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泵流量控制方法(经典).doc

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离心泵流量控制方法探讨前言离心泵是目前使用最为广泛的泵产品,广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论,曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量,取消所有控制阀控制流量的型式,单从目前来看市场上有 4 种广泛使用的方法:出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。离心泵流量常用控制方法方法一:出口阀开度调节这种方法中泵与出口管路调节阀串联,它的实际效果如同采用了新的泵系统,泵的最大输出压头没有改变,但是流量曲线有所衰减。方法二:旁路阀调节这种方法中阀门和泵并联,它的实际效果如同采用了新的泵系统,泵的最大输出压头发生改变,同时流量曲线特性也发生变化,流量曲线更接近线形。方法三:调整叶轮直径这种方法不使用任何外部组件,流量特性曲线随直径变化而变化。方法四:调速控制叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线,曲线的特性不发生变化,转速降低时,曲线变的扁平,压头和最大流量均减小。泵系统的整体效率出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失,泵系统效率都大幅减小。叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小,调速控制方法基本不影响系统效率,只要转速不低于正常转速的 50%。能耗水平假定通过上述四种办法将泵的输出流量从 60m3/h 调整到 50m3/h,输出为 60m3/h 时的功率消耗为 100%(此时压头为 70m),那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何?(1) 出口阀开度调节,能量消耗为 94%,流量较低时消耗功率较大。(2) 旁路调节,旁路阀将泵的压头减小到 55M,这只能通过增加泵的流量来实现,结果能耗增加了 10%。(3) 调整叶轮直径,缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低,能耗缩减到 67%。(4) 调速控制,转速降低,泵的流量和压头均减小,能耗缩减到 65%。总结下表中总结出了各种流量调节方法,每种方法各有优缺点,应根据实际情况选用。流量调节方法 连续调节 泵的流量特性曲线变化 泵系统的效率变化 流量减小 20%时,泵的功率消耗出口阀开度调节 可以 最大流量减小,总压头不变,流量特性略微变化 明显降低 94%旁路阀调节 可以 总压头减小,曲线特性发生变化 明显降低 110%调整叶轮直径 不可以 最大流量和压头均减小,流量特性不变 轻微降低 67%调速控制 可以 最大流量和压头均减小,流量特性不变 轻微降低 65%泵的流量调节方法一览表本文详细介绍了泵(离心泵、往复泵)的流量调节方法 ,如改变泵的装置特性曲线(如可以进行出口阀调节、旁路调节、转速调节、切割叶轮外径、更换叶轮、堵死几个叶轮流道等)、改变泵的特性曲线,并对每种调节方法进行了阐述及对其使用的特点进行了分析。具体的泵的流量调节方法见下表 1——1。表 1——1 泵的流量调节方法调 节 方 法 含 义 特 点离 心 泵1、出口阀调节出口管路上安装调节阀,靠阀的开启度调节流量方法简单,但功率损失大,不经济改变装置特性曲线2、旁路调节利用旁路分流调节流量可解决泵在小流量连续运转的问题,但功率损失和管线增加3、转速调节调节泵轴的转速调节流量功率损失很小,但需增加调速机构或选用调速电机,改变转速的方法最适用于汽轮机、内燃机和直流电机驱动的泵,也可用变频调节来改变电动机转速改变泵特性4、切割叶轮外径切割叶轮外径调节泵的流量功率损失小,但叶轮切割后不能恢复且叶轮的切割量有限。适用于需长期在较小流量下工作且流量改变不大的场合5、更换叶轮更换不同直径的叶轮调节泵的流量功率损失小,但需备各种直径的叶轮,调节流量的范围有限曲线6、堵死几个叶轮流道堵死几个叶轮流道(偶数)减少泵的流量相当于节流调节,但比调节阀节流节能往 复 泵改变装置特性曲线7、旁路调节利用旁路分流,调节流量不能采取出口阀调节流量8、转速调节改变曲柄转速(往复次数)调节流量功率损失很小,调节方便(可采用电动机变频调节,对于蒸汽往复泵只需调节进汽量)改变泵特性曲线9、行程调节改变往复泵活塞(或柱塞)行程长度调节流量。行程调节方法有:改变偏心距、活塞(或柱塞)行程、改变连杆长度和位置功率损失很小,调节方便请问泵的流量是怎么调节的?请问高速泵的流量是怎么调节的?我发现泵的额定流量比如为 10m3,最小稳定流量为 2m3,比如我现在后面装置需要6m3 的量,这个时候是通过出口阀门调节呢还是打 10m3 走 4m3 的旁路阿?谢谢各位!!还有些疑问:1、 旁路怎么防止泵产生憋压?不是很明白---我现在设置的是泵流量达到泵厂家要求的最小稳定流量的时候旁路阀门才打开,平时是关着的!2、现在一家国外的泵厂家返回的资料是这样子的,我要求的是 2.61m3,可是他给我的泵却是 4.5M3 的,而他的最小稳定流量竟然在 2.3m3,那我平常不是只能在最小流量线附近操作了?这样子对高速泵肯定不好,现在泵厂家要求平常一直开旁路,让我很郁闷3、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量,泵就有两个去向,可是我怎么知道这两条线的各自流量,因为我要保证我后续设备的物料量啊,不能全被打回流阿!!4、还有就是泵出口关闭压力怎么确定阿?5、我们计算泵的 H 的时候,给出了 HA,厂家给的 HR,指的是水?那转化成介质是不是也应该乘密度?请各位说的仔细一点,我对这个不是很清楚呢]lexuan_0211 发表于 2008-6-13 13:44一般来说,通过阀门调节能够达到效果。lz 需要的量在此泵的流量范围内,没有问题。llttjj2850 发表于 2008-6-13 13:45通过出口调节阀来控制流量,走旁路只是改变管径,并没有改变流量,只是增加了管道阻力和流速。如果有变频器可以调节频率,也可调节流量。rongyang504 发表于 2008-6-13 14:05我的泵不是变频的,变频的用的很平常吗?我觉得变频的机泵一般用在重要的地方!还有一个问题,就是当泵流量接近最小稳定流量的时候,泵的最小回流线就打开,可是我就不知道当最小回流线打开以后,这两条管线的流量分配会怎么样啊?smilezcx 发表于 2008-6-13 15:32通过出口阀调节。只有达不到最小流量时才走旁路,以防止憋泵 bo lxg 发表于 2008-6-13 16:00当然是出口调节阀调节了!听你的描述旁路线应该是回流线,是提供最小回流用的!pengineer 发表于 2008-6-13 19:05从你提供的泵应该是离心泵,可以直接在出口用阀门调节,如果要求较高,可以采用流量控制,如果要求不严格,直接用截止阀调节即可。w xrbob 发表于 2008-6-14 07:57只要在泵的调节范围内,还是使用节流阀较好。wing 发表于 2008-6-14 08:22如果流量波动很大,就设置回流线,通过调节阀调节 rongyang504 发表于 2008-6-14 08:36我想 知道在泵接近最小流量的时候,打开最小流量线的时候,最小流量线和正常物料线的流量不知道是怎么分配的!!!谁可以告诉我啊!!kyr 发表于 2008-6-14 08:46看你用的是什么泵!如果是离心泵的话就用出口阀控制就是啦!那个旁路主要是为啦防止憋压!如果是往复泵的话就不能用出口阀啦!zdxljj 发表于 2008-6-14 08:52不知楼主为什么很关系此泵的最小流量,我理解的最小流量管道的作用是:泵有时可能会在出口完全关闭时,较长时间运转,泵内液体会因摩擦升温,对泵本身不好,当然对普通离心泵可能也无所谓,但对磁力泵来说问题较严重,会影响泵的磁力,故常见的是磁力泵出口均加最小回流管线,一般就是设置一小管,管上按孔板,而一般的离心泵是安的回流管线,其作用是在试车是让泵打回流用,平时一般不要,浪费电。rongyang504 发表于 2008-6-14 10:51还有些疑问:1、 旁路怎么防止泵产生憋压?不是很明白---我现在设置的是泵流量达到泵厂家要求的最小稳定流量的时候旁路阀门才打开,平时是关着的!2、现在一家国外的泵厂家返回的资料是这样子的,我要求的是 2.61m3,可是他给我的泵却是 4.5M3 的,而他的最小稳定流量竟然在 2.3m3,那我平常不是只能在最小流量线附近操作了?这样子对高速泵肯定不好,现在泵厂家要求平常一直开旁路,让我很郁闷3、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量,泵就有两个去向,可是我怎么知道这两条线的各自流量,因为我要保证我后续设备的物料量啊,不能全被打回流阿!!4、还有就是泵出口关闭压力怎么确定阿?5、我们计算泵的 H 的时候,给出了 HA,厂家给的 HR,指的是水?那转化成介质是不是也应该乘密度?请各位说的仔细一点,我对这个不是很清楚呢]wxm5232266 发表于 2008-6-14 11:15如果系统压力是比较稳定的话,那么可以根据调节阀后的压力来判断主线流量的大小啊,一般出入不大的,你想要比较准确的流量,那就只好加装流量计了,很难有更好的办法了,就是泵本身的流量,在外界没有改变的情况下也会随着使用时间的延长而出现磨损,导致变化啊,离心泵很少是用旁路调节的,最多只在开泵时用一用,通常都不设的.以后选泵时最好要选择接近些的,省得麻烦.fengye7788 发表于 2008-6-14 11:28同意楼上的观点.donganhj 发表于 2008-6-14 11:30我觉得楼主应先交待是什么类型的泵:离心式的,出口压力不高的,物料温度未达到气蚀点的,直接用控制阀或泵出口阀控制。离心式,屏蔽泵,有最低流量要求的,则在保证最小流量的情况下,与离心泵一样操作,不存在憋泵的问题容积式的如:往复泵、齿轮泵、螺杆泵,必须用旁路调节,即 10M3,主管走 6M3 ,返回 4M3,否则压力超高,安全阀起跳。hantt0431 发表于 2008-6-15 00:39旁路还有些疑问:1、 旁路怎么防止泵产生憋压?不是很明白---我现在设置的是泵流量达到泵厂家要求的最小稳定流量的时候旁路阀门才打开,平时是关着的!:) 2、现在一家国外的泵厂家返回的资料是这样子的,我要求的是 2.61m3,可是他给我的泵却是 4.5M3 的,而他的最小稳定流量竟然在 2.3m3,那我平常不是只能在最小流量线附近操作了?这样子对高速泵肯定不好,现在泵厂家要求平常一直开旁路,让我很郁闷:L 3、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量,泵就有两个去向,可是我怎么知道这两条线的各自流量,因为我要保证我后续设备的物料量啊,不能全被打回流阿!!:) 4、还有就是泵出口关闭压力怎么确定阿?5、我们计算泵的 H 的时候,给出了 HA,厂家给的 HR,指的是水?那转化成介质是不是也应该乘密度?饺子 发表于 2008-6-16 13:43回答楼主的部分疑问 1、 旁路怎么防止泵产生憋压?答:普通的泵电机的频率是定转的,如果流量达不到额定值,那么就会部分转换成扬程,就是会提高出口压力,但是很多时候泵会有超压保护,因此,流量过小,出口压力过高时会跳掉。打开旁路时部分回流,通过泵的流量加大,扬程就下来了,因此可以防止憋压,但这样实际上是动能的浪费。2、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量,泵就有两个去向,可是我怎么知道这两条线的各自流量,因为我要保证我后续设备的物料量啊,不能全被打回流阿!! 答:泵类设备一般都是一备一用,因此除泵出口阀门外,流体进入用户之前还有阀门,如果大开旁路,这是就要用这个阀门调节进入用户的量,保证用户使用后剩下的自然就回流了,这是你只要满足不憋压的流量就可以了。4、还有就是泵出口关闭压力怎么确定阿?答:你查下计算手册吧,如果只是需要估计值的话,我一般采用 x1.2 的简单计算方法。sjqfxs 发表于 2008-6-17 07:19与泵的类型有关不同类型的泵有不同的调节方式,所以,高速泵也要看是什么泵,走旁路就是一部份做无用功,浪费.调节阀也不是什么地方都能用,最好的方式是:1 选择合适的泵;2 采用变频;3 简单的方法就是上面大家所说的.但有的泵是不允许采用出口阀调节的chaizhiwei 发表于 2008-6-17 13:23调节方式还要和泵的类型来定,旁路流量的调节可以通过出口阀调节 hywtg 发表于 2008-6-18 21:37请楼主说明是什么类型的泵,然后才知道怎么调节。一般离心泵用出口阀调节,或用流量计调节 hywtg 发表于 2008-6-18 21:40现在我公司用变频调节的也不少,很好用,还省电,以后应该是个趋势 jianxm 发表于 2008-6-19 09:48关键看是什么类型的泵,,离心泵一般是只要流量在额定范围内即可通过出口调节阀调节 singlemirr 发表于 2008-6-19 10:16原帖由 hywtg 于 2008-6-18 21:40 发表 http:// .hc .com/images/common/back.gif现在我公司用变频调节的也不少,很好用,还省电,以后应该是个趋势 后续工段如果有压力要求的话,最好不要用变频,再说只有大流量输送时才能体现变频的节能。zhz4971 发表于 2008-6-19 15:56泵的出口流量“2、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量,泵就有两个去向,可是我怎么知道这两条线的各自流量,因为我要保证我后续设备的物料量啊,不能全被打回流阿!! ”你这个地方是不是说在泵的出口线上没有流量计啊?最小回流是孔板控制;去下游的一般都有流量计,这就是你所需要的“后续设备的物料量”hljbhs 发表于 2008-6-19 18:58就搂住所言, 这应当是个高压泵,操作时,开泵前出口伐关,旁路开,进口伐开,起动泵后,首先一点点关旁路伐升压到比工作压力略高点, 开出口伐, 提高流量的同时,一点点关旁路伐才能维持工作压力, 一直到达到额定的工作流量为止, 阀门不是乱动的, 都要根据压力和流量指示进行调解,hljbhs 发表于 2008-6-19 19:10我是搞化工工艺的, 泵的具体操作, 是一种操作技能,要靠多次训练,练习手和眼睛的配合,严格控制压力和流量,当然, 如果工艺要求的压力范围较宽,那么旁路伐就可以关的多些快些, 甚至关闭, 要看压力超不超指标,clfclfclf 发表于 2008-6-19 20:34高速泵一般都是离心泵,在小于最小流量下操作时会出现湍流现象,所以才有规定最小流量的的要求。高速泵是指泵的专速高,一般超过 10000 转/min,而且都带变频调节,只不过变频范围较小。高速泵的选用一般流量较小,但扬程较高。在操作时可以用出口阀门调节流量大小,这样的话部分流量转换成扬程。具体操作看工艺要求是流量还是扬程。tgx12 发表于 2008-6-20 13:51我完全同意离心式,屏蔽泵,有最低流量要求的,则在保证最小流量的情况下,与离心泵一样操作,不存在憋泵的问题容积式的如:往复泵、齿轮泵、螺杆泵,必须用旁路调节,即 10M3,主管走 6M3 ,返回 4M3,否则压力超高,安全阀起跳。这个观点.离泵流量调节方法发布日期:[2007-2-25 13:20:06] 点击[181]次1 改变管路特性曲线改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制,其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。2 改变离心泵特性曲线根据比例定律和切割定律,改变泵的转速、改变泵结构(如切削叶轮外径法等)两种方法都能改变离心泵的特性曲线,从而达到调节流量(同时改变压头)的目的。但是对于已经工作的泵,改变泵结构的方法不太方便,并且由于改变了泵的结构,降低了泵的通用性,尽管它在某些时候调节流量经济方便[1],在生产中也很少采用。这里仅分析改变离心泵的转速调节流量的方法。从图 1 中分析,当改变泵转速调节流量从 Q1 下降到 Q2 时,泵的转速(或电机转速)从 n1 下降到 n2,转速为 n2 下泵的特性曲线 Q-H 与管路特性曲线 He=H0+G1Qe2(管路特曲线不变化)交于点A3(Q2,H3),点 A3 为通过调速调节流量后新的工作点。此调节方法调节效果明显、快捷、安全可靠,可以延长泵使用寿命,节约电能,另外降低转速运行还能有效的降低离心泵的汽蚀余量 NPSHr,使泵远离汽蚀区,减小离心泵发生汽蚀的可能性[2]。缺点是改变泵的转速需要有通过变频技术来改变原动机(通常是电动机)的转速,原理复杂,投资较大,且流量调节范围小。3 泵的串、并连调节方式当单台离心泵不能满足输送任务时,可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台相同型号的离心泵并联,虽然压头变化不大,但加大了总的输送流量,并联泵的总效率与单台泵的效率相同;离心泵串联时总的压头增大,流量变化不大,串联泵的总效率与单台泵效率相同。2 不同调节方式下泵的能耗分析在对不同调节方式下的能耗分析时,文章仅针对目前广泛采用的阀门调节和泵变转速调节两种调节方式加以分析。由于离心泵的并、串联操作目的在于提高压头或流量,在化工领域运用不多,其能耗可以结合图 2 进行分析,方法基本相同。
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