Pompa cu debit mixt cu arbore complet reglabil este un tip de pompă cu diametru mediu și mare care utilizează un dispozitiv de reglare a unghiului palelor pentru a acționa palele pompei în rotație, modificând astfel unghiul de poziționare a palelor pentru a obține modificări ale debitului și înălțimii de apă. Principalul mediu de transport este apa curată sau apele uzate ușoare la 0~50℃ (mediile speciale includ apa de mare și apa Fluviului Galben). Este utilizată în principal în domeniile proiectelor de conservare a apei, irigațiilor, drenajului și proiectelor de deviere a apei și este utilizată în multe proiecte naționale, cum ar fi Proiectul de Deviere a Apei Sud-Nord și Proiectul de Deviere a Râului Yangtze către Râul Huaihe.
Palele arborelui și ale pompei cu flux mixt sunt distorsionate spațial. Atunci când condițiile de funcționare ale pompei deviază de la punctul de proiectare, raportul dintre viteza circumferențială a marginilor interioare și exterioare ale palelor este distrus, ceea ce duce la neegalizarea portanței generate de pale (profiluri aerodinamice) la raze diferite, ceea ce face ca debitul de apă din pompă să fie turbulent și pierderea de apă să crească; cu cât este mai departe de punctul de proiectare, cu atât este mai mare gradul de turbulență al debitului de apă și cu atât este mai mare pierderea de apă. Pompele axiale și cu flux mixt au o înălțime de pompare redusă și o zonă de eficiență ridicată relativ îngustă. Modificarea înălțimii lor de lucru va duce la o reducere semnificativă a eficienței pompei. Prin urmare, pompele axiale și cu flux mixt, în general, nu pot utiliza strangulare, rotire și alte metode de reglare pentru a modifica performanța de funcționare în condițiile de funcționare; în același timp, deoarece costul reglării vitezei este prea mare, reglarea variabilă a vitezei este rar utilizată în funcționarea reală. Deoarece pompele axiale și cu flux mixt au un corp cu butuc mai mare, este convenabil să se instaleze pale și mecanisme de bielă a palelor care pot regla unghiul. Prin urmare, reglarea condițiilor de funcționare ale pompelor axiale și cu debit mixt adoptă de obicei o reglare variabilă a unghiului, ceea ce poate face ca pompele axiale și cu debit mixt să funcționeze în cele mai favorabile condiții de lucru.
Când diferența de nivel al apei în amonte și în aval crește (adică, înălțimea netă crește), unghiul de plasare a palelor este ajustat la o valoare mai mică. Menținând o eficiență relativ ridicată, debitul de apă este redus corespunzător pentru a preveni supraîncărcarea motorului; când diferența de nivel al apei în amonte și în aval scade (adică, înălțimea netă scade), unghiul de plasare a palelor este ajustat la o valoare mai mare pentru a încărca complet motorul și a permite pompei de apă să pompeze mai multă apă. Pe scurt, utilizarea pompelor cu arbore și cu debit mixt care pot modifica unghiul palelor poate face ca aceasta să funcționeze în cea mai favorabilă stare de funcționare, evitând oprirea forțată și atingând o eficiență ridicată și o pompare a apei de mare putere.
În plus, când unitatea este pornită, unghiul de poziționare a palei poate fi reglat la minim, ceea ce poate reduce sarcina de pornire a motorului (aproximativ 1/3~2/3 din puterea nominală); înainte de oprire, unghiul palei poate fi reglat la o valoare mai mică, ceea ce poate reduce viteza de reflux și volumul de apă din pompă în timpul opririi și poate reduce daunele provocate de debitul de apă asupra echipamentului.
Pe scurt, efectul reglării unghiului palei este semnificativ: ① Reglarea unghiului la o valoare mai mică facilitează pornirea și oprirea; ② Reglarea unghiului la o valoare mai mare crește debitul; ③ Reglarea unghiului poate face ca unitatea de pompare să funcționeze economic. Se poate observa că regulatorul de unghi al palei ocupă o poziție relativ importantă în funcționarea și gestionarea stațiilor de pompare medii și mari.
Corpul principal al pompei cu debit mixt cu arbore complet reglabil este alcătuit din trei părți: capul pompei, regulatorul și motorul.
Ⅰ, Capul pompei
Turația specifică a pompei axiale cu flux mixt complet reglabilă este de 400~1600 (turnația specifică convențională a pompei axiale este de 700~1600), (turnația specifică convențională a pompei cu flux mixt este de 400~800), iar înălțimea de pompare generală este de 0~30,6 m. Capul pompei este compus în principal din orificiul de admisie a apei (compensatorul de dilatație al admisiei apei), piesele rotorului, piesele camerei rotorului, corpul paletei de ghidare, scaunul pompei, cotul, piesele arborelui pompei, piesele de etanșare etc. Introducere în componentele cheie:
1. Componenta rotorului este componenta centrală a capului pompei. Aceasta constă din palete, corpul rotorului, tija de tracțiune inferioară, rulment, brațul manivelei, cadrul de operare, biela și alte piese. După asamblarea generală, se efectuează un test de echilibrare statică. Printre acestea, materialul paletei este de preferință ZG0Cr13Ni4Mo (duritate ridicată și rezistență bună la uzură), iar prelucrarea CNC este utilizată. Materialul celorlalte piese este, în general, în principal ZG.
2. Componentele camerei rotorului sunt deschise integral la mijloc, acestea fiind strânse cu șuruburi și poziționate cu știfturi conice. Materialul este de preferință ZG integral, iar unele piese sunt fabricate din oțel inoxidabil ZG + căptușit (această soluție este complexă de fabricat și predispusă la defecte de sudură, așa că trebuie evitată pe cât posibil).
3. Corpul paletei de ghidare. Deoarece pompa complet reglabilă este practic o pompă de calibru mediu spre mare, se iau în considerare dificultatea turnării, costul de fabricație și alte aspecte. În general, materialul preferat este ZG+Q235B. Paleta de ghidare este turnată dintr-o singură piesă, iar flanșa carcasei este din tablă de oțel Q235B. Cele două sunt sudate și apoi prelucrate.
4. Arborele pompei: Pompa complet reglabilă este în general un arbore gol cu structuri de flanșe la ambele capete. Materialul este de preferință forjat 45 + placare 30Cr13. Placarea la nivelul lagărului de ghidare a apei și a umpluturii are ca scop principal creșterea durității acestuia și îmbunătățirea rezistenței la uzură.
Ⅱ. Introducere în componentele principale ale regulatorului
În zilele noastre, pe piață se utilizează în principal regulatorul hidraulic încorporat pentru unghiul palei. Acesta este alcătuit în principal din trei părți: corpul rotativ, capacul și cutia sistemului de afișare a comenzii.
1. Corp rotativ: Corpul rotativ este alcătuit dintr-un scaun de susținere, un cilindru, un rezervor de combustibil, o unitate hidraulică, un senzor de unghi, un inel alunecător de alimentare etc.
Întregul corp rotativ este plasat pe arborele motorului principal și se rotește sincron cu arborele. Este fixat cu șuruburi la partea superioară a arborelui motorului principal prin flanșa de montare.
Flanșa de montare este conectată la scaunul de susținere.
Punctul de măsurare al senzorului de unghi este instalat între tija pistonului și bucșa tijei de direcție, iar senzorul de unghi este instalat în exteriorul cilindrului de combustibil.
Inelul colector de alimentare este instalat și fixat pe capacul rezervorului de combustibil, iar partea sa rotativă (rotorul) se rotește sincron cu corpul rotativ. Capătul de ieșire al rotorului este conectat la unitatea hidraulică, senzorul de presiune, senzorul de temperatură, senzorul de unghi și comutatorul de limită; partea statorică a inelului colector de alimentare este conectată la șurubul de oprire de pe capac, iar ieșirea statorului este conectată la terminalul din capacul regulatorului;
Tija pistonului este fixată cu șuruburi de tija de direcție a pompei de apă.
Unitatea hidraulică se află în interiorul rezervorului de combustibil, care furnizează energie pentru acțiunea cilindrului de combustibil.
Pe rezervorul de ulei sunt instalate două inele de ridicare pentru a fi utilizate atunci când regulatorul este ridicat.
2. Capac (numit și corp fix): Este alcătuit din trei părți. O parte este capacul exterior; a doua parte este capacul; a treia parte este fereastra de observare. Capacul exterior este fixat pe partea superioară a capacului exterior al motorului principal și acoperă corpul rotativ.
3. Cutia sistemului de afișare a comenzii (așa cum se arată în Figura 3): Aceasta constă din PLC, ecran tactil, releu, contactor, sursă de alimentare CC, buton, indicator luminos etc. Ecranul tactil poate afișa unghiul curent al lamei, timpul, presiunea uleiului și alți parametri. Sistemul de control are două funcții: control local și control de la distanță. Cele două moduri de control sunt comutate prin intermediul butonului cu două poziții de pe cutia sistemului de afișare a comenzii (denumită „cutie de afișare a comenzii”, aceeași mai jos).
3. Compararea și selecția motoarelor sincrone și asincrone
A. Avantajele și dezavantajele motoarelor sincrone
Avantaje:
1. Distanța dintre rotor și stator este mare, iar instalarea și reglarea sunt convenabile.
2. Funcționare lină și capacitate mare de supraîncărcare.
3. Viteza nu se modifică odată cu sarcina.
4. Eficiență ridicată.
5. Factorul de putere poate fi îmbunătățit. Rețeaua electrică poate furniza energie reactivă, îmbunătățind astfel calitatea acesteia. În plus, atunci când factorul de putere este ajustat la 1 sau aproape de acesta, citirea ampermetrului va scădea deoarece componenta reactivă a curentului este redusă, ceea ce este imposibil pentru motoarele asincrone.
Dezavantaje:
1. Rotorul trebuie alimentat de un dispozitiv de excitație dedicat.
2. Costul este ridicat.
3. Întreținerea este mai complicată.
B. Avantajele și dezavantajele motoarelor asincrone
Avantaje:
1. Rotorul nu trebuie conectat la alte surse de alimentare.
2. Structură simplă, greutate redusă și cost redus.
3. Întreținere ușoară.
Dezavantaje:
1. Energia reactivă trebuie extrasă din rețeaua electrică, ceea ce deteriorează calitatea rețelei electrice.
2. Distanța de aer dintre rotor și stator este mică, iar instalarea și reglarea sunt incomode.
C. Selecția motoarelor
Selectarea motoarelor cu o putere nominală de 1000 kW și o turație nominală de 300 rot/min trebuie determinată pe baza unor comparații tehnice și economice, în funcție de circumstanțele specifice.
1. În industria conservării apei, atunci când capacitatea instalată este sub 800 kW, se preferă motoarele asincrone. Când capacitatea instalată este mai mare de 800 kW, se preferă motoarele sincrone.
2. Principala diferență dintre motoarele sincrone și motoarele asincrone este că există o înfășurare de excitație pe rotor și trebuie configurat un ecran de excitație tiristor.
3. Departamentul de alimentare cu energie electrică al țării mele stipulează că factorul de putere la sursa de alimentare a utilizatorului trebuie să depășească 0,90. Motoarele sincrone au un factor de putere ridicat și pot îndeplini cerințele de alimentare cu energie electrică; în timp ce motoarele asincrone au un factor de putere scăzut și nu pot îndeplini cerințele de alimentare cu energie electrică, fiind necesară compensarea puterii reactive. Prin urmare, stațiile de pompare echipate cu motoare asincrone trebuie, în general, să fie echipate cu ecrane de compensare a puterii reactive.
4. Structura motoarelor sincrone este mai complexă decât cea a motoarelor asincrone. Atunci când proiectul stației de pompare trebuie să ia în considerare generarea de energie și modulația de fază, trebuie selectate motoare sincrone.
Pompe axiale cu debit mixt complet reglabilesunt utilizate pe scară largă în unități verticale (ZLQ, HLQ, ZLQK), unități orizontale (înclinate) (ZWQ, ZXQ, ZGQ) și pot fi utilizate și în unități LP cu ridicare mică și diametru mare.
Data publicării: 18 oct. 2024