消防泵，離心泵的調節方式與能耗解析以及液下泵的工作原理

2021/03/19

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      消防泵，離心泵是一種廣泛應用于化工工業系統的通用流體機械。它具有體積小、結構簡單、操作容易、操作費用低、性能適應范圍廣（包括流量、壓頭及對輸送介質性質的適應性）等諸多優點。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，或由于生產任務、工藝要求發生變化，此時都要求對泵進行流量調節，實質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特性曲線共同決定的，因此，改變任何一個的特性曲線都可以達到流量調節的目的。

      離心其實是物體慣性的表現，比如雨傘上的水滴，當雨傘緩慢轉動時，水滴會跟隨雨傘轉動，這是因為雨傘與水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉動加快，這個摩擦力不足以使水滴在做圓周運動，那么水滴將脫離雨傘向外緣運動，就象用一根繩子拉著石塊做圓周運動，如果速度太快，繩子將會斷開，石塊將會飛出.這個就是所謂的離心。

    目前，離心泵的流量調節方式主要有調節閥控制、變速控制以及泵的并、串聯調節等。由于各種調節方式的原理不同，除有自己的優缺點外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求zui佳、能耗zui小、zui節能的流量調節方式，必須全面地了解離心泵的流量調節方式與能耗之間的關系。

    通過離心泵與管路系統的特性曲線圖分析了離心泵流量調節的幾種主要方式：出口閥門調節、泵變速調節和泵的串、并聯調節。用特性曲線圖分析了出口閥門調節和泵變速調節兩種方式的能耗損失，并進行了對比，指出離心泵用變速調節流量比用出口閥門調節流量可以更好的節約能耗，且節能效率與流量變化大小有關。在實際應用時應該注意變速調節的范圍，才能更好的應用離心泵變速調節。

    1、泵流量調節的主要方式

    1.1 改變管路特性曲線

    改變離心泵流量zui簡單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制，其實質是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點。

    1.2 改變離心泵特性曲線

    根據比例定律和切割定律，改變泵的轉速、改變泵結構（如切削葉輪外徑法等）兩種方法都能改變離心泵的特性曲線，從而達到調節流量（同時改變壓頭）的目的。但是對于已經工作的泵，改變泵結構的方法不太方便，并且由于改變了泵的結構，降低了泵的通用性，盡管它在某些時候調節流量經濟方便[1]，在生產中也很少采用。這里僅分析改變離心泵的轉速調節流量的方法。從圖1中分析，當改變泵轉速調節流量從Q1下降到Q2時，泵的轉速（或電機轉速）從n1下降到n2，轉速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2（管路特曲線不變化）交于點A3（Q2，H3），點A3為通過調速調節流量后新的工作點。此調節方法調節效果明顯、快捷、安全可靠，可以延長泵使用壽命，節約電能，另外降低轉速運行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr，使泵遠離汽蝕區，減小離心泵發生汽蝕的可能性 [2]。缺點是改變泵的轉速需要有通過變頻技術來改變原動機（通常是電動機）的轉速，原理復雜，投資較大，且流量調節范圍小。

    1.3 離心泵的串、并連調節方式

    當單臺離心泵不能滿足輸送任務時，可以采用離心泵的并聯或串聯操作。用兩臺相同型號的離心泵并聯，雖然壓頭變化不大，但加大了總的輸送流量，并聯泵的總效率與單臺泵的效率相同；離心泵串聯時總的壓頭增大，流量變化不大，串聯泵的總效率與單臺泵效率相同。

    2、不同調節方式下泵的能耗分析

    在對不同調節方式下的能耗分析時，文章僅針對目前廣泛采用的閥門調節和泵變轉速調節兩種調節方式加以分析。由于離心泵的并、串聯操作目的在于提高壓頭或流量，在化工領域運用不多，其能耗可以結合圖2進行分析，方法基本相同。

 液下泵與介質接觸的零部件,系用聚乙烯醇縮丁醛改性酚醛玻璃纖維,經高溫模壓成型的酚醛玻璃鋼制件,聯接管、出液管采用半干法卷制工藝制成的酚醛玻璃鋼管,葉輪軸套的裝配均用酚醛膠泥和液下泵泵軸粘成一體,液下各部裝配均用酚醛膠泥粘結,伸入液下全無金屬與介質接觸,耐腐性能可靠,產品具有輕質、高強、不變形、耐溫、耐腐蝕等優良性能,在防腐方面可部分替代含鋁不銹鋼、鐵及鈦合金等貴重金屬。

    液下泵的立式電動機以螺栓固緊電機座上，并通過彈性聯軸器與泵直接傳動、泵體、中間接管、泵架、出液管、管法蘭，以螺栓聯接構成一體，固定在底板上，泵的整體通過底板安裝在容器上。泵的軸向力與徑向力，（包括泵運轉中所產生的水壓力，葉輪及轉子重量等），均由軸承盒內所裝單向推力球軸承，單列向心球軸承；以及滑動導軸所承受為保證泵安全正常運轉。軸承以黃油潤滑之，導軸承同所輸送的液體潤滑。因此，工作時液面必須高于葉輪中心線。伸入容器長度L的長短不同，則又分為中間導軸承結構和無中間導軸承的結構.

    液下泵根據伸入容器長度的不同（一般為1至1.5m）而制成規格。工作部分淹沒于液體中，泵運轉產生的軸向及徑向力分別由滾動軸承及滑動軸承支撐；因此運行寧靜無噪音。軸封無液體飛濺現象。密封填料處有冷卻系統,可根據用戶使用介質的溫度，用冷卻水帶走熱量。