臥式離心dg多級(jí)泵性能曲線及最佳工作點(diǎn)介紹

　　臥式離心dg多級(jí)泵是利用葉輪在固定的殼體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)而將能量傳遞給流體的。當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的流體也隨著葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使流體從葉片之間的出口處被甩出，高速流體離開葉片頂部后進(jìn)入擴(kuò)散腔，流速開始降低，流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為較高的壓力能，流體被甩出后，葉輪中心部分的壓強(qiáng)降低，外界的流體就能從泵的吸入口進(jìn)入，源源不斷的輸送流體。

　　臥式離心dg多級(jí)泵的性能可以利用泵的流量——揚(yáng)程曲線來說明：

　　圖1 臥式離心dg多級(jí)泵性能曲線

　　圖1為典型的一臺(tái)18.5kw臥式離心dg多級(jí)泵性能曲線，dg多級(jí)泵的流量取決于泵的揚(yáng)程，泵的揚(yáng)程提高時(shí)，流量降低，流量降低的速率取決于泵的設(shè)計(jì)。

　　典型泵性能曲線上也包括其效率曲線以及軸動(dòng)率(BHP)曲線，兩者都是根據(jù)對(duì)應(yīng)的流量繪制的，泵的效率是泵流體功率與泵軸功率之比。

　　效率曲線和軸功率曲線(BHP)的交點(diǎn)就是該鍋爐給水泵的最佳工況點(diǎn)，在最佳工況點(diǎn)，無論從能效角度還是從維護(hù)保養(yǎng)角度來考慮，鍋爐給水泵的運(yùn)行都是最經(jīng)濟(jì)的，如果泵運(yùn)行的工況點(diǎn)遠(yuǎn)離最佳工況點(diǎn)，會(huì)加快軸承、機(jī)械密封和另部件的磨損，在實(shí)際運(yùn)用中能夠連貫的保持泵在最佳工況點(diǎn)運(yùn)行操作是非常困難的，因?yàn)橄到y(tǒng)的負(fù)荷需求是經(jīng)常變化的，然而，保持泵運(yùn)行在其最佳工況點(diǎn)附近的合理范圍內(nèi)將大大降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，又能滿足系統(tǒng)的負(fù)荷要求。

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　　臥式離心dg多級(jí)泵的相似定律

　　臥式離心dg多級(jí)泵的設(shè)計(jì)和制造通常是按照系列進(jìn)行的，同一種系列中，大小不等的泵都是相似的，滿足相似定律，相似定律不僅用于泵的設(shè)計(jì)，而且對(duì)于泵的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、甚至選型非常重要。

　　1、當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)對(duì)性能參數(shù)的換算

　　臥式離心dg多級(jí)泵的性能參數(shù)都是針對(duì)某一特定的轉(zhuǎn)速n0而言的，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速n和n0不同時(shí)，可用相似定律求出新的性能參數(shù)，此時(shí)，相似定律可簡化為：

　　公式(1)

　　公式(2)

　　公式(3)

　　式中：qv——流量;

　　H——揚(yáng)程;

　　P——功率;

　　n——轉(zhuǎn)速。

　　上述公式是同時(shí)成立的，也就是說，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，揚(yáng)程成平方關(guān)系降低，而功率成立方比例減少。

　　2、輸送流體密度改變時(shí)的換算

　　當(dāng)輸送流體的密度改變時(shí)，相似定律簡化為：

　　公式(4)

　　公式(5)

　　公式(6)

　　式中：qv——流量;

　　H——揚(yáng)程;

　　P——功率;

　　ρ——密度。

　　通過上述幾個(gè)公式可看出：當(dāng)泵所輸送的流體密度發(fā)生變化時(shí)，體積流量和揚(yáng)程不變，但泵的功率會(huì)發(fā)生變化。

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　　臥式離心dg多級(jí)泵最佳運(yùn)行工作點(diǎn)的換算與控制

　　臥式離心dg多級(jí)泵系統(tǒng)由變頻調(diào)速器、泵、管道及閥門組成，由于系統(tǒng)的負(fù)荷需求是經(jīng)常變化的，為此能持續(xù)保持泵在最佳效率點(diǎn)運(yùn)行操作是非常困難的。

　　然而為了臥式離心dg多級(jí)泵系統(tǒng)運(yùn)行能提高能效達(dá)到節(jié)能的目的，我們能進(jìn)行泵最高效率點(diǎn)附近作為泵最佳運(yùn)行工作區(qū)(點(diǎn))選擇出來，作為用戶使用泵系統(tǒng)運(yùn)行工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)導(dǎo)向是必要的。

　　臥式離心dg多級(jí)泵最佳工作點(diǎn)選擇的程序：

　　(1)下載泵銘牌上的明示參數(shù)，包括額定功率PN(kw)，額定流量Q(m3/n)和額定揚(yáng)程H(m);

　　(2)向臥式離心dg多級(jí)泵的制造商索取性能曲線，如圖1所示的包括流量——揚(yáng)程曲線(qv-H)、效率曲線和軸功率曲線BHP(p-qv)。

　　圖2 臥式離心dg多級(jí)泵性能曲線

　　(3)由圖2可知，該dg多級(jí)泵最佳工作點(diǎn)A，流量為65m3/h，揚(yáng)程為30m，軸功率為15kw。

　　每噸水(m3)消耗電能為

　　(4)最佳工作點(diǎn)A處電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及頻率的計(jì)算

　　運(yùn)行中是采用變頻調(diào)速器來控制鍋爐給水泵的最佳工況A點(diǎn)，那么應(yīng)計(jì)算流量為65m3/h時(shí)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，繼而計(jì)算出此時(shí)運(yùn)行的頻率為多少。

　　根據(jù)公式(3)可得到，在BEP點(diǎn)泵的運(yùn)行速度n為:

　　式中：P0——電動(dòng)機(jī)額定功率為18.5kw

　　n0——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1465r/min;

　　P——在A點(diǎn)泵的輸入軸功率為15kw。

　　所以

　　根據(jù)公式(7)可得：

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　　式中：f——電動(dòng)機(jī)電源頻率，即變頻器輸出頻率，Hz;

　　P——電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)，這里為2;

　　n——電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度，為1187.8r/min。

　　所以

　　這樣通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在1187.8r/min，即變頻器輸出頻率調(diào)整為40Hz。

　　當(dāng)然在工程應(yīng)用上不會(huì)是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)頻率帶，基于此，我們可以將變頻器輸出頻率調(diào)整為38Hz~42Hz范圍內(nèi)，認(rèn)為此時(shí)dg多級(jí)泵運(yùn)行在最佳區(qū)域內(nèi)。