Plně nastavitelné hřídelové čerpadlo se smíšeným průtokem je typ čerpadla se středním a velkým průměrem, které používá nastavovač úhlu lopatek k pohonu otáčení lopatek čerpadla, čímž se mění úhel umístění lopatek pro dosažení změn průtoku a dopravní výšky. Hlavním dopravním médiem je čistá voda nebo lehké odpadní vody o teplotě 0~50℃ (speciální média zahrnují mořskou vodu a vodu ze Žluté řeky). Používá se hlavně v oblastech projektů na ochranu vodních zdrojů, zavlažování, odvodňování a odvádění vody a je uplatněno v mnoha národních projektech, jako je projekt odvedení vody z jihu na sever a projekt odvedení řeky Jang-c'-ch'-ch'-ch'-che.
Lopatky hřídele a smíšeného čerpadla jsou prostorově deformované. Když se provozní podmínky čerpadla odchýlí od návrhového bodu, poměr mezi obvodovou rychlostí vnitřní a vnější hrany lopatek se naruší, což má za následek, že vztlak generovaný lopatkami (profily) na různých poloměrech již není stejný, což způsobuje turbulentní průtok vody v čerpadle a zvyšující se ztráty vody; čím dále od návrhového bodu, tím větší je stupeň turbulence proudění vody a tím větší jsou ztráty vody. Axiální a smíšená čerpadla mají nízkou výtlačnou sílu a relativně úzkou zónu s vysokou účinností. Změna jejich pracovní výšky způsobí výrazné snížení účinnosti čerpadla. Proto axiální a smíšená čerpadla obecně nemohou používat škrcení, otáčení a jiné metody nastavení ke změně pracovního výkonu provozních podmínek; zároveň se kvůli příliš vysokým nákladům na regulaci otáček v reálném provozu zřídka používá proměnná regulace otáček. Protože axiální a smíšená čerpadla mají větší těleso náboje, je vhodné instalovat lopatky a mechanismy ojnic lopatek s nastavitelnými úhly. Proto se při nastavení pracovních podmínek axiálních a smíšených čerpadel obvykle používá proměnné nastavení úhlu, což umožňuje, aby axiální a smíšená čerpadla pracovala za nejpříznivějších provozních podmínek.
Když se rozdíl hladin vody proti proudu a po proudu zvětší (tj. se zvětší čistý spád), úhel natočení lopatek se upraví na menší hodnotu. Při zachování relativně vysoké účinnosti se průtok vody vhodně sníží, aby se zabránilo přetížení motoru. Když se rozdíl hladin vody proti proudu a po proudu sníží (tj. se sníží čistý spád), úhel natočení lopatek se upraví na větší hodnotu, aby se motor plně zatížil a vodní čerpadlo mohlo čerpat více vody. Stručně řečeno, použití hřídelových a smíšených čerpadel, která mohou měnit úhel natočení lopatek, může zajistit nejpříznivější provozní stav, zabránit nucenému vypnutí a dosáhnout vysoké účinnosti a vysokého čerpání vody.
Kromě toho lze při spuštění jednotky nastavit úhel natočení lopatek na minimum, což může snížit počáteční zatížení motoru (přibližně o 1/3 až 2/3 jmenovitého výkonu); před vypnutím lze úhel natočení lopatek nastavit na menší hodnotu, což může snížit rychlost zpětného toku a objem vody proudící v čerpadle během vypnutí a snížit poškození zařízení nárazem proudící vody.
Stručně řečeno, vliv nastavení úhlu lopatek je významný: ① Nastavení úhlu na menší hodnotu usnadňuje spouštění a vypínání; ② Nastavení úhlu na větší hodnotu zvyšuje průtok; ③ Nastavení úhlu může vést k ekonomickému provozu čerpací jednotky. Je vidět, že nastavovač úhlu lopatek zaujímá relativně důležité místo v provozu a řízení středních a velkých čerpacích stanic.
Hlavní těleso plně nastavitelného hřídelového čerpadla se smíšeným průtokem se skládá ze tří částí: hlavy čerpadla, regulátoru a motoru.
1. Hlava čerpadla
Měrná rychlost plně nastavitelného axiálního smíšeného čerpadla je 400~1600 (konvenční specifická rychlost axiálního čerpadla je 700~1600) (konvenční specifická rychlost smíšeného čerpadla je 400~800) a celková dopravní výška je 0~30,6 m. Hlava čerpadla se skládá hlavně z rohu vstupu vody (dilatačního spoje vstupu vody), částí rotoru, částí komory oběžného kola, tělesa vodicí lopatky, sedla čerpadla, kolena, částí hřídele čerpadla, částí těsnění atd. Úvod k klíčovým komponentům:
1. Rotor je hlavní součástí hlavy čerpadla a skládá se z lopatek, tělesa rotoru, spodní táhla, ložiska, kliky, ovládacího rámu, ojnice a dalších dílů. Po celkové montáži se provede statická zkouška vyvážení. Materiál lopatek je přednostně ZG0Cr13Ni4Mo (vysoká tvrdost a dobrá odolnost proti opotřebení) a používá se CNC obrábění. Materiál zbývajících dílů je obecně převážně ZG.
2. Součásti komory oběžného kola jsou uprostřed integrálně otevřené, utažené šrouby a upevněné kuželovými čepy. Materiál je přednostně integrální ZG a některé části jsou vyrobeny z nerezové oceli s výstelkou ZG + (toto řešení je složité na výrobu a náchylné k vadám svařování, proto je třeba se mu co nejvíce vyhnout).
3. Těleso vodicí lopatky. Vzhledem k tomu, že plně nastavitelné čerpadlo je v podstatě čerpadlo střední až velké ráže, berou se v úvahu obtížnost odlévání, výrobní náklady a další aspekty. Obecně se preferovaným materiálem je ZG+Q235B. Vodicí lopatka je odlita z jednoho kusu a příruba pláště je z ocelového plechu Q235B. Oba kusy jsou svařeny a následně zpracovány.
4. Hřídel čerpadla: Plně nastavitelné čerpadlo je obecně dutá hřídel s přírubovými konstrukcemi na obou koncích. Materiál je s výhodou kovaný 45 + opláštění 30Cr13. Opláštění ložiska a výplně rozvodné trubky vody slouží především ke zvýšení tvrdosti a zlepšení odolnosti proti opotřebení.
Úvod do hlavních součástí regulátoru
Vestavěný hydraulický regulátor úhlu lopatek se dnes na trhu používá hlavně. Skládá se hlavně ze tří částí: otočného tělesa, krytu a řídicí jednotky.
1. Rotační těleso: Rotační těleso se skládá z nosného sedadla, válce, palivové nádrže, hydraulické jednotky, úhlového snímače, sběrného kroužku napájecího zdroje atd.
Celé rotační těleso je umístěno na hlavní hřídeli motoru a otáčí se synchronně s hřídelí. Je přišroubováno k horní části hlavní hřídele motoru pomocí montážní příruby.
Montážní příruba je spojena s nosným sedlem.
Měřicí bod úhlového snímače je instalován mezi pístní tyčí a pouzdrem táhla a úhlový snímač je instalován vně olejového válce.
Napájecí sběrný kroužek je nainstalován a upevněn na krytu olejové nádrže a jeho rotační část (rotor) se otáčí synchronně s rotujícím tělesem. Výstupní konec rotoru je připojen k hydraulické jednotce, tlakovému senzoru, teplotnímu senzoru, úhlovému senzoru a koncovému spínači; statorová část napájecího sběrného kroužku je připojena k dorazovému šroubu na krytu a výstup statoru je připojen ke svorce v krytu regulátoru.
Pístní tyč je přišroubována kvodní čerpadlotáhlo řízení.
Hydraulická jednotka je uvnitř olejové nádrže, která poskytuje energii pro činnost olejového válce.
Na olejové nádrži jsou nainstalovány dva zvedací oka pro zvedání regulátoru.
2. Kryt (nazývaný také pevné těleso): Skládá se ze tří částí. Jedna část je vnější kryt; druhá část je krycí kryt; třetí část je pozorovací okénko. Vnější kryt je instalován a upevněn na horní straně vnějšího krytu hlavního motoru, aby zakryl rotující těleso.
3. Ovládací panel (viz obrázek 3): Skládá se z PLC, dotykové obrazovky, relé, stykače, stejnosměrného napájecího zdroje, knoflíku, kontrolky atd. Dotyková obrazovka může zobrazovat aktuální úhel lopatek, čas, tlak oleje a další parametry. Ovládací systém má dvě funkce: místní ovládání a dálkové ovládání. Dva režimy ovládání se přepínají pomocí dvoupolohového knoflíku na ovládacím panelu (dále jen „ovládací panel“).
三. Porovnání a výběr synchronních a asynchronních motorů
A. Výhody a nevýhody synchronních motorů
Výhody:
1. Vzduchová mezera mezi rotorem a statorem je velká a instalace a nastavení jsou pohodlné.
2. Plynulý provoz a vysoká přetížitelnost.
3. Rychlost se nemění se zatížením.
4. Vysoká účinnost.
5. Účiník lze zvýšit. Do elektrické sítě lze dodávat jalový výkon, čímž se zlepšuje její kvalita. Navíc, když se účiník nastaví na 1 nebo blízko této hodnoty, hodnota na ampérmetru se sníží v důsledku snížení jalové složky proudu, což je u asynchronních motorů nemožné.
Nevýhody:
1. Rotor musí být napájen vyhrazeným budicím zařízením.
2. Cena je vysoká.
3. Údržba je složitější.
B. Výhody a nevýhody asynchronních motorů
Výhody:
1. Rotor nemusí být připojen k jiným zdrojům energie.
2. Jednoduchá konstrukce, nízká hmotnost a nízké náklady.
3. Snadná údržba.
Nevýhody:
1. Jalový výkon musí být odebírán z elektrické sítě, což zhoršuje kvalitu elektrické sítě.
2. Vzduchová mezera mezi rotorem a statorem je malá a instalace a seřízení jsou nepohodlné.
C. Výběr motorů
Výběr motorů s jmenovitým výkonem 1000 kW a jmenovitými otáčkami 300 ot./min by měl být určen na základě technických a ekonomických srovnání dle konkrétních podmínek.
1. V odvětví vodohospodářství, pokud je instalovaný výkon obecně nižší než 800 kW, se upřednostňují asynchronní motory, a pokud je instalovaný výkon větší než 800 kW, obvykle se volí synchronní motory.
2. Hlavní rozdíl mezi synchronními a asynchronními motory spočívá v tom, že na rotoru je budicí vinutí a je třeba nakonfigurovat tyristorovou budicí clonu.
3. Ministerstvo pro napájení mé země stanoví, že účiník u uživatele musí dosáhnout 0,90 nebo vyššího. Synchronní motory mají vysoký účiník a splňují požadavky na napájení, zatímco asynchronní motory mají nízký účiník a nemohou splňovat požadavky na napájení, a proto je nutná kompenzace jalové energie. Čerpací stanice vybavené asynchronními motory proto obvykle musí být vybaveny clonami pro kompenzaci jalové energie.
4. Struktura synchronních motorů je složitější než struktura asynchronních motorů. Pokud je třeba u projektu čerpací stanice zohlednit jak výrobu energie, tak fázovou modulaci, je nutné zvolit synchronní motor.
Plně nastavitelná axiální čerpadla se smíšeným průtokem se široce používají vvertikální jednotky(ZLQ, HLQ, ZLQK),horizontální (šikmé) jednotky(ZWQ, ZXQ, ZGQ) a lze jej použít i v nízkozdvižných a velkoprůměrových nízkotlakých jednotkách.
Čas zveřejnění: 30. srpna 2024