Bei der Mischströmungspumpe mit voll einstellbarer Welle handelt es sich um einen Pumpentyp mit mittlerem und großem Durchmesser, der mithilfe eines Flügelwinkeleinstellers die Pumpenflügel in Drehung versetzt und dadurch den Flügelanordnungswinkel ändert, um Durchfluss- und Förderhöhenänderungen zu erreichen. Das Hauptfördermedium ist sauberes Wasser oder leichtes Abwasser bei 0~50℃ (spezielle Medien sind Meerwasser und Wasser des Gelben Flusses). Es wird hauptsächlich in den Bereichen Wasserschutzprojekte, Bewässerung, Entwässerung und Wasserumleitungsprojekte sowie in vielen nationalen Projekten wie dem Süd-Nord-Wasserumleitungsprojekt und dem Jangtse-Fluss-Huaihe-Umleitungsprojekt eingesetzt.
Die Schaufeln der Welle und der Mischpumpe sind räumlich verzerrt. Wenn die Betriebsbedingungen der Pumpe vom Auslegungspunkt abweichen, wird das Verhältnis zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Innen- und Außenkanten der Schaufeln zerstört, was dazu führt, dass der von den Schaufeln (Schaufeln) erzeugte Auftrieb bei unterschiedlichen Radien nicht mehr gleich ist. Dadurch wird der Wasserfluss in der Pumpe turbulent und der Wasserverlust steigt; Je weiter vom Auslegungspunkt entfernt, desto größer ist der Turbulenzgrad der Wasserströmung und desto größer ist der Wasserverlust. Die Axial- und Mischpumpen haben eine niedrige Förderhöhe und eine relativ schmale Hochleistungszone. Die Änderung ihrer Arbeitshöhe führt zu einer erheblichen Verringerung der Effizienz der Pumpe. Daher können Axial- und Mischströmungspumpen im Allgemeinen keine Drossel-, Dreh- und andere Einstellmethoden verwenden, um die Arbeitsleistung der Betriebsbedingungen zu ändern. Gleichzeitig wird die variable Geschwindigkeitsregelung im tatsächlichen Betrieb selten eingesetzt, da die Kosten für die Geschwindigkeitsregelung zu hoch sind. Da Axial- und Mischpumpen einen größeren Nabenkörper haben, ist es praktisch, Schaufeln und Schaufelverbindungsstangenmechanismen zu installieren, die den Winkel einstellen können. Daher erfolgt die Einstellung der Arbeitsbedingungen von Axial- und Mischpumpen normalerweise über eine variable Winkeleinstellung, wodurch die Axial- und Mischpumpen unter den günstigsten Arbeitsbedingungen betrieben werden können.
Wenn der Wasserstandsunterschied stromaufwärts und stromabwärts zunimmt (d. h. die Nettofallhöhe zunimmt), wird der Blattanordnungswinkel auf einen kleineren Wert eingestellt. Unter Beibehaltung eines relativ hohen Wirkungsgrads wird der Wasserdurchfluss entsprechend reduziert, um eine Überlastung des Motors zu verhindern; Wenn der Wasserstandsunterschied zwischen Ober- und Unterlauf abnimmt (d. h. die Nettoförderhöhe abnimmt), wird der Schaufelplatzierungswinkel auf einen größeren Wert eingestellt, um den Motor voll zu belasten und der Wasserpumpe zu ermöglichen, mehr Wasser zu pumpen. Kurz gesagt: Durch den Einsatz von Wellen- und Mischströmungspumpen, die den Schaufelwinkel ändern können, kann der Betrieb im günstigsten Betriebszustand erfolgen, ein erzwungenes Abschalten vermieden und ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Wasserförderung erreicht werden.
Darüber hinaus kann beim Starten des Geräts der Klingenplatzierungswinkel auf das Minimum eingestellt werden, wodurch die Startlast des Motors verringert werden kann (ca. 1/3 bis 2/3 der Nennleistung); Vor dem Herunterfahren kann der Schaufelwinkel auf einen kleineren Wert eingestellt werden, wodurch die Rückflussgeschwindigkeit und das Wasservolumen des Wasserflusses in der Pumpe während des Herunterfahrens verringert und die Auswirkungen des Wasserflusses auf die Ausrüstung verringert werden können.
Kurz gesagt, die Wirkung der Blattwinkelverstellung ist erheblich: ① Die Einstellung des Winkels auf einen kleineren Wert erleichtert das Starten und Herunterfahren; ② Wenn Sie den Winkel auf einen größeren Wert einstellen, erhöht sich die Durchflussrate. ③ Durch die Winkelverstellung kann die Pumpeneinheit wirtschaftlich betrieben werden. Es ist ersichtlich, dass der Blattwinkelversteller eine relativ wichtige Position im Betrieb und Management mittlerer und großer Pumpstationen einnimmt.
Der Hauptkörper der Mischströmungspumpe mit voll verstellbarer Welle besteht aus drei Teilen: dem Pumpenkopf, dem Regler und dem Motor.
Ⅰ、Pumpenkopf
Die spezifische Drehzahl der voll einstellbaren axialen Mischstrompumpe beträgt 400 bis 1600 (die herkömmliche spezifische Drehzahl der Axialpumpe beträgt 700 bis 1600), (die herkömmliche spezifische Drehzahl der Mischstrompumpe beträgt 400 bis 800) und die allgemeine Die Fallhöhe beträgt 0 bis 30,6 m. Der Pumpenkopf besteht hauptsächlich aus dem Wassereinlasshorn (Wassereinlasskompensator), Rotorteilen, Laufradkammerteilen, Leitschaufelkörper, Pumpensitz, Kniestück, Pumpenwellenteilen, Packungsteilen usw. Einführung in die wichtigsten Komponenten:
1. Die Rotorkomponente ist die Kernkomponente im Pumpenkopf. Es besteht aus Rotorblättern, Rotorkörper, unterer Zugstange, Lager, Kurbelarm, Betätigungsrahmen, Pleuel und anderen Teilen. Nach der Gesamtmontage wird ein statischer Gleichgewichtstest durchgeführt. Unter diesen ist das Klingenmaterial vorzugsweise ZG0Cr13Ni4Mo (hohe Härte und gute Verschleißfestigkeit), und es wird eine CNC-Bearbeitung eingesetzt. Das Material der übrigen Teile ist im Allgemeinen hauptsächlich ZG.
2. Die Laufradkammerkomponenten sind in der Mitte vollständig geöffnet, werden mit Schrauben festgezogen und mit konischen Stiften positioniert. Das Material besteht vorzugsweise aus integralem ZG, und einige Teile bestehen aus ZG + ausgekleidetem Edelstahl (diese Lösung ist komplex in der Herstellung und anfällig für Schweißfehler, daher sollte sie so weit wie möglich vermieden werden).
3. Leitschaufelkörper. Da es sich bei der voll einstellbaren Pumpe grundsätzlich um eine Pumpe mittleren bis großen Kalibers handelt, werden die Schwierigkeit des Gießens, die Herstellungskosten und andere Aspekte berücksichtigt. Im Allgemeinen ist ZG+Q235B das bevorzugte Material. Die Leitschaufel ist aus einem Stück gegossen und der Gehäuseflansch besteht aus Q235B-Stahlblech. Die beiden werden verschweißt und anschließend bearbeitet.
4. Pumpenwelle: Die voll verstellbare Pumpe ist im Allgemeinen eine Hohlwelle mit Flanschstrukturen an beiden Enden. Das Material ist vorzugsweise geschmiedet 45 + Mantel 30Cr13. Die Plattierung am Wasserführungslager und Füllmaterial dient vor allem der Erhöhung der Härte und der Verbesserung der Verschleißfestigkeit.
Ⅱ. Einführung in die Hauptkomponenten des Reglers
Heutzutage wird auf dem Markt hauptsächlich der eingebaute hydraulische Blattwinkelregler verwendet. Es besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: Drehkörper, Abdeckung und Steueranzeigesystembox.
1. Rotierender Körper: Der rotierende Körper besteht aus einem Stützsitz, einem Zylinder, einem Kraftstofftank, einem Hydraulikaggregat, einem Winkelsensor, einem Schleifring für die Stromversorgung usw.
Der gesamte Drehkörper ist auf der Hauptmotorwelle platziert und dreht sich synchron mit der Welle. Es wird über den Montageflansch oben an der Hauptmotorwelle angeschraubt.
Der Montageflansch ist mit dem Stützsitz verbunden.
Der Messpunkt des Winkelsensors ist zwischen Kolbenstange und Spurstangenhülse eingebaut, der Winkelsensor ist außerhalb des Kraftstoffzylinders angebracht.
Der Stromversorgungs-Schleifring ist am Kraftstofftankdeckel installiert und befestigt, und sein rotierender Teil (Rotor) dreht sich synchron mit dem rotierenden Körper. Das Ausgangsende des Rotors ist mit dem Hydraulikaggregat, dem Drucksensor, dem Temperatursensor, dem Winkelsensor und dem Endschalter verbunden. Der Statorteil des Stromversorgungsschleifrings ist mit der Anschlagschraube an der Abdeckung verbunden, und der Statorausgang ist mit der Klemme in der Reglerabdeckung verbunden.
Die Kolbenstange ist mit der Zugstange der Wasserpumpe verschraubt.
Das Hydraulikaggregat befindet sich im Kraftstofftank und liefert Strom für den Kraftstoffzylinder.
Am Öltank sind zwei Heberinge angebracht, die beim Anheben des Reglers verwendet werden können.
2. Abdeckung (auch Festkörper genannt): Sie besteht aus drei Teilen. Ein Teil ist die Außenhülle; der zweite Teil ist die Abdeckung; Der dritte Teil ist das Beobachtungsfenster. Die Außenabdeckung ist oben auf der Außenabdeckung des Hauptmotors befestigt und deckt den rotierenden Körper ab.
3. Kontrollanzeigesystemkasten (wie in Abbildung 3 dargestellt): Er besteht aus SPS, Touchscreen, Relais, Schütz, Gleichstromversorgung, Knopf, Anzeigelampe usw. Der Touchscreen kann den aktuellen Blattwinkel, die Zeit und das Öl anzeigen Druck und andere Parameter. Das Steuerungssystem hat zwei Funktionen: lokale Steuerung und Fernbedienung. Die beiden Steuermodi werden über den Zwei-Positionen-Knopf am Steueranzeigesystemkasten (im Folgenden als „Steueranzeigekasten“ bezeichnet) umgeschaltet.
3. Vergleich und Auswahl von Synchron- und Asynchronmotoren
A. Vor- und Nachteile von Synchronmotoren
Vorteile:
1. Der Luftspalt zwischen Rotor und Stator ist groß und die Installation und Einstellung sind bequem.
2. Reibungsloser Betrieb und starke Überlastfähigkeit.
3. Die Geschwindigkeit ändert sich nicht mit der Last.
4. Hohe Effizienz.
5. Der Leistungsfaktor kann erweitert werden. Dem Stromnetz kann Blindleistung zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Qualität des Stromnetzes verbessert wird. Wenn der Leistungsfaktor außerdem auf 1 oder nahe daran eingestellt wird, verringert sich der Wert auf dem Amperemeter, da die Blindkomponente im Strom reduziert wird, was bei Asynchronmotoren nicht möglich ist.
Nachteile:
1. Der Rotor muss von einem speziellen Erregergerät angetrieben werden.
2. Die Kosten sind hoch.
3. Die Wartung ist komplizierter.
B. Vor- und Nachteile von Asynchronmotoren
Vorteile:
1. Der Rotor muss nicht an andere Stromquellen angeschlossen werden.
2. Einfache Struktur, geringes Gewicht und niedrige Kosten.
3. Einfache Wartung.
Nachteile:
1. Es muss Blindleistung aus dem Stromnetz bezogen werden, was die Qualität des Stromnetzes verschlechtert.
2. Der Luftspalt zwischen Rotor und Stator ist klein und Installation und Einstellung sind umständlich.
C. Auswahl der Motoren
Die Auswahl von Motoren mit einer Nennleistung von 1000 kW und einer Nenndrehzahl von 300 U/min sollte auf der Grundlage technischer und wirtschaftlicher Vergleiche unter Berücksichtigung spezifischer Umstände erfolgen.
1. In der Wasserwirtschaftsbranche werden Asynchronmotoren bevorzugt, wenn die installierte Leistung unter 800 kW liegt. Bei einer installierten Leistung von mehr als 800 kW werden Synchronmotoren bevorzugt.
2. Der Hauptunterschied zwischen Synchronmotoren und Asynchronmotoren besteht darin, dass sich am Rotor eine Erregerwicklung befindet und ein Thyristor-Erregerschirm konfiguriert werden muss.
3. Die Stromversorgungsbehörde meines Landes schreibt vor, dass der Leistungsfaktor an der Stromversorgung des Benutzers über 0,90 liegen muss. Synchronmotoren haben einen hohen Leistungsfaktor und können die Anforderungen der Stromversorgung erfüllen; Während Asynchronmotoren einen niedrigen Leistungsfaktor haben und die Anforderungen der Stromversorgung nicht erfüllen können, ist eine Blindleistungskompensation erforderlich. Daher müssen Pumpstationen mit Asynchronmotoren grundsätzlich mit Blindleistungskompensationsschirmen ausgestattet werden.
4. Der Aufbau von Synchronmotoren ist komplexer als der von Asynchronmotoren. Wenn das Pumpstationsprojekt Stromerzeugung und Phasenmodulation berücksichtigen muss, müssen Synchronmotoren ausgewählt werden.
Vollständig einstellbare axiale Mischströmungspumpenwerden häufig in vertikalen Einheiten (ZLQ, HLQ, ZLQK), horizontalen (geneigten) Einheiten (ZWQ, ZXQ, ZGQ) verwendet und können auch in LP-Einheiten mit niedrigem Hub und großem Durchmesser verwendet werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Okt. 2024