완전 조절식 샤프트 혼합 유량 펌프는 중대형 직경의 펌프 유형으로, 블레이드 각도 조절 장치를 사용하여 펌프 블레이드를 회전시켜 블레이드 배치 각도를 변경함으로써 유량 및 양정을 조절합니다. 주요 이송 매체는 0~50℃의 깨끗한 물 또는 가벼운 하수이며, 특수 매체로는 해수 및 황하수가 있습니다. 주로 수리 사업, 관개, 배수 및 용수 전환 사업 분야에 사용되며, 남북 용수 전환 사업 및 양쯔강-화이허 용수 전환 사업과 같은 많은 국가 사업에 적용되었습니다.
축류 펌프와 혼합류 펌프의 날개는 공간적으로 왜곡됩니다. 펌프의 작동 조건이 설계점에서 벗어나면 날개 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리의 원주 속도 비율이 깨져, 서로 다른 반경에 있는 날개(에어포일)에서 발생하는 양력이 더 이상 같지 않게 됩니다. 이로 인해 펌프 내부의 물 흐름이 난류화되고 물 손실이 증가합니다. 설계점에서 멀어질수록 물 흐름의 난류 정도가 커지고 물 손실도 증가합니다. 축류 펌프와 혼합류 펌프는 양정이 낮고 고효율 영역이 비교적 좁습니다. 따라서 작동 양정의 변화는 펌프 효율을 크게 감소시킵니다. 그러므로 축류 펌프와 혼합류 펌프는 일반적으로 스로틀링, 회전 등의 조정 방법을 사용하여 작동 조건의 성능을 변경할 수 없습니다. 또한 속도 조절 비용이 너무 높기 때문에 실제 작동에서는 가변 속도 조절이 거의 사용되지 않습니다. 축류 펌프와 혼합류 펌프는 허브 본체가 크기 때문에 각도 조절이 가능한 블레이드 및 블레이드 연결봉 메커니즘을 설치하기에 편리합니다. 따라서 축류 펌프와 혼합류 펌프의 작동 조건 조정에는 일반적으로 가변 각도 조정 방식이 채택되어 최적의 작동 조건에서 작동할 수 있습니다.
상류와 하류의 수위 차이가 증가하면(즉, 순 양정이 증가하면) 날개 배치 각도를 더 작은 값으로 조정합니다. 상대적으로 높은 효율을 유지하면서 모터 과부하를 방지하기 위해 유량을 적절히 줄입니다. 반대로 상류와 하류의 수위 차이가 감소하면(즉, 순 양정이 감소하면) 날개 배치 각도를 더 큰 값으로 조정하여 모터를 최대 부하로 가동하고 양수량을 늘립니다. 요컨대, 날개 각도를 변경할 수 있는 축류형 및 혼합류형 펌프를 사용하면 최적의 작동 상태로 운전하여 강제 정지를 방지하고 높은 효율과 높은 양수량을 달성할 수 있습니다.
또한, 장치를 가동할 때 날개 배치 각도를 최소로 조절할 수 있어 모터의 시동 부하를 줄일 수 있습니다(정격 출력의 약 1/3~2/3). 가동을 중지하기 전에는 날개 각도를 더 작은 값으로 조절할 수 있어 정지 시 펌프 내부의 역류 속도와 유량을 줄여 장비에 가해지는 물의 충격 손상을 최소화할 수 있습니다.
요약하자면, 날개 각도 조절의 효과는 매우 중요합니다. ① 각도를 작게 조절하면 시동 및 정지가 용이해집니다. ② 각도를 크게 조절하면 유량이 증가합니다. ③ 각도 조절을 통해 펌프 장치를 경제적으로 운전할 수 있습니다. 따라서 날개 각도 조절기는 중대형 펌프장의 운전 및 관리에 있어 비교적 중요한 위치를 차지합니다.
완전 조절식 샤프트 혼합 유량 펌프의 본체는 펌프 헤드, 조절기 및 모터의 세 부분으로 구성됩니다.
Ⅰ. 펌프 헤드
완전 조절식 축류 혼합유동 펌프의 비속도는 400~1600 rpm(기존 축류 펌프의 비속도는 700~1600 rpm), (기존 혼합유동 펌프의 비속도는 400~800 rpm)이며, 일반적인 양정은 0~30.6m입니다. 펌프 양정은 주로 급수관(급수관 팽창 이음매), 로터 부품, 임펠러 챔버 부품, 가이드 베인 본체, 펌프 시트, 엘보, 펌프 샤프트 부품, 패킹 부품 등으로 구성됩니다. 주요 구성 요소에 대한 소개:
1. 로터 부품은 펌프 헤드의 핵심 부품입니다. 로터는 블레이드, 로터 본체, 하부 풀로드, 베어링, 크랭크 암, 작동 프레임, 연결 로드 및 기타 부품으로 구성됩니다. 전체 조립 후 정적 균형 테스트를 수행합니다. 블레이드 재질은 ZG0Cr13Ni4Mo(높은 경도와 우수한 내마모성)가 바람직하며 CNC 가공을 채택합니다. 나머지 부품의 재질은 일반적으로 주로 ZG입니다.
2. 임펠러 챔버 구성품은 중앙이 일체형으로 개방되어 있으며, 볼트로 조이고 원추형 핀으로 고정됩니다. 재질은 가급적 일체형 ZG강을 사용하고, 일부 부품은 ZG강에 스테인리스강 라이닝을 입힌 재질을 사용합니다(단, 이 방식은 제조가 복잡하고 용접 결함이 발생하기 쉬우므로 가능한 한 피해야 합니다).
3. 가이드 베인 본체. 완전 조절식 펌프는 기본적으로 중대형 펌프이므로 주조 난이도, 제조 비용 등을 고려해야 합니다. 일반적으로 ZG+Q235B 재질이 선호됩니다. 가이드 베인은 일체형으로 주조하고, 쉘 플랜지는 Q235B 강판으로 제작하여 용접 후 가공합니다.
4. 펌프 샤프트: 완전 조절식 펌프는 일반적으로 양쪽 끝에 플랜지 구조가 있는 중공 샤프트입니다. 재질은 단조 45강에 30Cr13 클래딩을 하는 것이 바람직합니다. 워터 가이드 베어링과 필러 부분의 클래딩은 주로 경도를 높이고 내마모성을 향상시키기 위한 것입니다.
Ⅱ. 조절기의 주요 구성 요소 소개
현재 시중에서는 주로 날개 각도 유압 조절기가 내장형으로 사용됩니다. 이는 회전체, 커버, 제어 표시 시스템 박스의 세 부분으로 구성됩니다.
1. 회전체: 회전체는 지지대, 실린더, 연료탱크, 유압 동력 장치, 각도 센서, 전원 공급 슬립링 등으로 구성됩니다.
회전체 전체는 주 모터 샤프트에 장착되어 샤프트와 동기적으로 회전합니다. 장착 플랜지를 통해 주 모터 샤프트 상단에 볼트로 고정됩니다.
장착 플랜지는 지지 시트에 연결됩니다.
각도 센서의 측정 지점은 피스톤 로드와 타이 로드 슬리브 사이에 설치되며, 각도 센서 자체는 연료 실린더 외부에 설치됩니다.
전원 공급 슬립링은 연료 탱크 커버에 설치 및 고정되며, 회전부(로터)는 회전체와 동기적으로 회전합니다. 로터의 출력단은 유압 동력 장치, 압력 센서, 온도 센서, 각도 센서 및 리미트 스위치에 연결되고, 전원 공급 슬립링의 고정자는 커버의 스톱 스크류에 연결되며, 고정자 출력단은 레귤레이터 커버의 단자에 연결됩니다.
피스톤 로드는 워터 펌프 타이 로드에 볼트로 고정되어 있습니다.
유압 동력 장치는 연료 탱크 내부에 있으며, 연료 실린더의 작동에 필요한 동력을 제공합니다.
오일 탱크에는 조절기를 들어 올릴 때 사용할 수 있도록 두 개의 인양 고리가 설치되어 있습니다.
2. 커버(고정체라고도 함): 세 부분으로 구성됩니다. 첫 번째 부분은 외피이고, 두 번째 부분은 내부 커버이며, 세 번째 부분은 관찰창입니다. 외피는 주 모터의 외부 커버 상단에 고정되어 회전체를 덮습니다.
3. 제어 표시 시스템 박스(그림 3 참조): PLC, 터치스크린, 릴레이, 접촉기, DC 전원 공급 장치, 조절 노브, 표시등 등으로 구성됩니다. 터치스크린에는 현재 블레이드 각도, 시간, 유압 및 기타 매개변수를 표시할 수 있습니다. 제어 시스템은 로컬 제어와 원격 제어의 두 가지 기능을 제공합니다. 두 제어 모드는 제어 표시 시스템 박스(이하 "제어 표시 박스"라 함)에 있는 2단 조절 노브를 통해 전환됩니다.
3. 동기 모터와 비동기 모터의 비교 및 선택
A. 동기 전동기의 장점과 단점
장점:
1. 회전자와 고정자 사이의 공극이 넓어 설치 및 조정이 편리합니다.
2. 원활한 작동 및 강력한 과부하 용량.
3. 속도는 부하에 따라 변하지 않습니다.
4. 높은 효율성.
5. 역률을 향상시킬 수 있습니다. 무효 전력을 전력망에 공급함으로써 전력망 품질을 개선할 수 있습니다. 또한, 역률을 1 또는 그에 가깝게 조정하면 전류의 무효 성분이 감소하여 전류계 수치가 낮아지는데, 이는 비동기 모터에서는 불가능한 현상입니다.
단점:
1. 회전자는 전용 여자 장치에 의해 전력을 공급받아야 합니다.
2. 비용이 많이 든다.
3. 유지보수가 더 복잡합니다.
B. 비동기 모터의 장점과 단점
장점:
1. 회전자는 다른 전원에 연결할 필요가 없습니다.
2. 구조가 간단하고, 무게가 가벼우며, 가격이 저렴합니다.
3. 유지보수가 쉽습니다.
단점:
1. 무효 전력은 전력망에서 끌어와야 하므로 전력망의 품질이 저하됩니다.
2. 회전자와 고정자 사이의 공극이 작아 설치 및 조정이 불편합니다.
C. 모터 선택
정격 출력 1000kW, 정격 회전 속도 300r/min의 모터 선정은 특정 상황에 따른 기술적 및 경제적 비교를 바탕으로 결정해야 합니다.
1. 수자원 관리 산업에서 설치 용량이 800kW 미만일 경우에는 비동기 모터가 선호되고, 설치 용량이 800kW 이상일 경우에는 동기 모터가 선호됩니다.
2. 동기 전동기와 비동기 전동기의 주요 차이점은 회전자에 여자 권선이 있고, 사이리스터 여자 스크린을 구성해야 한다는 점입니다.
3. 우리나라 전력 공급 부서에서는 사용자의 전력 공급 역률이 0.90 이상이어야 한다고 규정하고 있습니다. 동기 모터는 역률이 높아 전력 공급 요구 사항을 충족할 수 있지만, 비동기 모터는 역률이 낮아 전력 공급 요구 사항을 충족할 수 없으며 무효 전력 보상이 필요합니다. 따라서 비동기 모터가 장착된 펌프 스테이션에는 일반적으로 무효 전력 보상 스크린을 설치해야 합니다.
4. 동기 전동기의 구조는 비동기 전동기보다 더 복잡합니다. 펌프 스테이션 프로젝트에서 발전과 위상 변조를 고려해야 하는 경우 동기 전동기를 선택해야 합니다.
완전 조절식 축류 혼합 유동 펌프수직형 유닛(ZLQ, HLQ, ZLQK), 수평형(경사형) 유닛(ZWQ, ZXQ, ZGQ)에 널리 사용되며, 저양력 및 대구경 LP 유닛에도 사용할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 10월 18일