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关于水泵调速技术应用对于节能的探讨

关于水泵调速技术应用对于节能的探讨
2021.11.08
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水泵调速技术应用对于水泵运用的节能是有着显而易见的成效的,接下来水泵厂家长沙水泵厂工程师将着重阐述和分析一下水泵调速技术应用对于节能的意义体现在何处,以期为用户朋友们带来一定的启发。 ↑点击图片了解多级离心水泵产品详情及价格信息↑ 1、水泵调速的意义 在工矿、城...
关于水泵调速技术应用对于节能的探讨

( 封面图:关于水泵调速技术应用对于节能的探讨

       水泵调速技术应用对于水泵运用的节能是有着显而易见的成效的,接下来水泵厂家长沙水泵厂工程师将着重阐述和分析一下水泵调速技术应用对于节能的意义体现在何处,以期为用户朋友们带来一定的启发。

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1、水泵调速的意义

       在工矿、城市供水系统中,为保证用户的正常用水,常采用母管恒定压力的供水运行方式。工矿供水工况随工艺要求而变化,城市供水随着昼夜及季节的变化、供水量的变化而变化,为了保证母管压力稳定,满足供水需要,常采用开停水泵或调节泵出口阀门开度的控制方法。但是,该方法既劳动强度大又浪费电能。如把所有节流情况下运行的水泵改为调速调节流量运行,则能产生显著的节能效益。

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       与恒速运行相比,图1是离心泵流量恒速节流调节与调速调节2种运行状态下扬程与流量变化关系曲线的叠加图。节流调节时,泵的转速不变,在管路。系统中串联节流阀,图1离心泵调速节能原理图利用阀门启闭来改变管路特性曲线的形状和位置得到新的工作点。图1中,由于泵的转速(额定转速)不变,故泵的特性曲线H(n1)不变,节流调节后管路特性曲线由R1变到R2,工作点由点A移到点B,流量由Q变为Q.,此时泵的轴功率可由面积OHBBQ1。表示。变速调节时,管路特性曲线R。始终不变,由于水泵转速由n,调节到嘞,故泵的特性曲线由日(n,)变化到日(11,:),从而工作点由点A移到了点c,流量由Q变为Q。,这时泵的轴功率可由面积OHcCQ。表示。由此可以看出,泵的流量由Q调节到Q.,不同的调节方式,泵的轴功率不同,调节泵转速比调节泵出口阀门时轴功率小得多,面积HcHBBC即为节省的功率。根据离心泵相似定律,泵流量与转速的一次方成正比;扬程与转速的二次方成正比;轴功率与转速的三次方成正比。可见,随着泵转速下降即可满足流量的工况需求,又使轴功率呈三次方关系下降。因此,采用改变泵转速来调节泵的流量,节能效果是非常显著的。

2、水泵调速技术的分类及选择依据

       2.1水泵调速技术类别与比较目前水泵调速有2种方式:一种是机械调速,最常用的是在电机和水泵间加装调速型液力偶合器或液体黏性调速离合器;另一种是电气调速装置,其中,变频调速是目前应用较广、效率和性能都较理想的调速方案。但是,目前高压大功率变频调速装置虽有产品但规格不全,并且价格较贵,为机械调速的5—8倍。而选择机械调速用于水泵供水调速运行,具有传动效率高、过载保护性好、控制反应快、成本低、体积小、易维护等优点,且不受电机转速、电压等级等参数限制。因此,我国目前高电压、大功率(200kW以上)的各类交流电机调速装置均采用液力耦合器或液黏调速离合器。调速型液力耦合器和液黏调速离合器在应用特点上有很多相似之处,其差异之处如下:液力耦合器相对调速技术较成熟可靠,但结构偏大,维修复杂;液黏调速离合器结构紧凑合理,在调速状态下效率高于耦合器4%一5%,节电率高于8%,且可实现同步转动。所以,下面仅针对液黏调速离合器在水泵调速领域中的应用特性进行研究。

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       2.2液黏调速离合器调速原理液黏调速离合器液压控制系统原理如图2所示,主机结构如图3所示,下面分别说明其工作原理。液压系统(图2)由压力控制部分和润滑冷却部分组成。润滑冷却部分由齿轮泵9、油粗滤清器lO、冷油器7和溢流阀6组成,通常为低压(0.2~0.3MPa)大流量,以便保持工作油在主机主、从动摩擦片间形成油膜和带走热量及排屑。压力控制部分包括齿轮泵l、油精滤清器2、电液比例溢流阀3、电控器系统4和电磁阀8,是一个集机电仪一体化的系统。电控器为转速控制的枢纽,扭动调速旋纽即改变控制(指令)电流,则电液比例溢流阀即改变了系统油压。即改变了主机加压活塞的压力,从而调整了主从摩擦片间的油膜厚度(图3),也即调整了液黏调速离合器的输出转速。如此,指令电流大,则输出转速高,反之亦然。转速控制十分灵敏,动态响应快。

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       主机结构(图3)及工作原理如下:从冷油器过来的工作油进入工作油入口7沿通道通过输出轴摩擦片(从动片)5和输入轴摩擦片(主动片)4的间隙时,形成圆盘形状油膜。输入轴2经花键带动主动摩擦片4转动时,由于油液的黏附作用,使圆盘油膜厚度层上产生剪切力r带动从动摩擦片5也转动,从动片又经花键带动输出轴1转动至使工作机(水泵)转动工作。输入轴转速与电机同步,输出轴经圆盘油膜变速调节后与工作机同步运行。需要调速时,可在集控室进行远控,扭动调速旋纽(图2),调节指令电流,使控制油进入油缸作用于活塞令活塞轴向前后位移调节主从动摩擦片间隙,如使摩擦片愈靠近则油膜愈薄,产生的剪切力就愈大,输出的转速也愈高。如果活塞将摩擦片压紧,就破坏了油膜而成为机械静摩擦传动,此时调速器就相当于一个联轴器,为1:1的机械传动。回位弹簧可使活塞退回初始状态,这时油膜厚度很大,可使电机轻负荷或零负荷启动,减少了电机的启动电流,提高电机的使用寿命。

       可见,液黏调速离合器有脱开(i=0)、同步(i=1.O)和调速(0

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