離心泵流量控制方法探討

2011-05-24

前言

離心泵是目前使用廣泛的泵產(chǎn)品，廣泛使用在石油天然氣、石化、化工、鋼鐵、電力、食品飲料、制藥及水處理行業(yè)。如何經(jīng)濟有效的控制泵輸出流量曾經(jīng)引發(fā)過大討論，曾一度流行全部使用變頻調速來控制輸出流量，取消所有控制閥控制流量的型式，單從目前來看市場上有4種廣泛使用的方法：出口閥開度調節(jié)、旁路閥調節(jié)、調整葉輪直徑、調速控制。現(xiàn)在我們來逐一分析討論各種方法的特點。

離心泵流量常用控制方法

    方法一：出口閥開度調節(jié)
    這種方法中泵與出口管路調節(jié)閥串聯(lián)，它的實際效果如同采用了新的泵系統(tǒng)，泵的輸出壓頭沒有改變，但是流量曲線有所衰減。
    方法二：旁路閥調節(jié)
    這種方法中閥門和泵并聯(lián)，它的實際效果如同采用了新的泵系統(tǒng)，泵的輸出壓頭發(fā)生改變，同時流量曲線特性也發(fā)生變化，流量曲線更接近線形。
    方法三：調整葉輪直徑
    這種方法不使用任何外部組件，流量特性曲線隨直徑變化而變化。
    方法四：調速控制
    葉輪轉速變化直接改變泵的流量曲線，曲線的特性不發(fā)生變化，轉速降低時，曲線變的扁平，壓頭和流量均減小。

泵系統(tǒng)的整體效率

    出口閥調節(jié)與旁路調節(jié)方法均增加了管路壓力損失，泵系統(tǒng)效率都大幅減小。葉輪直徑調整對整個泵系統(tǒng)效率影響較小，調速控制方法基本不影響系統(tǒng)效率，只要轉速不低于正常轉速的50%。
    能耗水平
    假定通過上述四種辦法將泵的輸出流量從60m3/h調整到50m3/h，輸出為60m3/h時的功率消耗為100%（此時壓頭為70m），那么幾種控制流量的辦法對泵消耗的功率影響如何？
    （1）出口閥開度調節(jié)，能量消耗為94%，流量較低時消耗功率較大。
    （2）旁路調節(jié)，旁路閥將泵的壓頭減小到55M，這只能通過增加泵的流量來實現(xiàn)，結果能耗增加了10%。
    （3）調整葉輪直徑，縮小葉輪直徑后泵的輸出流量和壓力均降低，能耗縮減到67%。
    （4）調速控制，轉速降低，泵的流量和壓頭均減小，能耗縮減到65%。

總結

下表中總結出了各種流量調節(jié)方法，每種方法各有優(yōu)缺點，應根據(jù)實際情況選用。

流量調節(jié)方法	連續(xù)調節(jié)	泵的流量特性曲線變化	泵系統(tǒng)的效率變化	流量減小20%時，泵的功率消耗
出口閥開度調節(jié)	可以	流量減小，總壓頭不變，流量特性略微變化	明顯降低	94%
旁路閥調節(jié)	可以	總壓頭減小，曲線特性發(fā)生變化	明顯降低	110%
調整葉輪直徑	不可以	流量和壓頭均減小，流量特性不變	輕微降低	67%
調速控制	可以	流量和壓頭均減小，流量特性不變	輕微降低	65