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水泵的4種主流節能技術(shù)分析

目前,國內主要的水泵節能主要有以下幾種節能技術(shù):切割葉輪、變頻技術(shù)、三元流技術(shù)和專(zhuān)用節能泵,下面上海速能泵閥技術(shù)人員分析這幾種節能技術(shù)的特點(diǎn)。

① 切割葉輪節能

眾所周知,在離心式水泵的構造中,決定水量大小和揚程高低的一個(gè)重要部件就是葉輪。其工作原理是高速旋轉的葉輪帶動(dòng)其內部的液體旋轉,從而產(chǎn)生離心力。我們在初中物理課上就學(xué)過(guò),決定離心力大小的一個(gè)重要因素是旋轉半徑,從這我們就可以看出,一旦一個(gè)離心泵的葉輪被切割,也就是將葉輪的直徑變小,那么該葉輪的內部的液體的離心力肯定會(huì )變小,其后果只能是造成水泵的流量、揚程等參數下降,可能對安全生產(chǎn)造成隱患。

② 變頻節能技術(shù)

變頻的主要工作原理是依靠變頻改變水泵驅動(dòng)電機的頻率,降低電機的轉速來(lái)實(shí)現節能的效果,其主要應用的范圍是:①該電機的負荷隨生產(chǎn)工況的需要呈現周期性的變化,在這種工況下,當生產(chǎn)負荷降低時(shí),該電機的負荷也隨之降低,運用變頻技術(shù)就可以使該電機在此時(shí)的轉速降低,從而達到節能的效果,但若是在運行工況比較平穩的系統中,變頻技術(shù)的節能率會(huì )明顯下降。②適應于某些循環(huán)水系統因設計參數富余量較大的水泵,即所謂的“大馬拉小車(chē)”時(shí),才有一定的效果,在這種工況下,依靠變頻改變泵電機的頻率,降低泵的轉速,調整水泵Q、H值工況點(diǎn),使水泵的實(shí)際流量值低于水泵的額定流量值,以此來(lái)達到節能的目的。

離心泵是以水力特性最佳條件下的比轉速作為相似準則進(jìn)行設計的,每一種泵的流道水力模型的幾何尺寸必須與它的設計參數Q(流量)、H(揚程)、r/min(轉速)一一對應才能產(chǎn)生水泵的最終效率。因此,泵葉輪水力模型及幾何尺寸不可能隨轉速改變而相應改變,所以變頻調速使泵的額定轉速降低,隨之泵的輸出流量減小,泵的揚程降低,泵實(shí)際效率降低,并遠低于該泵原效率值。

當工業(yè)循環(huán)水系統選用的循環(huán)水泵的性能參數Q、H值富余量不大時(shí),如果采用變頻調速將泵的實(shí)際參數Q、H值變小,可能會(huì )造成水泵流量減小值過(guò)大,系統冷卻水量不足,造成冷卻水系統水溫升高。

③ 三元流技術(shù)

三元流技術(shù)就是把葉輪內部的三元立體空間無(wú)限地分割,通過(guò)對葉輪流道內各工作點(diǎn)的分析,建立起完整、真實(shí)的葉輪內流動(dòng)的數學(xué)模型。

通過(guò)這一方法,對葉輪流道分析可以做得最準確,反映流體的流場(chǎng)、壓力分布也最接近實(shí)際。葉輪出口為射流和尾跡(漩渦)的流動(dòng)特征,在設計計算中得以體現。因此,設計的葉輪也就能更好地滿(mǎn)足工況要求,效率顯著(zhù)提高。但是,如果單純的將普通水泵的葉輪更換為三元流葉輪,其節能效果可能無(wú)法達到預期,因為在泵殼及其他部件都已經(jīng)定型的情況下,單獨的三元流葉輪不能改變整個(gè)水泵內部所有的過(guò)流部件的水阻力和水損失。

④ 節能專(zhuān)用水泵

節能專(zhuān)用水泵專(zhuān)為各類(lèi)型循環(huán)水系統量身定做,其綜合利用各項技術(shù),將虹吸原理、三元流技術(shù)及技術(shù)專(zhuān)利完美的結合在一起,并將節能專(zhuān)用水泵從設計、開(kāi)模、鑄造、加工全過(guò)程把關(guān)控制,使其設計合理、開(kāi)模符合設計要求,再應用先進(jìn)的鑄造工藝,減少鑄造誤差,最終通過(guò)精心加工、打磨,使最終的產(chǎn)品與設計理念相吻合,達到最佳狀態(tài)。

流體在節能專(zhuān)用水泵內部循環(huán)時(shí),可呈現相對規則的流動(dòng)狀態(tài),減小進(jìn)口沖擊、出口尾跡脫流等損失,極大的避免了回流的出現,減少了普通泵單通道水力模型設計中流體的撞擊和脫流,并且避免水在葉片之間形成回流,使水在葉輪間的流動(dòng)更接近設計狀態(tài),提高了水泵流量,減少了無(wú)用功,,降低了能耗,提高了水泵效率。運用這種技術(shù)的水泵可以在流量不發(fā)生任何改變的情況下使水泵的有效軸功率顯著(zhù)減小,而且完全滿(mǎn)足工業(yè)系統滿(mǎn)負荷運行工況,不會(huì )使冷卻水系統的水溫升高,具有高效率,不改變系統的運行參數,對正常的生產(chǎn)工作沒(méi)有任何影響。

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