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泵调速途径及调速范围

来源: 上海水泵厂 时间: 2012-10-08 2,509 views

实现变速调节的途径一般有两种方式。一种方式是电机转速不变,通过中间偶合器以达到改变转速的目的,属于这种调速方式的常见有液力耦合器,它是用油作为传递力矩的介质,是属于滑差传动的一种。另一种方式是电机本身的转速可变,属于这种调速方式的有改变电机定子电压调速,改变电机定子极数调速,改变电机转子电阻调速,串级调速以及变频调速等多种。

泵调速运行的最终目的是为了节能,但是,实现调速运行的过程必须以安全运行为前提。因此,在确定泵调速范围时,应注意如下几点:

(1)泵机组的转子与其他轴系一样,在配置一定质量的基础后,都有自己固有的振动频率。当机组的转子调至其一转速值时,转子旋转而出现的振动频率,如果正好接近其固有的振动频率时,泵机组就会猛烈地振动起来。通常,把泵产生共振时的转速称为临界转速(nc)。调速泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数。否则,将可能产生共振现象而使泵机组遭到损坏。通常,单级离心泵的设计转速都是低于其轴的临界转速,一般设计转速约为其临界转速的75%~80%。对于多级泵而言,临界转速要考虑第一临界转速与第二临界转速。水泵厂的设计转速(n)值一般是大于第一临界转速的1.3倍,小于第二临界转速的70%(即
1.3nc1<0.7nc2)。因此,大幅度地调速必须慎重,最好能征得水泵厂的同意。

(2)泵机组的转速比原先的额定转速调高时,泵叶轮与电机转子的离心应力将会增加,如果材质的抗裂性能较差或铸造时均匀性较差时,就有可能出现机械性的损裂,严重时可能出现叶轮飞裂现象。因此,泵的调速一般不轻易地调高转速。

(3)调速装置价格昂贵,泵站中一般采用调速泵与定速泵并联工作的方式。当管网中用水量变化时,采用启停定速泵台数来进行大调,利用调速泵来进行细调。调速泵与定速泵配置台数的比例,应以充分发挥每台调速泵的调速范围,以及经过调速运行后,能体现出较高的节能效果为原则。例如,在设有4台同型号泵机组的泵站中,配置一调三定的方案,其节能效果就不如采用二调二定配置的方案。但是,也并不是说调速泵配置越多越好。

(4)调速后泵站工况点的扬程如果等于调速泵的启动扬程,调速泵不起作用(即调速泵流量为零)。因此,泵调速的合理范围应根据调速泵与定速泵均能运行于各自的高效段内这一条件所确定。

泵的工况点偏离其高效区是需要调速的基本条件,偏离的程度不同,调速后的节能效果也不同。供水企业在考虑问题时,除了考虑是否需要调速外,尚需考虑因调速而投资增加部分的回收。在通常情况下,回收期为两年可认为是合理的。若调速装置费用为T,因调速而每年节约的电费为A,则

T/A≤2 (2-92)

一般情况下,调速前后的供水扬程相差不多,A可以通过下式计算得到:

(2-93)

式中A——泵运行效率提高后每年所节约的电费(元);

K——当地每:kW·h的电费(元)。

277.79是当泵的效率为100%,在全压强为1MPa,水量Q为1000m3时所消耗的电度数。当泵的效率小于100%时,在同样的压强和流量情况下,泵所消耗的电能一定大于此值。两者之比值,即为泵之效率η,式(2-93)中,括号中的第一项是泵组在总效率***时,每千立方米每兆帕所消耗的电能(kW·h),第二项是泵调到高效区后,每千立方米每兆帕所消耗的电能(kW·h),其中叩。ηav是泵高效区内泵效率的平均值与电机效率的乘积。括号内的差值即为调速后所节约的每千m3·MPa的值kW·h。式中Hi是泵在全年中,不同季节和不同时刻时所出现的全压强值(全扬程)。根据实际的负荷情况不同,可以有一组不同的H值,因而从泵的特性中可得到一组对应的不同的ηi值。Ci是Hi在全年中出现的几率,Q是泵在全年中的供水量(1000m3)。把每一Hi时所节约的电能总和起来,便得到了泵采用调速后的节电费。

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