La pompe à débit mixte à arbre entièrement réglable est un type de pompe de diamètre moyen et grand qui utilise un dispositif de réglage de l'angle des pales pour entraîner la rotation des pales de la pompe, modifiant ainsi l'angle de placement des pales pour obtenir des changements de débit et de tête. Le principal fluide de transport est de l'eau propre ou des eaux usées légères à 0 ~ 50 ℃ (les fluides spéciaux incluent l'eau de mer et l'eau du fleuve Jaune). Il est principalement utilisé dans les domaines des projets de conservation de l'eau, des projets d'irrigation, de drainage et de détournement de l'eau, et est utilisé dans de nombreux projets nationaux tels que le projet de détournement de l'eau du sud vers le nord et le projet de détournement du fleuve Yangtze vers le fleuve Huaihe.
Les pales de l'arbre et de la pompe à flux mixte sont déformées dans l'espace. Lorsque les conditions de fonctionnement de la pompe s'écartent du point de conception, le rapport entre la vitesse circonférentielle des bords intérieur et extérieur des pales est détruit, ce qui fait que la portance générée par les pales (voiles) à différents rayons n'est plus égale, provoquant ainsi une turbulence du débit d'eau dans la pompe et une augmentation de la perte d'eau ; plus on s'éloigne du point de conception, plus le degré de turbulence de l'écoulement de l'eau et plus la perte d'eau est importante. Les pompes axiales et à flux mixte ont une faible hauteur manométrique et une zone à haut rendement relativement étroite. Le changement de leur hauteur de travail entraînera une réduction significative de l'efficacité de la pompe. Par conséquent, les pompes axiales et à débit mixte ne peuvent généralement pas utiliser d'étranglement, de rotation et d'autres méthodes de réglage pour modifier les performances de fonctionnement des conditions de fonctionnement ; dans le même temps, le coût de la régulation de vitesse étant trop élevé, la régulation de vitesse variable est rarement utilisée dans le fonctionnement réel. Étant donné que les pompes axiales et à débit mixte ont un corps de moyeu plus grand, il est pratique d'installer des pales et des mécanismes de bielle à pales avec des angles réglables. Par conséquent, le réglage des conditions de travail des pompes à débit axial et mixte adopte généralement un réglage d'angle variable, ce qui permet aux pompes axiales et à débit mixte de fonctionner dans les conditions de travail les plus favorables.
Lorsque la différence de niveau d'eau en amont et en aval augmente (c'est-à-dire que la hauteur d'eau nette augmente), l'angle de placement de la lame est ajusté à une valeur plus petite. Tout en maintenant un rendement relativement élevé, le débit d'eau est réduit de manière appropriée pour empêcher la surcharge du moteur ; lorsque la différence de niveau d'eau en amont et en aval diminue (c'est-à-dire que la hauteur d'eau nette diminue), l'angle de placement de la lame est ajusté à une valeur plus grande pour charger complètement le moteur et permettre à la pompe à eau de pomper plus d'eau. En bref, l'utilisation de pompes à arbre et à débit mixte qui peuvent modifier l'angle des pales peut les faire fonctionner dans l'état de fonctionnement le plus favorable, évitant un arrêt forcé et atteignant un rendement élevé et un pompage d'eau élevé.
De plus, lorsque l'unité démarre, l'angle de placement des pales peut être ajusté au minimum, ce qui peut réduire la charge de démarrage du moteur (environ 1/3~2/3 de la puissance nominale) ; avant l'arrêt, l'angle de la lame peut être ajusté à une valeur plus petite, ce qui peut réduire la vitesse de reflux et le volume d'eau du débit d'eau dans la pompe pendant l'arrêt, et réduire les dommages dus à l'impact du débit d'eau sur l'équipement.
En bref, l'effet du réglage de l'angle de la lame est significatif : ① Le réglage de l'angle à une valeur plus petite facilite le démarrage et l'arrêt ; ② Ajuster l'angle à une valeur plus grande augmente le débit ; ③ Le réglage de l'angle peut permettre à l'unité de pompe de fonctionner de manière économique. On constate que le régleur d'angle de lame occupe une place relativement importante dans l'exploitation et la gestion des stations de pompage moyennes et grandes.
Le corps principal de la pompe à débit mixte à arbre entièrement réglable se compose de trois parties : la tête de pompe, le régulateur et le moteur.
1. Tête de pompe
La vitesse spécifique de la pompe à débit mixte axial entièrement réglable est de 400 à 1 600 (la vitesse spécifique conventionnelle de la pompe à débit axial est de 700 à 1 600), (la vitesse spécifique conventionnelle de la pompe à débit mixte est de 400 à 800) et la vitesse spécifique générale. la tête est de 0 à 30,6 m. La tête de pompe est principalement composée du cornet d'entrée d'eau (joint de dilatation d'entrée d'eau), des pièces du rotor, des pièces de la chambre de la turbine, du corps de l'aube directrice, du siège de la pompe, du coude, des pièces de l'arbre de la pompe, des pièces de garniture, etc. Introduction aux composants clés :
1. Le composant du rotor est le composant central de la tête de pompe, qui est composé de pales, du corps du rotor, de la tige de traction inférieure, du roulement, du bras de manivelle, du cadre de fonctionnement, de la bielle et d'autres pièces. Après l'assemblage global, un test d'équilibre statique est effectué. Parmi eux, le matériau de la lame est de préférence ZG0Cr13Ni4Mo (haute dureté et bonne résistance à l'usure), et l'usinage CNC est adopté. Le matériau des pièces restantes est généralement principalement du ZG.
2. Les composants de la chambre de la turbine sont intégralement ouverts au milieu, qui sont serrés avec des boulons et positionnés avec des broches coniques. Le matériau est de préférence intégral en ZG, et certaines pièces sont en acier inoxydable doublé ZG+ (cette solution est complexe à fabriquer et sujette aux défauts de soudure, elle est donc à éviter au maximum).
3. Corps de l'aube directrice. Étant donné que la pompe entièrement réglable est essentiellement une pompe de moyen à gros calibre, la difficulté de coulée, le coût de fabrication et d’autres aspects sont pris en compte. Généralement, le matériau préféré est le ZG+Q235B. L'aube directrice est moulée en une seule pièce et la bride de coque est en tôle d'acier Q235B. Les deux sont soudés puis traités.
4. Arbre de pompe : La pompe entièrement réglable est généralement un arbre creux avec des structures à bride aux deux extrémités. Le matériau est de préférence forgé 45 + gainage 30Cr13. Le revêtement du palier et du remplissage du guide d'eau vise principalement à augmenter sa dureté et à améliorer sa résistance à l'usure.
C'est vrai. Introduction aux principaux composants du régulateur
Le régulateur hydraulique d’angle de lame intégré est principalement utilisé sur le marché aujourd’hui. Il se compose principalement de trois parties : un corps rotatif, un couvercle et un boîtier de système d'affichage de commande.
1. Corps rotatif : Le corps rotatif se compose d'un siège de support, d'un cylindre, d'un réservoir de carburant, d'une centrale hydraulique, d'un capteur d'angle, d'une bague collectrice d'alimentation, etc.
L'ensemble du corps rotatif est placé sur l'arbre du moteur principal et tourne de manière synchrone avec l'arbre. Il est boulonné au sommet de l'arbre du moteur principal à travers la bride de montage.
La bride de montage est reliée au siège de support.
Le point de mesure du capteur d'angle est installé entre la tige de piston et le manchon de biellette de direction, et le capteur d'angle est installé à l'extérieur du cylindre d'huile.
La bague collectrice d'alimentation est installée et fixée sur le couvercle du réservoir d'huile, et sa partie rotative (rotor) tourne de manière synchrone avec le corps rotatif. L'extrémité de sortie du rotor est connectée à l'unité de puissance hydraulique, au capteur de pression, au capteur de température, au capteur d'angle et au fin de course ; la partie stator de la bague collectrice d'alimentation est connectée à la vis d'arrêt sur le couvercle, et la sortie du stator est connectée à la borne dans le couvercle du régulateur ;
La tige du piston est boulonnée aupompe à eautirant.
Le groupe hydraulique se trouve à l’intérieur du réservoir d’huile, qui alimente l’action du vérin d’huile.
Deux anneaux de levage sont installés sur le réservoir d'huile pour être utilisés lors du levage du régulateur.
2. Couvercle (également appelé corps fixe) : Il est composé de trois parties. Une partie est la couverture extérieure ; la deuxième partie est la couverture ; la troisième partie est la fenêtre d'observation. Le couvercle extérieur est installé et fixé sur le dessus du couvercle extérieur du moteur principal pour recouvrir le corps rotatif.
3. Boîtier du système d'affichage de contrôle (comme le montre la figure 3) : il se compose d'un automate programmable, d'un écran tactile, d'un relais, d'un contacteur, d'une alimentation CC, d'un bouton, d'un voyant lumineux, etc. L'écran tactile peut afficher l'angle actuel de la lame, l'heure, l'huile. pression et autres paramètres. Le système de contrôle a deux fonctions : contrôle local et contrôle à distance. Les deux modes de contrôle sont commutés via le bouton à deux positions sur le boîtier du système d'affichage de contrôle (appelé « boîtier d'affichage de contrôle », le même ci-dessous).
三. Comparaison et sélection de moteurs synchrones et asynchrones
A. Avantages et inconvénients des moteurs synchrones
Avantages :
1. L'entrefer entre le rotor et le stator est grand et l'installation et le réglage sont pratiques.
2. Fonctionnement fluide et forte capacité de surcharge.
3. La vitesse ne change pas avec la charge.
4. Haute efficacité.
5. Le facteur de puissance peut être avancé. De la puissance réactive peut être fournie au réseau électrique, améliorant ainsi la qualité du réseau électrique. De plus, lorsque le facteur de puissance est ajusté à 1 ou proche de celui-ci, la lecture de l'ampèremètre diminuera en raison de la réduction de la composante réactive du courant, ce qui est impossible pour les moteurs asynchrones.
Inconvénients :
1. Le rotor doit être alimenté par un dispositif d’excitation dédié.
2. Le coût est élevé.
3. La maintenance est plus compliquée.
B. Avantages et inconvénients des moteurs asynchrones
Avantages :
1. Le rotor n'a pas besoin d'être connecté à d'autres sources d'alimentation.
2. Structure simple, légère et faible coût.
3. Entretien facile.
Inconvénients :
1. La puissance réactive doit être prélevée sur le réseau électrique, ce qui détériore la qualité du réseau électrique.
2. L'entrefer entre le rotor et le stator est petit et l'installation et le réglage ne sont pas pratiques.
C. Sélection des moteurs
La sélection de moteurs d'une puissance nominale de 1 000 kW et d'une vitesse nominale de 300 tr/min doit être déterminée sur la base de comparaisons techniques et économiques en fonction de conditions spécifiques.
1. Dans le secteur de la conservation de l'eau, lorsque la capacité installée est généralement inférieure à 800 kW, les moteurs asynchrones sont préférés, et lorsque la capacité installée est supérieure à 800 kW, les moteurs synchrones ont tendance à être sélectionnés.
2. La principale différence entre les moteurs synchrones et les moteurs asynchrones est qu'il y a un enroulement d'excitation sur le rotor et qu'un écran d'excitation à thyristor doit être configuré.
3. Le service d'alimentation électrique de mon pays stipule que le facteur de puissance de l'alimentation électrique de l'utilisateur doit atteindre 0,90 ou plus. Les moteurs synchrones ont un facteur de puissance élevé et peuvent répondre aux exigences d'alimentation électrique ; tandis que les moteurs asynchrones ont un faible facteur de puissance et ne peuvent pas répondre aux exigences d'alimentation électrique, et une compensation réactive est nécessaire. Ainsi, les stations de pompage équipées de moteurs asynchrones doivent généralement être équipées de tamis de compensation réactifs.
4. La structure des moteurs synchrones est plus complexe que celle des moteurs asynchrones. Lorsqu'un projet de station de pompage doit prendre en compte à la fois la production d'électricité et la modulation de phase, un moteur synchrone doit être sélectionné.
Les pompes axiales à débit mixte entièrement réglables sont largement utilisées dansunités verticales(ZLQ, HLQ, ZLQK),unités horizontales (inclinées)(ZWQ, ZXQ, ZGQ), et peut également être utilisé dans les unités LP à faible levée et de grand diamètre.
Heure de publication : 30 août 2024