水泵超功率运行的解决方法
在特大洪涝灾害发生时,特别需要泵站在超高扬程下尽可能地加大水泵流量。水泵总结这时往往使水泵的轴功率大大超过额定轴功率,致使配套动力机超载损伤。解决水泵超功率问题的常用方法有减小叶片安装角、降低水泵转速、更换功率较大的动力机、电机增容改造等。
一、减小叶片安装角 当水泵在高扬程运行时,减小叶片安装角可以有效地降低水泵轴功率,避免机组超载;同样道理,当水泵在大流量工况运行且机组长时间过负荷时,也应将叶片角度调小,以保证机组的安全和正常运转。将叶片角度调小,带来的负面影响是泵的流量减小,因此它比较适用于出现高扬程大流量工况运行时间不长、叶片角度全调的大中型立式轴流泵站。对叶片为半调的中小型泵站,如果因扬程偏高,动力机功率不够用,为了节省改造费用,也可将叶片安装角长期固定在较小的位置。
二、降低动力机转速 通常只适用于变速容易实现的中小型机组。对大型机组,由于变速设备昂贵,一般很少采用。
三、更换功率较大的动力机 与降速类似,一般只适用于中小型机组,对大型电机,除非确需增容和更新(如老化和损坏严重,修复不如新买),否则,一般应尽可能不采用,以免造成不必要的花费。
四、电机增容改造 结合电机老化改造,采用新材料、新工艺,提高原电机的额定功率。以28CJ56型轴流泵配套的1600kW同步电机改造为例,若仅更换老化线圈,电机额定功率可提高到1800kW,功率提高幅度为12.5%。
如同时更换电机的某些部件,如改造定子外壳及铁芯、转子大轴、磁轭、铸钢体、铁芯、推力头、镜板及导瓦等,电机额定功率可达2200kW左右,功率最大提高幅度为37.5%。从电机增容改造的实践来看,该法是成功的,因此它是目前解决水泵超载问题很有推广价值的重要技术措施之一。
五、其它技术措施 解决水泵短时间过载问题,水泵根据多年的经验还有一些既经济、又实用的临时措施,如泵站运行避开外江水位的高峰期,水泵运行时在叶轮进口放入少量的空气等。
延伸阅读:水泵液体不同时气蚀余量的换算法
为了保证水泵有正常的吸水条件, 必须防止泵内产生气蚀现象。一般地, 水泵的吸水性能采用允许吸上真空高度和气蚀余量两个参数来衡量。 根据水泵装置吸水管路系统的水力参数和管路中的流量来确定的气蚀余量为有效气蚀余量。
具体地说, 水泵输送某一液体时, 泵入口处所具有的能量(包括静压头和动压头) 与液体汽化压力能的差值即为有效气蚀余量, 用Δha 表示。Δha 与泵的结构无关。
水泵运转时不发生气蚀的必要条件是Δha 值大于某一规定值〔Δh〕, 即: Δha > 〔Δh〕, 〔Δh〕定义为允许气蚀余量。通过气蚀试验等手段, 水泵制造厂可测出气蚀余量临界值Δhc r , (Δhc r 为泵内最低压力等于液体的汽化压力能hv a 时的有效气蚀余量) , Δhc r 再加以适当的安全裕量, 即为〔Δh〕; 一般清水泵的安全裕量取0130m , 故允许气蚀余量〔Δh〕为: (Δh〕= Δhc r + 0.30 (m) ( 1 ) 水泵厂提供的样本上的允许气蚀余量〔Δh〕是在常温下(20 ℃) 用清水做实验所测定的, 当水泵所输送的液体的性质与水不同时, 其允许气蚀余量也与之不同; 在已知某台泵输送清水时的〔Δh〕后, 可以此来求出输送其它液体时的允许气蚀余量〔Δh〕′。
下面介绍两种根据〔Δh〕换算出〔Δh〕′的方法。 气蚀余量校正量Δht 法是通过泵在相同扬程下输送水和其它液体, 在发生气蚀时造成一个可测的扬程损失ΔH 后, 对两者的气蚀余量进行比较而确定Δht 值的。其它液体的气蚀余量为水的气蚀余量减去一个校正量Δht , 即: 〔Δh〕′= 〔Δh〕- Δht (m) ( 2 ) Δht 是通过热力气蚀准则B 和汽化压力能hv a(Pva/γ ) 来确定的。 。
1、热力气蚀准则B 。气蚀过程中液体的沸腾是一种热力过程, 它取决于液体的性质, 诸如压力、温度、汽化潜热和比热等。
发生气蚀时, 泵内的蒸汽容积对液体容积之比定义为热力气蚀准则,用B 表示。即: B =V V/V L( 3 )式中: V V ———泵内蒸汽的容积; V L ———泵内液体的容积。 。
2、热力气蚀准则B1 与汽化压力能hv a 的关系。进行不同液体的气蚀余量校正量Δht 试验时,取Δht = 0.30m , 并有:测定不同液体的B1 值及其与汽化压力能hva的关系。试验结果表明, 随着hva 的增大, B1 值不断减小。
以hva为横坐标, B1 为纵坐标, 选用双对数比例尺作图, B1 与hva 的关系为一直线, 直线的斜率约tg37°。 。
3、Δht 的求解。对气蚀余量校正量Δht 试验的资料综合分析后, 有如下关系式: B1 · (Δht ·hv a ) 3/ 4 = 22.5 ( 6 ) Δht =(64/hv a)·B - 4/3 (m) ( 7 ) 由B1 与hv a 可求得B1 , 将B1值代入式
(7),可根据液体的汽化压力能hv a 求得气蚀余量的修正值Δht , 进而将Δht 代入式
(2) 即可确定不同液体的允许气蚀余量〔Δh〕′。
4、气蚀余量修正系数KΔh 法。当泵输送原油、硫酸等粘度比水大的液体时, 泵内因摩擦阻力增大而能量损失增加, 使泵的流量、扬程减小, 效率降低, 轴功率和气蚀余量增大。对于增大了的气蚀余量值〔Δh〕′, 可采用气蚀余量修正系数KΔh 法计算。液体粘度超过0.20cm2 / s 时, 用下式: 〔Δh〕′= KΔh ·〔Δh〕( 8 ) 式
(8) 中的KΔh值查表可得。可见, KΔh法系根据液体粘度的大小不同分别采用不同的图表计算〔Δh〕′值。
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DBY系列电动隔膜泵,采用摆线钱轮减速机传动,通过曲轴滑块机构带动双隔膜作往复无能无力,使工作腔容积发生交替变化从而达到将液体不断地吸入和排出。
同时,由于隔膜材质取得了突破性的进展,大大地延长隔膜的使用寿命,因此被越来越广泛地替代部分离心泵、螺杆泵来应用于石化、陶瓷、冶金等行业。另外DBY系列电动隔膜泵体积小易于移动,不需要地基,占地面极小,安装简便经济。
可作为移动式物料输送泵。在有危害性、腐蚀性的物料处理中,隔膜泵可将物料与外界完全隔开。
或是一些试验中保证没有杂质污染原料。电动隔膜泵可用于输送化学性质比较不稳定的流体,如:感光材料、絮凝液等。这是因为隔膜泵的剪切力低,对材料的物理影响小。