徐州飛龍機(jī)電制造有限公司
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人氣:865 評(píng)論:0 日期:2017/8/12 11:17:24 標(biāo)簽:全部
對(duì)影響離心泵組效率的因素進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)措施,以提高離心泵運(yùn)行效率,降低設(shè)備能耗。
泵能量損失主要包括以下三方面:
1、機(jī)械損失
主要是液體和葉輪前后蓋板外表面及泵腔的摩擦損失(也叫圓盤(pán)損失)。
圓盤(pán)損失所占比例較大,甚至達(dá)到占有效功率的30%。試驗(yàn)表明圓盤(pán)損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比,和葉輪外徑的五次方成正比。因此,葉輪外徑越大,圓盤(pán)損失也越大。雖然圓盤(pán)損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比,但在給定的揚(yáng)程下,隨之轉(zhuǎn)速的提高,葉輪外徑相應(yīng)地減少(可以認(rèn)為泵轉(zhuǎn)速的提高一倍,葉輪外徑減少一半),圓盤(pán)損失成五次方比例下降,所以,隨著轉(zhuǎn)速的提高,圓盤(pán)損失并不增加,反而下降,這是發(fā)展高速泵的原因之一。
2、容積損失
葉輪的一部分液體經(jīng)葉輪密封環(huán)間隙泄露回到葉輪進(jìn)口而得不到有效利用,形成損失。因此,密封環(huán)的間隙應(yīng)是越小越好,但由于加工和裝配等原因,過(guò)小的間隙可能形成偏磨或卡死,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種類(lèi)型的泵的間隙做了專(zhuān)門(mén)的規(guī)定。http://www.jinggangpump.com
3、水力損失
泵過(guò)流部分(從進(jìn)口到出口)液體的流體必然有速度大小和方向改變引起的損失,這兩部分就是水力損失。要減少這部分損失,除了提高過(guò)流部件的光潔度外,盡量選用優(yōu)秀的水力模型。
影響離心泵組效率的幾個(gè)因素:
1.泵本身效率是最根本的影響。同樣工作條件下的泵,效率可能相差15%以上。
2.離心泵的運(yùn)行工況低于泵的額定工況,泵效低,耗能高。
3.電機(jī)效率在運(yùn)用中基本保持不變。因此選擇一臺(tái)高效率電機(jī)致關(guān)重要。
4.機(jī)械效率的影響主要與設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量有關(guān)。泵選定后,后期管理影響較小。
5.水力損失包括水力摩擦和局部阻力損失。泵運(yùn)行一定時(shí)間后,不可避免地造成葉輪及導(dǎo)葉等部件表面磨損,水力損失增大,水力效率降低。
6.泵的容積損失又稱(chēng)泄漏損失,包括葉輪密封環(huán)、級(jí)間、軸向力平衡機(jī)構(gòu)三種泄漏損失。容積效率的高低不僅與設(shè)計(jì)制造有關(guān),更與后期管理有關(guān)。泵連續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間后,由于各部件之間摩擦,間隙增大,容積效率降低。
7.由于過(guò)濾缸堵塞、管線(xiàn)進(jìn)氣等原因造成離心泵抽空及空轉(zhuǎn)。
8.泵啟動(dòng)前,員工不注重離心泵啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作,暖泵、盤(pán)泵、灌注泵等基本操作規(guī)程執(zhí)行不徹底,尤其是臥式多級(jí)離心泵、立式多級(jí)離心泵,管道離心泵等,經(jīng)常造成泵的氣蝕現(xiàn)象,引起泵噪聲大、振動(dòng)大、泵效低。
降低能耗,提高泵組效率應(yīng)采取的措施
(1) 提高泵本身的效率
1、葉片向吸入口延伸并減薄,使液體提早受到葉片作用,可減小葉輪外徑,也可以增加葉道內(nèi)流線(xiàn)的長(zhǎng)度,減少相對(duì)擴(kuò)散;但延伸要適當(dāng),過(guò)于前伸會(huì)使入Et面積過(guò)小,使葉片入口與葉片蓋板相交的壁角變小,反而加大水力摩擦損失,擠縮進(jìn)口流道,對(duì)汽蝕和效率均不利。
2、使相鄰葉片間流道出口和進(jìn)口面積之比控制在1.0~1.3范圍內(nèi),以減小擴(kuò)散損失。若該比值大于l.3,流道擴(kuò)散嚴(yán)重,效率下降。
3、流道的水力半徑越大越好,盡可能使葉片進(jìn)口截面接近正方形,以減少摩擦損失,由水力學(xué)知道,過(guò)水?dāng)嗝婷娣e和濕周的比值叫做水力半徑,即水力半徑一過(guò)水?dāng)嗝婷娣e/濕周。濕周大,實(shí)際上就是液體與壁面的接觸面積大,當(dāng)把流道截面從近似正方形變?yōu)楠M長(zhǎng)矩形時(shí),實(shí)質(zhì)上就是讓液體在狹長(zhǎng)截面的間隙內(nèi)流過(guò),所以阻力必然大。
4、由于彎曲擴(kuò)散管水力損失較大,現(xiàn)在多數(shù)采用略帶彎曲接近直線(xiàn)的擴(kuò)散段。對(duì)反導(dǎo)葉來(lái)說(shuō),它的進(jìn)口角和在圓周方向的位置,應(yīng)結(jié)合液流在擴(kuò)散段流出的情況而定,原則是形成連續(xù)的流道,避免反導(dǎo)葉流道入口截面過(guò)窄,否則在反導(dǎo)葉進(jìn)口處會(huì)引起渦流和撞擊損失。
5、對(duì)多級(jí)泵,葉輪進(jìn)口加預(yù)旋(反導(dǎo)葉出口角小于90。),減小葉輪進(jìn)口相對(duì)速度,同時(shí)減小相對(duì)速度擴(kuò)散,當(dāng)反導(dǎo)葉出口角選擇小于90。時(shí),水流進(jìn)入葉輪之前就產(chǎn)生了預(yù)旋,即可。
6、由于反導(dǎo)葉出口角所造成的預(yù)旋對(duì)下一級(jí)葉輪的特性有較大影響,在設(shè)計(jì)時(shí)為了使理論揚(yáng)程公式Ht—U2Vu2一“l(fā)Vul中的“1Vul項(xiàng)為零,反導(dǎo)葉的出口角似應(yīng)選定90。,這對(duì)于末級(jí)導(dǎo)葉來(lái)說(shuō)可消除旋轉(zhuǎn)分量。但實(shí)驗(yàn)證明,這對(duì)效率和獲得穩(wěn)定的性能曲線(xiàn)都不利,尤其對(duì)于一些低比轉(zhuǎn)速泵,為了獲得下降的特性曲線(xiàn),反導(dǎo)葉的出口角應(yīng)選取小于90。,通常在60?!?0。。葉片的兩端要薄一些,以免產(chǎn)生撞擊和渦流損失。葉片流道的截面
7、增加葉輪出口寬度,減小葉輪出口絕對(duì)速度,從而減小壓水室中的水力損失。
8、斜切葉輪出口、減小前后流線(xiàn)的長(zhǎng)度差或不同流線(xiàn)選取不同的葉片出口角,以便減小前后蓋板流線(xiàn)壓力差,從而減小出口的二次回流。
9、增加壓水室喉部面積,當(dāng)原設(shè)計(jì)面積小時(shí),可使流動(dòng)不受阻塞。
(2)減少機(jī)械和摩擦損失
①軸承、填料引起的機(jī)械摩擦損失一般很小,對(duì)效率影響不大。填料密封的機(jī)械摩擦損失比機(jī)械密封大,若能采用機(jī)械密封更好。
②提高葉輪、導(dǎo)葉流道表面的光潔度。若可能,最好用手持砂輪等工具對(duì)流道表面進(jìn)行打磨,這樣,水力摩擦損失會(huì)明顯減少。
③葉輪的前后蓋板表面與液體產(chǎn)生的圓盤(pán)摩擦損失,與葉輪外徑的5次方成正比。選取較大的葉片出口角可減小葉輪外徑從而減小圓盤(pán)摩擦損失。圓盤(pán)摩擦損失與表面粗糙度大有關(guān)系,葉輪蓋板外壁應(yīng)盡量光滑。適當(dāng)減小葉輪蓋板與導(dǎo)葉之間的問(wèn)隙也可以降低圓盤(pán)摩擦損失。
(3)減少泄漏
適當(dāng)縮小各部分間隙或加長(zhǎng)密封問(wèn)隙以及采用迷宮密封等,增加泄漏阻力,以減少容積損失。
泵內(nèi)的泄漏部位發(fā)生在葉輪與密封環(huán)處、多級(jí)泵級(jí)間、軸向力平衡裝置等。
提高泵的使用效率
改進(jìn)管路系統(tǒng),減少阻力。管線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短和保持直線(xiàn),降低流速以減少沿程水頭損失;減少閘閥、底閥、彎頭、孔板等部件的數(shù)量,以減少局部水頭損失。
降低水泵出水壓力的富裕量,恰如其分地滿(mǎn)足管路系統(tǒng)對(duì)出水壓力的要求。如果水泵壓力的富裕量過(guò)大,水泵的出水壓力高于系統(tǒng)需要的壓力,這就勢(shì)必要采取關(guān)小閥門(mén)等節(jié)流方法來(lái)降壓,造成功率浪費(fèi)。這時(shí)必須對(duì)水泵采取改造措施,可根據(jù)系統(tǒng)要求的壓力拆除一、二級(jí)葉輪;若過(guò)剩壓力不太大,可采取車(chē)削葉輪方法來(lái)減壓,使系統(tǒng)(管路)裝置中的水泵盡量工作在泵的最佳效率點(diǎn),避免在大流量或小流量下(效率較低點(diǎn))工作。
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