技术交流丨离心泵流量调节方法及耗能对比

离心泵的过流部件包括吸入室、叶轮以及压出室三个部分，这三部分主导了离心泵液体流量的工作。但是通常情况下由于生产任务或工艺要求的变化，或者离心泵的流量或者压头与管路所要求不同等现象都会造成流量的不一致，这时就需要对离心泵的流量进行调节，实际上就是指改变离心泵的工作点。

1、 离心泵流量调节的主要方式

（1） 变径调节

转变离心泵的出口阀门径度是离心泵调节流量方式中最简单的一种。就是在保持离心泵的额定转速不变的前提下，通过改变管路特征曲线的位置来调节离心泵的工作点。

主要是转变离心泵的出口阀门径度，具体来说在离心泵的定速度不变的基础上，针对管路特征曲线的位置进行一定的改变，进而可对离心泵工作的点进行相应的调节。当将离心泵出口小阀门关闭时，会促使管道局部的阻力呈上升趋势，在这种状态下，水泵工作点是逐渐向左移的，因而离心泵流量会减少。当离心泵出口阀门全部被关闭时，其阻力会不断加大，其泵的流量为零可见这种变径调节方式是比较简单的，能够根据实际情况与要求，对某一最大流量与零流量之间进行随意的调节。相对改变泵的转速方法而言，该方法通常情况下都不需要额外的投资，因此可以适用很多场合。

其中，Q1 、H1 、P1 为叶轮直径为 D1 时所对应的流量、扬程及功率；Q2 、H2 、P2 为叶轮直径为 D2 时所对应的流量、扬程及功率。由此可知，在改变叶轮直径时，水泵的流量变化率<扬程变化率<功率变化率，叶轮直径的改变会对功率造成明显影响。

因此，当水泵的扬程和流量与实际所需的扬程和流量差距较大、水泵偏离高效区运行时，可通过更换不同直径的叶轮来适应工况，且节能效果较为明显。但在选择叶轮直径时，须经过严格对比和计算。

（2）变速调节

离心泵特征曲线图的转变

泵的比例定律和切割定律可以说明，离心泵的特征曲线的转变可以以调节流量为根本目的并通过由改变其转速或结构来实现。其中对于改变结构的方法来说，由于处于工作状态下的离心泵改变其结构方法复杂，并且很容易降低离心泵的通用性造成功能的下降，因此尽管此种方法对于流量调节既经济又方便在实际操作中也是很少使用的。

相对变径调节而言，其变速调节方法功率损耗是比较少的，其节能效果比较好。

主要针对离心泵流量的变速调节进行分析。再次借由图1来进行明确描述。图1中，当改变泵转速调节流量从Q1下降到Q2时，泵的转速从n1下降到n2，转速为n2下泵的特性曲线与管路特性曲线a1交于点A3、(Q2、H3)，点A3为通过调速调节流量后新的工作点。虽然变速调节办法在改变泵的转速时需要原理较为复杂的变频技术来支持，但是在实际应用中变速调节流量效果显著，操作快捷，使用安全，并且能够延缓离心泵在工作中的损耗，节约能源，因此更多被使用。

2、 离心泵流量调节方式的能耗分析

通过对离心泵不同的流量调节方式的分析，对比出其中各自的能源消耗情况。

（1）离心泵流量变径调节功耗

a：离心泵在工作点A1运行时，电动机输入泵轴的功率NA为:

NA1=VQ1H1/n1

式中:   NA1代表轴功率，W:

         Q1代表泵的有效压头，m;

        H1代表泵的实际流量，m/s;

        v代表流体比重，N/m;

        n1代表泵的效率。

b：当用阀门调节流量从Q1到Q2，在工作点A2,消耗的轴功率为:

NA2=VQ2H2/n2

式中:   VQ2H2代表实际有用功率，W:

          VQ2(H2-H3)代表阀门上损耗得功率，W。

（2）离心泵流量变速调节功耗

根据离心泵相似定律可知，在离心泵的转速发生改变时，效率是基本不变的。当用电动机变速调节流量到流量Q2时，在工作点A3泵消耗的轴功率为:

NA3=VQ2H3/n2

式中:  VQ2H3代表实际有用功率，W。

（3）总结

变径调节与变速调节的对比分析

通过上述分析可知，离心泵流量的变径调节相比较于变速调节的功率损耗要多vQ2(H2-H3)。并且可以由图1中的阴影部分进行表示定性。

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