкретной скоростью водяного насоса), соответствующий КПД водяного насоса до и после резки можно считать неизменным. Обрезка рабочего колеса — это простой и осуществимый метод изменения производительности водяных насосов, известный как регулировка переменного диаметра. Это в определенной степени решает противоречие между ограниченным типом и характеристиками водяных насосов и разнообразием требований к объектам водоснабжения, расширяя сферу использования водяных насосов. Конечно, резка рабочего колеса — необратимый процесс, и перед внедрением пользователи должны провести точные расчеты и оценить экономическую целесообразность.
2. Дроссель клапана
Самый простой способ изменить производительность центробежного насоса — отрегулировать открытие выпускного клапана насоса, сохраняя при этом скорость насоса постоянной (обычно номинальной). Его суть заключается в изменении положения характеристической кривой трубопровода для изменения рабочей точки насоса. При повороте клапана вниз для регулирования расхода производительность самого насоса по воде остается неизменной, характеристика напора остается неизменной, а характеристика сопротивления трубы будет меняться с изменением открытия клапана. Этот метод прост в эксплуатации, обеспечивает непрерывный поток и может свободно регулироваться между определенным максимальным расходом и нулевым расходом без необходимости дополнительных инвестиций. Он широко применим в различных ситуациях. Но дроссельное регулирование заключается в поддержании определенного объема подачи за счет потребления избыточной энергии центробежного насоса, при этом КПД центробежного насоса также снизится, что экономически нецелесообразно.
В настоящее время предпочтительным методом регулировки для многих предприятий является обрезка рабочего колеса, поскольку это позволяет сэкономить энергию и снизить потребление. Однако перед резкой рабочего колеса необходимо провести точные расчеты, чтобы гарантировать, что оно будет соответствовать условиям эксплуатации после резки.