离心泵出口流量的控制
在化工生产中,离心泵是最常见的流体输送设备。离心泵的特点是结构简单,流量均匀,且易于调节和自控,因而在化工生产中占有特殊的地位,约有80%~90%的化工用泵为离心泵。
离心泵的压头H 是由高速旋转叶轮作用于液体的离心力产生的。旋转叶轮对液体作功,将机械能传给液体,液体在离心力的作用下获得动能,经转换后提高了静压能,被输送到预定的地方。离心泵的压头 H与泵出口的流量Q以及泵的转速n有关,根据离心泵的性能曲线,在一定转速下,压头随着出口流量的增加而逐渐下降,出口流量与转速成正比。
离心泵的控制主要有三种方法。
(1)控制离心泵出口的调节阀开度
在离心泵出口安装阀门,通过控制调节阀的开度来直接调节离心泵出口流量Q的方法,这是一种最简单也是应用最广泛的控制方案。在转速一定的情况下,离心泵的出口流量Q和压头H 有一定的对应关系。对于具体的一台离心泵来说,在不同的出口流量下,泵所能提供的压头是不同的。在正常工作的时候,泵提供的压头用于克服管路上的阻力损失。随着阀门开度的减小,管路系统阻力损失将增大,因而排出流量相应地减小,反之亦然。但需要注意的是,调节阀一般应该安装在泵的出口管线上。
这种控制方案的最大优点就是简便易行,其点是机械效率较低,特别是在阀门开度较小的时候,阀上的压降较大,即功率损耗很大,因此不宜使用在出口流量小于正常流量30%的场合。
(2) 控制离心泵的转速
当泵的转速改变时,泵的流量特性曲线也会发生改变。在相同的流量下,提高泵的转速会使压头增加;同样,在相同的管路特性曲线的情况下,提高泵的转速,会使工作点平移,出口流量增加。
在工业生产过程中,通常可以采用变频调速器、电动调速装置、原动机与泵之间的联轴变速器等来调节泵的转速。采用这种
控制方案,在液体输送管线上不需要安装调节阀,阻力损失较小,机械效率较高,因此在大功率的泵装置上的应用日渐广泛。
(3)控制离心泵的出口旁路阀开度
这种控制方案的目的是将泵出口的部分流体通过旁路管道回流到泵的人口,通过改变旁路阀的开度来控制泵的实际出口流量。由于旁路阀前后的压差很大,所以阀门口径较小,工程实施较方便。但由于那部分回流的高压液体能量将消耗于旁路阀上,所以该控制方案的机械效率较低,在实际生产中也较少采用。