Напълно регулируемата помпа със смесен поток с вал е тип помпа със среден и голям диаметър, която използва регулатор на ъгъла на лопатките, за да задвижва лопатките на помпата да се въртят, като по този начин променя ъгъла на разположение на лопатките, за да се постигнат промени в потока и налягането. Основната транспортна среда е чиста вода или леки отпадъчни води с температура 0~50℃ (специални среди включват морска вода и вода от Жълтата река). Използва се главно в проекти за пестене на вода, напояване, дренаж и отклоняване на вода, и се използва в много национални проекти, като например проекта за отклоняване на вода от юг на север и проекта за отклоняване от река Яндзъ до река Хуайхе.
Лопатките на вала и смесената помпа са пространствено изкривени. Когато работните условия на помпата се отклоняват от проектната точка, съотношението между периферната скорост на вътрешния и външния ръб на лопатките се нарушава, което води до разминаване на подемната сила, генерирана от лопатките (аеродинамичните профили) с различни радиуси, като по този начин водят до турбулентност на водния поток в помпата и увеличаване на загубите на вода; колкото по-далеч от проектната точка, толкова по-голяма е степента на турбулентност на водния поток и толкова по-големи са загубите на вода. Аксиалните и смесените помпи имат нисък напор и относително тясна зона с висока ефективност. Промяната на работния им напор ще доведе до значително намаляване на ефективността на помпата. Следователно, аксиалните и смесените помпи обикновено не могат да използват дроселиране, завъртане и други методи за регулиране, за да променят работните характеристики на работните условия; в същото време, тъй като разходите за регулиране на скоростта са твърде високи, регулирането с променлива скорост рядко се използва в реална експлоатация. Тъй като аксиалните и смесените помпи имат по-голям корпус на главината, е удобно да се монтират лопатки и механизми за свързване на лопатките, които могат да регулират ъгъла. Следователно, регулирането на работните условия на аксиалните и смесените помпи обикновено използва променливо регулиране на ъгъла, което може да накара аксиалните и смесените помпи да работят при най-благоприятните работни условия.
Когато разликата в нивата на водата нагоре и надолу по течението се увеличи (т.е. нетният напор се увеличи), ъгълът на разположение на лопатките се регулира на по-малка стойност. При поддържане на относително висока ефективност, дебитът на водата се намалява съответно, за да се предотврати претоварването на двигателя; когато разликата в нивата на водата нагоре и надолу по течението намалее (т.е. нетният напор намалее), ъгълът на разположение на лопатките се регулира на по-голяма стойност, за да се натовари двигателят напълно и да се позволи на водната помпа да изпомпва повече вода. Накратко, използването на валови и смесени помпи, които могат да променят ъгъла на лопатките, може да осигури най-благоприятното работно състояние, избягвайки принудително спиране и постигайки висока ефективност и високо изпомпване на вода.
Освен това, когато устройството е стартирано, ъгълът на разположение на лопатките може да се регулира до минимум, което може да намали началното натоварване на двигателя (около 1/3~2/3 от номиналната мощност); преди изключване ъгълът на лопатките може да се регулира до по-малка стойност, което може да намали скоростта на обратен поток и обема на водата в помпата по време на изключване и да намали щетите от удара на водния поток върху оборудването.
Накратко, ефектът от регулирането на ъгъла на лопатките е значителен: ① Регулирането на ъгъла на по-малка стойност улеснява стартирането и спирането; ② Регулирането на ъгъла на по-голяма стойност увеличава дебита; ③ Регулирането на ъгъла може да направи помпения агрегат да работи икономично. Вижда се, че регулаторът на ъгъла на лопатките заема относително важна позиция в експлоатацията и управлението на средни и големи помпени станции.
Основното тяло на напълно регулируемата помпа със смесен поток се състои от три части: главата на помпата, регулатора и двигателя.
Глава на помпата
Специфичната скорост на напълно регулируемата аксиална помпа със смесен поток е 400~1600 об/мин (конвенционалната специфична скорост на аксиалната помпа е 700~1600 об/мин), (конвенционалната специфична скорост на помпата със смесен поток е 400~800 об/мин), а общият напор е 0~30,6 м. Главата на помпата се състои главно от клаксона на входа за вода (разширителен фуга на входа за вода), части на ротора, части на камерата на работното колело, тяло на направляващата лопатка, седалка на помпата, коляно, части на вала на помпата, части за уплътнение и др. Въведение в ключовите компоненти:
1. Роторният компонент е основният компонент в главата на помпата. Той се състои от лопатки, тяло на ротора, долна теглителна щанга, лагер, колянов лост, работна рамка, мотовилка и други части. След цялостното сглобяване се извършва тест за статичен баланс. Материалът на лопатките е за предпочитане ZG0Cr13Ni4Mo (висока твърдост и добра износоустойчивост) и се използва CNC обработка. Материалът на останалите части е предимно ZG.
2. Компонентите на камерата на работното колело са интегрално отворени в средата, които са затегнати с болтове и позиционирани с конусовидни щифтове. Материалът е за предпочитане интегрално ZG, а някои части са изработени от ZG + облицована неръждаема стомана (това решение е сложно за производство и е податливо на дефекти при заваряване, така че трябва да се избягва, доколкото е възможно).
3. Корпус на направляващата лопатка. Тъй като напълно регулируемата помпа е основно помпа със среден до голям калибър, се вземат предвид трудността при леенето, производствените разходи и други аспекти. Обикновено предпочитаният материал е ZG+Q235B. Направляващата лопатка е отлята като едно цяло парче, а фланецът на корпуса е от стоманена плоча Q235B. Двете части са заварени и след това обработени.
4. Вал на помпата: Напълно регулируемата помпа обикновено е кух вал с фланцови конструкции от двата края. Материалът е за предпочитане кована стомана 45 + облицовка 30Cr13. Облицовката на лагера на водопровода и пълнителя е предназначена главно за увеличаване на твърдостта и подобряване на износоустойчивостта.
Ⅱ. Въведение в основните компоненти на регулатора
В днешно време на пазара се използва главно вграден хидравличен регулатор на ъгъла на лопатките. Той се състои основно от три части: въртящо се тяло, капак и кутия за контролен дисплей.
1. Въртящо се тяло: Въртящото се тяло се състои от опорна седалка, цилиндър, резервоар за гориво, хидравличен агрегат, сензор за ъгъл, плъзгащ пръстен за захранване и др.
Цялото въртящо се тяло е поставено върху главния вал на двигателя и се върти синхронно с него. То е закрепено с болтове към горната част на главния вал на двигателя чрез монтажния фланец.
Монтажният фланец е свързан с опорната седалка.
Измервателната точка на сензора за ъгъл е монтирана между буталния прът и втулката на кормилната щанга, а сензорът за ъгъл е монтиран извън горивния цилиндър.
Захранващият плъзгащ пръстен е монтиран и фиксиран върху капака на резервоара за гориво, а въртящата се част (ротор) се върти синхронно с въртящото се тяло. Изходният край на ротора е свързан към хидравличния агрегат, сензора за налягане, сензора за температура, сензора за ъгъл и крайния изключвател; статорната част на захранващия плъзгащ пръстен е свързана към стоперния винт на капака, а изходът на статора е свързан към клемата в капака на регулатора;
Буталният прът е закрепен с болтове към свързващия прът на водната помпа.
Хидравличният агрегат е разположен вътре в резервоара за гориво, който осигурява захранване на горивния цилиндър.
На резервоара за масло са монтирани два повдигащи пръстена, които се използват при повдигане на регулатора.
2. Капак (наричан още неподвижно тяло): Състои се от три части. Едната част е външният капак; втората част е капакът; третата част е прозорецът за наблюдение. Външният капак е фиксиран върху горната част на външния капак на главния двигател и покрива въртящото се тяло.
3. Кутия за управление на дисплея (както е показано на Фигура 3): Състои се от PLC, сензорен екран, реле, контактор, DC захранване, копче, индикаторна светлина и др. Сензорният екран може да показва текущия ъгъл на лопатката, времето, налягането на маслото и други параметри. Системата за управление има две функции: локално управление и дистанционно управление. Двата режима на управление се превключват чрез двупозиционния бутон на кутията за управление на дисплея (наричана „кутия за управление“, същата по-долу).
3. Сравнение и избор на синхронни и асинхронни двигатели
A. Предимства и недостатъци на синхронните двигатели
Предимства:
1. Въздушната междина между ротора и статора е голяма, а монтажът и настройката са удобни.
2. Плавна работа и силен капацитет на претоварване.
3. Скоростта не се променя с натоварването.
4. Висока ефективност.
5. Коефициентът на мощност може да се увеличи. Реактивната мощност може да се подава към електропреносната мрежа, като по този начин се подобрява качеството на електропреносната мрежа. Освен това, когато коефициентът на мощност се регулира на 1 или близо до него, показанието на амперметъра ще намалее, защото реактивният компонент на тока е намален, което е невъзможно за асинхронни двигатели.
Недостатъци:
1. Роторът трябва да се захранва от специално възбуждащо устройство.
2. Цената е висока.
3. Поддръжката е по-сложна.
Б. Предимства и недостатъци на асинхронните двигатели
Предимства:
1. Роторът не е необходимо да бъде свързан към други източници на захранване.
2. Проста структура, леко тегло и ниска цена.
3. Лесна поддръжка.
Недостатъци:
1. Реактивната мощност трябва да се изтегля от електропреносната мрежа, което влошава качеството на електропреносната мрежа.
2. Въздушната междина между ротора и статора е малка, а монтажът и настройката са неудобни.
C. Избор на двигатели
Изборът на двигатели с номинална мощност 1000 kW и номинална скорост 300 об/мин трябва да се определя въз основа на технически и икономически сравнения, съобразно конкретните обстоятелства.
1. В индустрията за водоснабдяване, когато инсталираната мощност е под 800 kW, се предпочитат асинхронни двигатели. Когато инсталираната мощност е по-голяма от 800 kW, се предпочитат синхронни двигатели.
2. Основната разлика между синхронните двигатели и асинхронните двигатели е, че на ротора има възбуждаща намотка и е необходимо да се конфигурира тиристорен възбуждащ екран.
3. Министерството на електрозахранването на моята страна постановява, че коефициентът на мощност в захранването на потребителя трябва да е над 0,90. Синхронните двигатели имат висок коефициент на мощност и могат да отговорят на изискванията на захранването; докато асинхронните двигатели имат нисък коефициент на мощност и не могат да отговорят на изискванията на захранването и е необходима компенсация на реактивната мощност. Следователно, помпените станции, оборудвани с асинхронни двигатели, обикновено трябва да бъдат оборудвани с екрани за компенсация на реактивната мощност.
4. Структурата на синхронните двигатели е по-сложна от тази на асинхронните двигатели. Когато проектът на помпената станция трябва да вземе предвид производството на енергия и фазовата модулация, трябва да се изберат синхронни двигатели.
Напълно регулируеми аксиални помпи със смесен потокшироко се използват във вертикални агрегати (ZLQ, HLQ, ZLQK), хоризонтални (наклонени) агрегати (ZWQ, ZXQ, ZGQ) и могат да се използват също в нископовдигащи и голямодиаметърни LP агрегати.
Време на публикуване: 18 октомври 2024 г.