משאבת הזרימה המעורבת בעלת הציר המתכוונן במלואו היא משאבה בקוטר בינוני וגדול המשתמשת במכוון זווית להב כדי להניע את להבי המשאבה לסיבוב, ובכך לשנות את זווית מיקום הלהב כדי להשיג שינויים בזרימה ובעוצמת המים. אמצעי ההולכה העיקריים הם מים נקיים או ביוב קל בטמפרטורה של 0~50℃ (אמצעי הולכה מיוחדים כוללים מי ים ומי הנהר הצהוב). היא משמשת בעיקר בתחומי פרויקטים של שימור מים, השקיה, ניקוז והסטת מים, ומשמשת בפרויקטים לאומיים רבים כגון פרויקט הסטת המים מדרום לצפון ופרויקט הסטת נהר היאנגצה לנהר הואיה.
להבי הציר ומשאבת הזרימה המעורבת מעוותים מרחבית. כאשר תנאי הפעולה של המשאבה חורגים מנקודת התכנון, היחס בין המהירות ההיקפית של הקצוות הפנימיים והחיצוניים של הלהבים נהרס, וכתוצאה מכך העילוי שנוצר על ידי הלהבים (כנפי אוויר) ברדיוסים שונים אינו שווה עוד, ובכך גורם לזרימת המים במשאבה להיות טורבולנטית ולאובדן המים לגדול; ככל שמתרחקים מנקודת התכנון, כך גדלה מידת טורבולנציה של זרימת המים ואובדן המים. למשאבות ציריות ומעורבות יש ראש דחיפה נמוך ואזור יעילות גבוהה צר יחסית. שינוי ראש העבודה שלהן יגרום לירידה משמעותית ביעילות המשאבה. לכן, משאבות ציריות ומעורבות בדרך כלל אינן יכולות להשתמש בשיטות חנק, סיבוב והתאמה אחרות כדי לשנות את ביצועי העבודה של תנאי ההפעלה; יחד עם זאת, מכיוון שעלות ויסות המהירות גבוהה מדי, ויסות מהירות משתנה משמש לעתים רחוקות בפעולה בפועל. מכיוון שלמשאבות ציריות ומעורבות יש גוף ציר גדול יותר, נוח להתקין להבים ומנגנוני מוט חיבור להבים שיכולים להתאים את הזווית. לכן, כוונון תנאי העבודה של משאבות ציריות ומעורבות בדרך כלל מאמצ את כוונון הזווית המשתנה, מה שיכול לגרום למשאבות ציריות ומעורבות לפעול בתנאי העבודה הנוחים ביותר.
כאשר הפרש מפלס המים במעלה ובמורד הזרם עולה (כלומר, ראש הגובה הנקי עולה), זווית מיקום הלהב מותאמת לערך קטן יותר. תוך שמירה על יעילות גבוהה יחסית, קצב זרימת המים מצטמצם כראוי כדי למנוע עומס יתר של המנוע; כאשר הפרש מפלס המים במעלה ובמורד הזרם יורד (כלומר, ראש הגובה הנקי יורד), זווית מיקום הלהב מותאמת לערך גדול יותר כדי לטעון את המנוע במלואו ולאפשר למשאבת המים לשאוב יותר מים. בקיצור, השימוש במשאבות פיר וזרימה מעורבת שיכולות לשנות את זווית הלהב יכול לגרום לה לפעול במצב עבודה נוח ביותר, להימנע מכיבוי כפוי ולהשיג יעילות גבוהה ושאיבת מים גבוהה.
בנוסף, כאשר היחידה מופעלת, ניתן לכוונן את זווית מיקום הלהב למינימום, מה שיכול להפחית את עומס ההתנעה של המנוע (כ-1/3 ~ 2/3 מההספק המדורג); לפני הכיבוי, ניתן לכוונן את זווית הלהב לערך קטן יותר, מה שיכול להפחית את מהירות הזרימה החוזרת ואת נפח המים של זרימת המים במשאבה במהלך הכיבוי, ולהפחית את נזקי הפגיעה של זרימת המים על הציוד.
בקיצור, להשפעת כוונון זווית הלהב יש משמעות: ① כוונון הזווית לערך קטן יותר מקל על ההפעלה והכיבוי; ② כוונון הזווית לערך גדול יותר מגביר את קצב הזרימה; ③ כוונון הזווית יכול לגרום ליחידת המשאבה לפעול בצורה חסכונית. ניתן לראות כי למתאם זווית הלהב תפקיד חשוב יחסית בתפעול ובניהול של תחנות שאיבה בינוניות וגדולות.
הגוף העיקרי של משאבת הזרימה המעורבת בעלת הציר המתכוונן במלואו מורכב משלושה חלקים: ראש המשאבה, הרגולטור והמנוע.
Ⅰ, ראש משאבה
המהירות הספציפית של משאבת הזרימה המעורבת הצירית המתכווננת במלואה היא 400~1600 (המהירות הספציפית המקובלת של משאבת הזרימה הצירית היא 700~1600), (המהירות הספציפית המקובלת של משאבת הזרימה המעורבת היא 400~800), והגובה הכללי הוא 0~30.6 מטר. ראש המשאבה מורכב בעיקר מצופר כניסת המים (מפרק התפשטות כניסת המים), חלקי הרוטור, חלקי תא האימפלר, גוף שבשבת ההנחיה, מושב המשאבה, מרפק, חלקי ציר המשאבה, חלקי אריזה וכו'. מבוא לרכיבים עיקריים:
1. רכיב הרוטור הוא הרכיב המרכזי בראש המשאבה. הוא מורכב מלהבים, גוף הרוטור, מוט משיכה תחתון, מיסב, זרוע ארכובה, מסגרת הפעלה, מוט חיבור וחלקים אחרים. לאחר ההרכבה הכוללת, מתבצעת בדיקת איזון סטטי. ביניהם, חומר הלהב הוא רצוי ZG0Cr13Ni4Mo (קשיות גבוהה ועמידות טובה בפני שחיקה), ועיבוד שבבי CNC מאומץ. החומר של החלקים הנותרים הוא בדרך כלל בעיקר ZG.
2. רכיבי תא האימפלר פתוחים באופן אינטגרלי במרכז, מהודקים באמצעות ברגים וממוקמים באמצעות פינים חרוטיים. החומר הוא רצוי ZG אינטגרלי, וחלק מהחלקים עשויים מפלדת אל-חלד מרופדת ZG+ (פתרון זה מורכב לייצור ונוטה לפגמי ריתוך, לכן יש להימנע ממנו ככל האפשר).
3. גוף שבלון ההנחיה. מכיוון שהמשאבה המתכווננת במלואה היא בעיקרה משאבה בקליבר בינוני עד גדול, נלקחים בחשבון קשיי היציקה, עלות הייצור והיבטים נוספים. באופן כללי, החומר המועדף הוא ZG+Q235B. שבלון ההנחיה יצוק בחתיכה אחת, ואוגן המעטפת עשוי פלדת Q235B. השניים מרותכים ולאחר מכן מעובדים.
4. ציר משאבה: משאבה מתכווננת לחלוטין היא בדרך כלל ציר חלול עם מבני אוגן בשני הקצוות. החומר הוא רצוי מחושל 45 + ציפוי 30Cr13. הציפוי של מיסב כיוון המים והמילוי נועד בעיקר להגביר את קשיותו ולשפר את עמידות הבלאי.
II. מבוא לרכיבים העיקריים של הרגולטור
כיום, בשוק נעשה שימוש בעיקר בווסת הידראולי מובנה לזווית הלהב. הוא מורכב בעיקר משלושה חלקים: גוף מסתובב, מכסה וקופסת מערכת צג הבקרה.
1. גוף מסתובב: הגוף המסתובב מורכב ממושב תמיכה, גליל, מיכל דלק, יחידת כוח הידראולית, חיישן זווית, טבעת החלקה של ספק כוח וכו'.
כל הגוף המסתובב ממוקם על ציר המנוע הראשי ומסתובב באופן סינכרוני עם הציר. הוא מחובר לחלק העליון של ציר המנוע הראשי דרך אוגן ההרכבה.
אוגן ההרכבה מחובר למושב התומך.
נקודת המדידה של חיישן הזווית מותקנת בין מוט הבוכנה לשרוול מוט הקישור, וחיישן הזווית מותקן מחוץ לגליל הדלק.
טבעת ההחלקה של ספק הכוח מותקנת ומקובעת על מכסה מיכל הדלק, והחלק המסתובב שלה (רוטור) מסתובב באופן סינכרוני עם הגוף המסתובב. קצה הפלט על הרוטור מחובר ליחידת הכוח ההידראולית, חיישן הלחץ, חיישן הטמפרטורה, חיישן הזווית ומתג הגבול; חלק הסטטור של טבעת ההחלקה של ספק הכוח מחובר לבורג העצירה שעל המכסה, ושקע הסטטור מחובר למסוף במכסה הרגולטור;
מוט הבוכנה מחובר ברגים למוט הקישור של משאבת המים.
יחידת הכוח ההידראולית נמצאת בתוך מיכל הדלק, המספקת כוח לפעולת גליל הדלק.
על מיכל השמן מותקנות שתי טבעות הרמה לשימוש כאשר הווסת מונף.
2. כיסוי (נקרא גם גוף קבוע): מורכב משלושה חלקים. חלק אחד הוא הכיסוי החיצוני; החלק השני הוא כיסוי המכסה; החלק השלישי הוא חלון התצפית. הכיסוי החיצוני קבוע בחלק העליון של הכיסוי החיצוני של המנוע הראשי ומכסה את הגוף המסתובב.
3. תיבת מערכת תצוגת הבקרה (כפי שמוצג באיור 3): היא מורכבת מבקר בקרה (PLC), מסך מגע, ממסר, מגען, ספק כוח DC, כפתור, נורית חיווי וכו'. מסך המגע יכול להציג את זווית הלהב הנוכחית, הזמן, לחץ השמן ופרמטרים אחרים. למערכת הבקרה שתי פונקציות: בקרה מקומית ושלט רחוק. שני מצבי הבקרה מוחלפים באמצעות כפתור בעל שני מצבים בתיבת מערכת תצוגת הבקרה (המכונה "תיבת תצוגת בקרה", כפי שמופיע בהמשך).
3. השוואה ובחירה של מנועים סינכרוניים ואסינכרוניים
א. יתרונות וחסרונות של מנועים סינכרוניים
יתרונות:
1. פער האוויר בין הרוטור לסטטור גדול, וההתקנה וההתאמה נוחים.
2. פעולה חלקה ויכולת עומס יתר חזקה.
3. המהירות לא משתנה עם העומס.
4. יעילות גבוהה.
5. ניתן לקדם את מקדם ההספק. ניתן לספק הספק ריאקטיבי לרשת החשמל, ובכך לשפר את איכות רשת החשמל. בנוסף, כאשר מקדם ההספק מותאם ל-1 או קרוב אליו, הקריאה על מד הזרם תפחת מכיוון שהרכיב הריאקטיבי בזרם מצטמצם, דבר שאינו אפשרי עבור מנועים אסינכרוניים.
חסרונות:
1. הרוטור צריך להיות מופעל על ידי מכשיר עירור ייעודי.
2. העלות גבוהה.
3. התחזוקה מורכבת יותר.
ב. יתרונות וחסרונות של מנועים אסינכרוניים
יתרונות:
1. הרוטור אינו צריך להיות מחובר למקורות חשמל אחרים.
2. מבנה פשוט, משקל קל ועלות נמוכה.
3. תחזוקה קלה.
חסרונות:
1. יש לשאוב הספק ריאקטיבי מרשת החשמל, דבר שפוגע באיכות רשת החשמל.
2. מרווח האוויר בין הרוטור לסטטור קטן, וההתקנה וההתאמה אינם נוחים.
ג. בחירת מנועים
בחירת מנועים בעלי הספק מדורג של 1000 קילוואט ומהירות מדורג של 300 סל"ד צריכה להיקבע על סמך השוואות טכניות וכלכליות בהתאם לנסיבות ספציפיות.
1. בתעשיית שימור המים, כאשר ההספק המותקן נמוך מ-800 קילוואט, עדיפים מנועים אסינכרוניים. כאשר ההספק המותקן גדול מ-800 קילוואט, עדיפים מנועים סינכרוניים.
2. ההבדל העיקרי בין מנועים סינכרוניים למנועים אסינכרוניים הוא שיש סליל עירור על הרוטור, ויש צורך להגדיר מסך עירור של תיריסטור.
3. מחלקת אספקת החשמל של ארצי קובעת כי מקדם ההספק באספקת החשמל של המשתמש חייב להגיע מעל 0.90. למנועים סינכרוניים יש מקדם הספק גבוה ויכולים לעמוד בדרישות אספקת החשמל; בעוד שלמנועים אסינכרוניים יש מקדם הספק נמוך ואינם יכולים לעמוד בדרישות אספקת החשמל, ונדרש פיצוי הספק ריאקטיבי. לכן, תחנות שאיבה המצוידות במנועים אסינכרוניים בדרך כלל צריכות להיות מצוידות במסכי פיצוי הספק ריאקטיבי.
4. מבנה המנועים הסינכרוניים מורכב יותר מזה של המנועים האסינכרוניים. כאשר בפרויקט תחנת השאיבה צריך לקחת בחשבון את ייצור החשמל ואת אפנון הפאזה, יש לבחור מנועים סינכרוניים.
משאבות זרימה מעורבת ציריות מתכווננות לחלוטיןנמצאים בשימוש נרחב ביחידות אנכיות (ZLQ, HLQ, ZLQK), יחידות אופקיות (משופעות) (ZWQ, ZXQ, ZGQ), וניתן להשתמש בהן גם ביחידות LP בעלות הרמה נמוכה ובקוטר גדול.
זמן פרסום: 18 באוקטובר 2024