水泵的主流節(jié)能技術分析
目前主要的水泵節(jié)能主要有以下幾種節(jié)能技術:切割葉輪、變頻技術、三元流技術和專用節(jié)能泵,下面分析這幾種節(jié)能技術的特點:
1: 切割葉輪節(jié)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重要部件就是葉輪。其工作原理是高速旋轉的葉輪帶動其內(nèi)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過,決定離心力大小的一個重要因素是旋轉半徑,從這我們就可以看出,一旦一個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(nèi)部的液體的離心力肯定會變小,其后果只能是造成水泵的流量、揚程等參數(shù)下降,可能對安全生產(chǎn)造成隱患。
2: 變頻節(jié)能技術
變頻的主要工作原理是依靠變頻改變水泵驅(qū)動電機的頻率,降低電機的轉速來實現(xiàn)節(jié)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(xiàn)周期性的變化,在這種工況下,當生產(chǎn)負荷降低時,該電機的負荷也隨之降低,運用變頻技術就可以使該電機在此時的轉速降低,從而達到節(jié)能的效果,但若是在運行工況比較平穩(wěn)的系統(tǒng)中,變頻技術的節(jié)能率會明顯下降。②適應于某些循環(huán)水系統(tǒng)因設計參數(shù)富余量較大的水泵,即所謂的“大馬拉小車”時,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(diào)整水泵Q、H值工況點,使水泵的實際流量值低于水泵的額定流量值,以此來達到節(jié)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(shù)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(diào)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(tǒng)選用的循環(huán)水泵的性能參數(shù)Q、H值富余量不大時,如果采用變頻調(diào)速將泵的實際參數(shù)Q、H值變小,可能會造成水泵流量減小值過大,系統(tǒng)冷卻水量不足,造成冷卻水系統(tǒng)水溫升高。
3: 三元流技術
三元流技術就是把葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限地分割,通過對葉輪流道內(nèi)各工作點的分析,建立起完整、真實的葉輪內(nèi)流動的數(shù)學模型。
通過這一方法,對葉輪流道分析可以做得最準確,反映流體的流場、壓力分布也最接近實際。葉輪出口為射流和尾跡(漩渦)的流動特征,在設計計算中得以體現(xiàn)。因此,設計的葉輪也就能更好地滿足工況要求,效率顯著提高。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(jié)能效果可能無法達到預期,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水泵內(nèi)部所有的過流部件的水阻力和水損失。
4: 節(jié)能專用水泵
節(jié)能專用水泵專為各類型循環(huán)水系統(tǒng)量身定做,其綜合利用各項技術,將虹吸原理、三元流技術及技術專利完美的結合在一起,并將節(jié)能專用水泵從設計、開模、鑄造、加工全過程把關控制,使其設計合理、開模符合設計要求,再應用先進的鑄造工藝,減少鑄造誤差,最終通過精心加工、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(jié)能專用水泵內(nèi)部循環(huán)時,可呈現(xiàn)相對規(guī)則的流動狀態(tài),減小進口沖擊、出口尾跡脫流等損失,極大的避免了回流的出現(xiàn),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更接近設計狀態(tài),提高了水泵流量,減少了無用功,,降低了能耗,提高了水泵效率。運用這種技術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減小,而且完全滿足工業(yè)系統(tǒng)滿負荷運行工況,不會使冷卻水系統(tǒng)的水溫升高,具有高效率,不改變系統(tǒng)的運行參數(shù),對正常的生產(chǎn)工作沒有任何影響。
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