پمپ جریان مختلط با شفت کاملاً قابل تنظیم، نوعی پمپ با قطر متوسط و بزرگ است که از یک تنظیمکننده زاویه پره برای چرخاندن پرههای پمپ استفاده میکند و در نتیجه زاویه قرارگیری پرهها را برای دستیابی به تغییرات جریان و هد تغییر میدهد. محیط اصلی انتقال، آب تمیز یا فاضلاب سبک با دمای 0 تا 50 درجه سانتیگراد است (محیطهای انتقال ویژه شامل آب دریا و آب رودخانه زرد میشوند). این پمپ عمدتاً در زمینه پروژههای حفاظت از آب، آبیاری، زهکشی و انحراف آب استفاده میشود و در بسیاری از پروژههای ملی مانند پروژه انحراف آب از جنوب به شمال و پروژه انحراف رودخانه یانگ تسه به رودخانه هوایهه نیز کاربرد دارد.
پرههای پمپ شفت و جریان مختلط از نظر مکانی دچار اعوجاج میشوند. هنگامی که شرایط عملیاتی پمپ از نقطه طراحی منحرف میشود، نسبت بین سرعت محیطی لبههای داخلی و خارجی پرهها از بین میرود و در نتیجه نیروی بالابری ایجاد شده توسط پرهها (ایرفویلها) در شعاعهای مختلف دیگر برابر نخواهد بود و در نتیجه جریان آب در پمپ آشفته شده و تلفات آب افزایش مییابد. هرچه از نقطه طراحی دورتر شویم، درجه آشفتگی جریان آب بیشتر و تلفات آب بیشتر میشود. پمپهای جریان محوری و مختلط دارای هد کم و ناحیه راندمان بالا نسبتاً باریکی هستند. تغییر هد کاری آنها باعث کاهش قابل توجه راندمان پمپ میشود. بنابراین، پمپهای جریان محوری و مختلط عموماً نمیتوانند از روشهای تنظیم فشار، چرخش و سایر روشهای تنظیم برای تغییر عملکرد کاری در شرایط عملیاتی استفاده کنند. در عین حال، به دلیل هزینه بالای تنظیم سرعت، تنظیم سرعت متغیر به ندرت در عملکرد واقعی استفاده میشود. از آنجایی که پمپهای جریان محوری و مختلط بدنه هاب بزرگتری دارند، نصب تیغهها و مکانیزمهای میله اتصال پره با زوایای قابل تنظیم راحتتر است. بنابراین، تنظیم شرایط کاری پمپهای جریان محوری و مختلط معمولاً با تنظیم زاویه متغیر انجام میشود که میتواند باعث شود پمپهای جریان محوری و مختلط در مطلوبترین شرایط کاری کار کنند.
وقتی اختلاف سطح آب بالادست و پاییندست افزایش مییابد (یعنی هد خالص افزایش مییابد)، زاویه قرارگیری تیغه به مقدار کمتری تنظیم میشود. ضمن حفظ راندمان نسبتاً بالا، سرعت جریان آب به طور مناسب کاهش مییابد تا از اضافه بار موتور جلوگیری شود. وقتی اختلاف سطح آب بالادست و پاییندست کاهش مییابد (یعنی هد خالص کاهش مییابد)، زاویه قرارگیری تیغه به مقدار بیشتری تنظیم میشود تا موتور به طور کامل بارگیری شود و به پمپ آب اجازه داده شود آب بیشتری پمپ کند. به طور خلاصه، استفاده از پمپهای شفت و جریان مختلط که میتوانند زاویه تیغه را تغییر دهند، میتواند باعث شود که موتور در مطلوبترین حالت کاری کار کند، از خاموش شدن اجباری جلوگیری کند و به راندمان بالا و پمپاژ آب بالا دست یابد.
علاوه بر این، هنگام روشن شدن دستگاه، میتوان زاویه قرارگیری تیغه را به حداقل رساند، که میتواند بار شروع موتور را کاهش دهد (حدود ۱/۳ تا ۲/۳ توان نامی)؛ قبل از خاموش شدن، میتوان زاویه تیغه را به مقدار کمتری تنظیم کرد، که میتواند سرعت جریان برگشتی و حجم آب جریان آب در پمپ را در هنگام خاموش شدن کاهش دهد و آسیب ناشی از ضربه جریان آب بر روی تجهیزات را کاهش دهد.
به طور خلاصه، تأثیر تنظیم زاویه پره قابل توجه است: ① تنظیم زاویه روی مقدار کوچکتر، روشن و خاموش کردن را آسانتر میکند؛ ② تنظیم زاویه روی مقدار بزرگتر، سرعت جریان را افزایش میدهد؛ ③ تنظیم زاویه میتواند باعث شود واحد پمپ به صورت اقتصادی کار کند. میتوان مشاهده کرد که تنظیمکننده زاویه پره جایگاه نسبتاً مهمی در بهرهبرداری و مدیریت ایستگاههای پمپاژ متوسط و بزرگ دارد.
بدنه اصلی پمپ جریان مختلط با شفت کاملاً قابل تنظیم از سه بخش تشکیل شده است: سر پمپ، تنظیم کننده و موتور.
۱. سر پمپ
سرعت مخصوص پمپ جریان مختلط محوری کاملاً قابل تنظیم ۴۰۰ تا ۱۶۰۰ است (سرعت مخصوص مرسوم پمپ جریان محوری ۷۰۰ تا ۱۶۰۰ است)، (سرعت مخصوص مرسوم پمپ جریان مختلط ۴۰۰ تا ۸۰۰ است) و هد عمومی ۰ تا ۳۰.۶ متر است. هد پمپ عمدتاً از شاخ ورودی آب (اتصال انبساط ورودی آب)، قطعات روتور، قطعات محفظه پروانه، بدنه پره راهنما، نشیمنگاه پمپ، آرنج، قطعات شفت پمپ، قطعات پکینگ و غیره تشکیل شده است. معرفی اجزای کلیدی:
۱. قطعه روتور، قطعه اصلی در سر پمپ است که از تیغهها، بدنه روتور، میله کششی پایینی، یاتاقان، بازوی میللنگ، قاب عملیاتی، میله اتصال و سایر قطعات تشکیل شده است. پس از مونتاژ کلی، آزمایش تعادل استاتیک انجام میشود. در میان آنها، جنس تیغه ترجیحاً ZG0Cr13Ni4Mo (سختی بالا و مقاومت در برابر سایش خوب) است و ماشینکاری CNC انجام میشود. جنس قطعات باقیمانده عموماً ZG است.
۲. اجزای محفظه پروانه به صورت یکپارچه از وسط باز میشوند، که با پیچ و مهره محکم شده و با پینهای مخروطی در موقعیت خود قرار میگیرند. جنس ترجیحاً ZG یکپارچه است و برخی از قطعات از فولاد ضد زنگ با روکش ZG + ساخته شدهاند (این محلول برای ساخت پیچیده و مستعد نقص جوشکاری است، بنابراین باید تا حد امکان از آن اجتناب شود).
۳. بدنه پره راهنما. از آنجایی که پمپ کاملاً قابل تنظیم اساساً یک پمپ با کالیبر متوسط تا بزرگ است، سختی ریختهگری، هزینه تولید و سایر جنبهها در نظر گرفته میشود. به طور کلی، ماده ترجیحی ZG+Q235B است. پره راهنما به صورت یک تکه ریختهگری میشود و فلنج پوسته از ورق فولادی Q235B است. این دو جوش داده شده و سپس پردازش میشوند.
۴. شفت پمپ: پمپ کاملاً قابل تنظیم عموماً یک شفت توخالی با ساختارهای فلنجی در دو انتها است. جنس آن ترجیحاً از جنس روکش آهنگری شده با آلیاژ ۴۵+ و جنس ۳۰Cr۱۳ است. روکش در یاتاقان راهنمای آب و پرکننده عمدتاً برای افزایش سختی و بهبود مقاومت در برابر سایش است.
二. مقدمهای بر اجزای اصلی رگولاتور
تنظیمکننده هیدرولیکی زاویه تیغه توکار امروزه عمدتاً در بازار استفاده میشود و عمدتاً از سه بخش تشکیل شده است: بدنه چرخان، پوشش و جعبه سیستم نمایش کنترل.
۱. بدنه چرخان: بدنه چرخان شامل یک نشیمنگاه تکیهگاه، یک سیلندر، یک مخزن سوخت، یک واحد نیروی هیدرولیک، یک حسگر زاویه، یک حلقه لغزشی منبع تغذیه و غیره است.
کل بدنه چرخان روی شفت موتور اصلی قرار گرفته و همزمان با شفت میچرخد. این بدنه از طریق فلنج نصب به بالای شفت موتور اصلی پیچ شده است.
فلنج نصب به نشیمنگاه تکیهگاه متصل است.
نقطه اندازهگیری سنسور زاویه بین میله پیستون و غلاف میله رابط نصب شده و سنسور زاویه در خارج از سیلندر روغن نصب میشود.
حلقه لغزشی منبع تغذیه روی پوشش مخزن روغن نصب و ثابت شده است و قسمت چرخان آن (روتور) همزمان با بدنه چرخان میچرخد. انتهای خروجی روی روتور به واحد نیروی هیدرولیک، سنسور فشار، سنسور دما، سنسور زاویه و سوئیچ محدود کننده متصل است. قسمت استاتور حلقه لغزشی منبع تغذیه به پیچ توقف روی پوشش متصل است و خروجی استاتور به ترمینال در پوشش رگولاتور متصل است.
میله پیستون به آن پیچ شده استپمپ آبمیله کراوات
واحد نیروی هیدرولیک درون مخزن روغن قرار دارد که نیروی لازم برای عملکرد سیلندر روغن را فراهم میکند.
دو حلقه بالابر روی مخزن روغن نصب شده است که هنگام بلند کردن رگولاتور از آنها استفاده میشود.
۲. پوشش (که بدنه ثابت نیز نامیده میشود): از سه بخش تشکیل شده است. یک بخش پوشش بیرونی است؛ بخش دوم پوشش پوششی است؛ بخش سوم پنجره مشاهده است. پوشش بیرونی روی بالای پوشش بیرونی موتور اصلی نصب و ثابت میشود تا بدنه چرخان را بپوشاند.
۳. جعبه سیستم نمایش کنترل (مطابق شکل ۳): این جعبه شامل PLC، صفحه لمسی، رله، کنتاکتور، منبع تغذیه DC، دکمه، چراغ نشانگر و غیره است. صفحه لمسی میتواند زاویه فعلی تیغه، زمان، فشار روغن و سایر پارامترها را نمایش دهد. سیستم کنترل دارای دو عملکرد است: کنترل محلی و کنترل از راه دور. دو حالت کنترل از طریق دکمه دو وضعیتی روی جعبه سیستم نمایش کنترل (که به آن "جعبه نمایش کنترل" گفته میشود، در زیر همان است) تغییر میکنند.
三. مقایسه و انتخاب موتورهای سنکرون و آسنکرون
الف. مزایا و معایب موتورهای سنکرون
مزایا:
۱. فاصله هوایی بین روتور و استاتور زیاد است و نصب و تنظیم آن راحت است.
2. عملکرد روان و ظرفیت بارگذاری قوی.
۳. سرعت با تغییر بار تغییر نمیکند.
۴. راندمان بالا.
۵. ضریب توان را میتوان افزایش داد. میتوان توان راکتیو را در اختیار شبکه برق قرار داد و از این طریق کیفیت شبکه برق را بهبود بخشید. علاوه بر این، هنگامی که ضریب توان روی ۱ یا نزدیک به آن تنظیم میشود، به دلیل کاهش مؤلفه راکتیو در جریان، مقدار خوانده شده روی آمپرمتر کاهش مییابد که برای موتورهای آسنکرون غیرممکن است.
معایب:
۱. روتور باید توسط یک دستگاه تحریک اختصاصی تغذیه شود.
۲. هزینه بالاست.
۳. نگهداری پیچیدهتر است.
ب. مزایا و معایب موتورهای آسنکرون
مزایا:
۱. روتور نیازی به اتصال به منابع تغذیه دیگر ندارد.
۲. ساختار ساده، وزن سبک و هزینه کم.
۳. نگهداری آسان.
معایب:
۱. توان راکتیو باید از شبکه برق گرفته شود، که این امر کیفیت شبکه برق را کاهش میدهد.
2. فاصله هوایی بین روتور و استاتور کم است و نصب و تنظیم آن دشوار است.
ج. انتخاب موتورها
انتخاب موتورهایی با توان نامی ۱۰۰۰ کیلووات و سرعت نامی ۳۰۰ دور در دقیقه باید بر اساس مقایسههای فنی و اقتصادی و با توجه به شرایط خاص تعیین شود.
۱. در صنعت حفاظت از آب، وقتی ظرفیت نصبشده عموماً کمتر از ۸۰۰ کیلووات باشد، موتورهای آسنکرون ترجیح داده میشوند و وقتی ظرفیت نصبشده بیشتر از ۸۰۰ کیلووات باشد، موتورهای سنکرون انتخاب میشوند.
۲. تفاوت اصلی بین موتورهای سنکرون و موتورهای آسنکرون این است که یک سیمپیچ تحریک روی روتور وجود دارد و یک صفحه تحریک تریستور باید پیکربندی شود.
۳. اداره برق کشور من تصریح میکند که ضریب توان در منبع تغذیه کاربر باید به ۰.۹۰ یا بالاتر برسد. موتورهای سنکرون ضریب توان بالایی دارند و میتوانند نیازهای منبع تغذیه را برآورده کنند. در حالی که موتورهای آسنکرون ضریب توان پایینی دارند و نمیتوانند نیازهای منبع تغذیه را برآورده کنند و جبران راکتیو مورد نیاز است. بنابراین، ایستگاههای پمپاژ مجهز به موتورهای آسنکرون معمولاً باید به صفحات جبران راکتیو مجهز شوند.
۴. ساختار موتورهای سنکرون پیچیدهتر از موتورهای آسنکرون است. وقتی یک پروژه ایستگاه پمپاژ نیاز به در نظر گرفتن همزمان تولید برق و مدولاسیون فاز داشته باشد، باید یک موتور سنکرون انتخاب شود.
پمپهای جریان مختلط محوری کاملاً قابل تنظیم به طور گسترده در موارد زیر استفاده میشوند:واحدهای عمودی(ZLQ، HLQ، ZLQK)واحدهای افقی (شیبدار)(ZWQ، ZXQ، ZGQ) و همچنین میتوانند در واحدهای LP با ارتفاع کم و قطر بزرگ استفاده شوند.
زمان ارسال: 30 آگوست 2024