De volledig verstelbare aspomp voor gemengde stroming is een pomptype met een middelgrote tot grote diameter. Deze pomp maakt gebruik van een schoephoekversteller om de schoepen te laten roteren, waardoor de schoephoek verandert en zo debiet- en opvoerhoogteaanpassingen mogelijk zijn. Het belangrijkste medium dat getransporteerd wordt, is schoon water of licht afvalwater bij 0-50 °C (speciale media zijn onder andere zeewater en water uit de Gele Rivier). De pomp wordt voornamelijk gebruikt in waterbeheerprojecten, irrigatie-, drainage- en wateromleidingsprojecten en is onderdeel van vele nationale projecten, zoals het Zuid-Noord Wateromleidingsproject en het Yangtze-Huaihe-rivieromleidingsproject.
De schoepen van een as- en gemengde-stroompomp vertonen ruimtelijke vervorming. Wanneer de bedrijfsomstandigheden van de pomp afwijken van het ontwerppunt, wordt de verhouding tussen de omtreksnelheid van de binnen- en buitenrand van de schoepen verstoord. Hierdoor is de door de schoepen (vleugelprofielen) gegenereerde liftkracht bij verschillende radii niet langer gelijk, wat leidt tot turbulentie in de waterstroom en een toename van het waterverlies. Hoe verder de afwijking van het ontwerppunt, hoe groter de mate van turbulentie en hoe groter het waterverlies. Axiale en gemengde-stroompompen hebben een lage opvoerhoogte en een relatief smal hoogrendementsgebied. Een verandering van de opvoerhoogte leidt tot een aanzienlijke vermindering van het rendement van de pomp. Daarom kunnen axiale en gemengde-stroompompen over het algemeen niet worden aangepast door middel van smoorkleppen, toerentalregeling of andere regelmethoden. Tegelijkertijd wordt variabele snelheidsregeling zelden toegepast in de praktijk, omdat de kosten hiervan te hoog zijn. Omdat axiale en gemengde stromingspompen een grotere naaf hebben, is het eenvoudig om schoepen en schoepdrijfstangmechanismen te installeren waarmee de hoek kan worden aangepast. Daarom wordt de werkingsconditie van axiale en gemengde stromingspompen meestal aangepast met behulp van een variabele hoekverstelling, waardoor de pompen onder de meest gunstige omstandigheden kunnen werken.
Wanneer het waterpeilverschil tussen stroomopwaarts en stroomafwaarts toeneemt (dat wil zeggen, de netto opvoerhoogte stijgt), wordt de schoephoek aangepast naar een kleinere waarde. Met behoud van een relatief hoog rendement wordt de waterstroom op passende wijze verlaagd om overbelasting van de motor te voorkomen. Wanneer het waterpeilverschil tussen stroomopwaarts en stroomafwaarts afneemt (dat wil zeggen, de netto opvoerhoogte daalt), wordt de schoephoek aangepast naar een grotere waarde om de motor volledig te belasten en de waterpomp meer water te laten verpompen. Kortom, het gebruik van as- en gemengde-stroompompen waarbij de schoephoek kan worden aangepast, zorgt ervoor dat de pomp in de meest gunstige bedrijfstoestand werkt, waardoor gedwongen stilstand wordt voorkomen en een hoog rendement en een grote waterverplaatsing worden bereikt.
Bovendien kan bij het opstarten van de unit de hoek van de schoepen tot het minimum worden ingesteld, waardoor de startbelasting van de motor wordt verminderd (ongeveer 1/3 tot 2/3 van het nominale vermogen). Vóór het uitschakelen kan de schoepenhoek verder worden verkleind, waardoor de terugstroomsnelheid en het watervolume in de pomp tijdens het uitschakelen worden verminderd en de schade door de waterstroom aan de apparatuur wordt beperkt.
Kortom, het effect van het afstellen van de schoephoek is significant: ① Het verkleinen van de hoek vergemakkelijkt het starten en stoppen; ② Het vergroten van de hoek verhoogt de doorstroomsnelheid; ③ Het afstellen van de hoek kan de pompunit zuiniger laten draaien. Het is duidelijk dat de schoephoekversteller een relatief belangrijke rol speelt in de werking en het beheer van middelgrote en grote pompstations.
Het hoofdgedeelte van de volledig verstelbare as-mengstroompomp bestaat uit drie delen: de pompkop, de regelaar en de motor.
I. Pompkop
Het specifieke toerental van de volledig regelbare axiale gemengde-stroompomp ligt tussen de 400 en 1600 tpm (het conventionele specifieke toerental van de axiale pomp ligt tussen de 700 en 1600 tpm), (het conventionele specifieke toerental van de gemengde-stroompomp ligt tussen de 400 en 800 tpm), en de opvoerhoogte bedraagt doorgaans 0 tot 30,6 meter. De pompkop bestaat hoofdzakelijk uit de waterinlaathoorn (waterinlaatexpansievoeg), rotoronderdelen, waaierkameronderdelen, geleideschoephuis, pompzitting, bocht, pompasonderdelen, pakkingonderdelen, enz. Inleiding tot de belangrijkste componenten:
1. De rotor is het kernonderdeel van de pompkop. Deze bestaat uit schoepen, rotorlichaam, onderste trekstang, lagers, krukarm, bedieningsframe, drijfstang en andere onderdelen. Na de volledige montage wordt een statische balanstest uitgevoerd. Het materiaal van de schoepen is bij voorkeur ZG0Cr13Ni4Mo (hoge hardheid en goede slijtvastheid) en er wordt gebruik gemaakt van CNC-bewerking. Het materiaal van de overige onderdelen is over het algemeen voornamelijk ZG.
2. De componenten van de waaierkamer zijn in het midden integraal open, vastgezet met bouten en gepositioneerd met conische pinnen. Het materiaal is bij voorkeur integraal ZG, en sommige onderdelen zijn gemaakt van ZG + bekleed roestvrij staal (deze oplossing is complex om te produceren en gevoelig voor lasfouten, dus deze moet zoveel mogelijk worden vermeden).
3. Geleidingsschoepbehuizing. Omdat de volledig regelbare pomp in principe een pomp met een middelgrote tot grote diameter is, wordt rekening gehouden met de moeilijkheidsgraad van het gieten, de productiekosten en andere aspecten. Over het algemeen is het voorkeursmateriaal ZG+Q235B. De geleidingsschoep wordt in één stuk gegoten en de flens van de behuizing is gemaakt van Q235B-staalplaat. De twee delen worden aan elkaar gelast en vervolgens verder bewerkt.
4. Pompas: De volledig verstelbare pomp is over het algemeen een holle as met flensconstructies aan beide uiteinden. Het materiaal is bij voorkeur gesmeed 45 + bekleding 30Cr13. De bekleding bij het watergeleidingslager en de vulling dient voornamelijk om de hardheid te verhogen en de slijtvastheid te verbeteren.
II. Inleiding tot de belangrijkste onderdelen van de regelaar
Tegenwoordig wordt de ingebouwde hydraulische bladhoekregelaar veelvuldig gebruikt. Deze bestaat hoofdzakelijk uit drie onderdelen: een draaiend gedeelte, een behuizing en een bedieningskast met display.
1. Draaiend lichaam: Het draaiende lichaam bestaat uit een steunplaat, een cilinder, een brandstoftank, een hydraulische krachtbron, een hoeksensor, een sleepring voor de stroomvoorziening, enz.
Het complete roterende onderdeel is op de hoofdas van de motor geplaatst en draait synchroon met de as. Het is met bouten aan de bovenkant van de hoofdas van de motor bevestigd via de montageflens.
De montageflens is verbonden met de steunzitting.
Het meetpunt van de hoeksensor is geplaatst tussen de zuigerstang en de stuurstangbus, en de hoeksensor is buiten de brandstofcilinder gemonteerd.
De sleepring van de voeding is gemonteerd en bevestigd op het deksel van de brandstoftank. Het roterende deel (de rotor) ervan draait synchroon met het roterende lichaam. De uitgang van de rotor is verbonden met de hydraulische krachtbron, de druksensor, de temperatuursensor, de hoeksensor en de eindschakelaar. Het statorgedeelte van de sleepring is verbonden met de aanslagschroef op het deksel, en de statoruitgang is verbonden met de aansluiting in het deksel van de regelaar.
De zuigerstang is vastgeschroefd aan de trekstang van de waterpomp.
De hydraulische krachtbron bevindt zich in de brandstoftank en levert de energie voor de werking van de brandstofcilinder.
Aan de olietank zijn twee hijsogen bevestigd die gebruikt kunnen worden bij het omhoog hijsen van de regelaar.
2. Behuizing (ook wel vast onderdeel genoemd): Deze bestaat uit drie delen. Het eerste deel is de buitenkap; het tweede deel is de binnenkap; het derde deel is het kijkvenster. De buitenkap is bevestigd bovenop de buitenkap van de hoofdmotor en bedekt het roterende deel.
3. Bedieningspaneel (zoals weergegeven in figuur 3): Dit paneel bestaat uit een PLC, touchscreen, relais, contactor, DC-voeding, draaiknop, indicatielampje, enz. Op het touchscreen kunnen de actuele bladhoek, tijd, oliedruk en andere parameters worden weergegeven. Het besturingssysteem heeft twee functies: lokale bediening en bediening op afstand. De twee bedieningsmodi worden geschakeld met behulp van de tweestandenknop op het bedieningspaneel (hierna "bedieningspaneel" genoemd).
3. Vergelijking en selectie van synchrone en asynchrone motoren
A. Voordelen en nadelen van synchrone motoren
Voordelen:
1. De luchtspleet tussen de rotor en de stator is groot, waardoor installatie en afstelling eenvoudig zijn.
2. Soepele werking en een hoog overbelastingsvermogen.
3. De snelheid verandert niet met de belasting.
4. Hoog rendement.
5. De arbeidsfactor kan worden verhoogd. Reactief vermogen kan aan het elektriciteitsnet worden geleverd, waardoor de kwaliteit van het net verbetert. Bovendien zal de aflezing op de ampèremeter afnemen wanneer de arbeidsfactor wordt ingesteld op 1 of bijna 1, omdat de reactieve component in de stroom wordt verminderd. Dit is echter onmogelijk voor asynchrone motoren.
Nadelen:
1. De rotor moet worden aangedreven door een speciaal daarvoor bestemd excitatieapparaat.
2. De kosten zijn hoog.
3. Het onderhoud is ingewikkelder.
B. Voordelen en nadelen van asynchrone motoren
Voordelen:
1. De rotor hoeft niet op andere stroombronnen aangesloten te worden.
2. Eenvoudige structuur, lichtgewicht en lage kosten.
3. Gemakkelijk te onderhouden.
Nadelen:
1. Er moet reactief vermogen aan het elektriciteitsnet worden onttrokken, wat de kwaliteit van het elektriciteitsnet verslechtert.
2. De luchtspleet tussen de rotor en de stator is klein, waardoor installatie en afstelling lastig zijn.
C. Keuze van motoren
De keuze voor motoren met een nominaal vermogen van 1000 kW en een nominaal toerental van 300 tpm moet worden bepaald op basis van technische en economische vergelijkingen, afhankelijk van de specifieke omstandigheden.
1. In de waterbeheersector hebben asynchrone motoren de voorkeur wanneer het geïnstalleerde vermogen lager is dan 800 kW. Wanneer het geïnstalleerde vermogen hoger is dan 800 kW, hebben synchrone motoren de voorkeur.
2. Het belangrijkste verschil tussen synchrone motoren en asynchrone motoren is dat er een bekrachtigingswikkeling op de rotor aanwezig is en dat er een thyristorbekrachtigingsscherm moet worden geconfigureerd.
3. De elektriciteitsmaatschappij van mijn land schrijft voor dat de arbeidsfactor van de stroomvoorziening van de gebruiker hoger moet zijn dan 0,90. Synchrone motoren hebben een hoge arbeidsfactor en kunnen aan de eisen van de stroomvoorziening voldoen; asynchrone motoren hebben daarentegen een lage arbeidsfactor en kunnen niet aan de eisen voldoen, waardoor reactieve vermogenscompensatie nodig is. Daarom moeten pompstations die zijn uitgerust met asynchrone motoren over het algemeen voorzien zijn van schermen voor reactieve vermogenscompensatie.
4. De structuur van synchrone motoren is complexer dan die van asynchrone motoren. Wanneer bij het pompstationproject rekening moet worden gehouden met energieopwekking en fasemodulatie, moeten synchrone motoren worden gekozen.
Volledig instelbare axiale gemengde-stroompompenZe worden veelvuldig gebruikt in verticale units (ZLQ, HLQ, ZLQK), horizontale (schuine) units (ZWQ, ZXQ, ZGQ) en kunnen ook worden toegepast in LP-units met een lage lift en grote diameter.
Geplaatst op: 18 oktober 2024