La pompa a flusso misto con albero completamente regolabile è un tipo di pompa di diametro medio e grande che utilizza un regolatore dell'angolo delle pale per far ruotare le pale della pompa, modificando così l'angolo di posizionamento delle pale per ottenere variazioni di flusso e prevalenza. Il mezzo di trasporto principale è acqua pulita o liquami leggeri a 0~50 ℃ (mezzi speciali includono acqua di mare e acqua del fiume Giallo). Viene utilizzato principalmente nei campi dei progetti di tutela dell'acqua, di irrigazione, di drenaggio e di deviazione dell'acqua, ed è utilizzato in molti progetti nazionali come il progetto di deviazione dell'acqua da sud a nord e il progetto di deviazione del fiume Yangtze al fiume Huaihe.
Le pale dell'albero e della pompa a flusso misto sono spazialmente distorte. Quando le condizioni di funzionamento della pompa si discostano dal punto di progetto, il rapporto tra la velocità circonferenziale del bordo interno ed esterno delle pale viene distrutto, con il risultato che la portanza generata dalle pale (profili alari) a raggi diversi non è più uguale, provocando così una turbolenza del flusso d'acqua nella pompa e un aumento della perdita d'acqua; quanto più lontano è dal punto di progetto, tanto maggiore è il grado di turbolenza del flusso d'acqua e maggiore è la perdita d'acqua. Le pompe a flusso assiale e misto hanno prevalenza bassa e zona ad alta efficienza relativamente stretta. La modifica della loro prevalenza di lavoro causerà una significativa riduzione dell'efficienza della pompa. Pertanto, le pompe a flusso assiale e misto generalmente non possono utilizzare metodi di strozzamento, rotazione e altri metodi di regolazione per modificare le prestazioni di lavoro delle condizioni operative; allo stesso tempo, poiché il costo della regolazione della velocità è troppo elevato, la regolazione della velocità variabile viene utilizzata raramente nel funzionamento reale. Poiché le pompe a flusso assiale e misto hanno un corpo del mozzo più grande, è conveniente installare pale e meccanismi di biella delle pale in grado di regolare l'angolo. Pertanto, la regolazione delle condizioni di lavoro delle pompe a flusso assiale e misto adotta solitamente la regolazione dell'angolo variabile, che può far funzionare le pompe a flusso assiale e misto nelle condizioni di lavoro più favorevoli.
Quando la differenza del livello dell'acqua a monte e a valle aumenta (ovvero, aumenta la prevalenza netta), l'angolo di posizionamento della lama viene regolato su un valore inferiore. Pur mantenendo un rendimento relativamente elevato, la portata d'acqua viene opportunamente ridotta per evitare sovraccarichi del motore; quando la differenza di livello dell'acqua a monte e a valle diminuisce (ovvero, la prevalenza netta diminuisce), l'angolo di posizionamento della pala viene regolato su un valore maggiore per caricare completamente il motore e consentire alla pompa dell'acqua di pompare più acqua. In breve, l'uso di pompe ad albero e a flusso misto in grado di modificare l'angolo delle pale può farlo funzionare nello stato di funzionamento più favorevole, evitando arresti forzati e ottenendo un'elevata efficienza e un elevato pompaggio dell'acqua.
Inoltre, quando l'unità viene avviata, l'angolo di posizionamento della lama può essere regolato al minimo, riducendo così il carico iniziale del motore (circa 1/3~2/3 della potenza nominale); prima dello spegnimento, l'angolo della lama può essere regolato su un valore inferiore, il che può ridurre la velocità di riflusso e il volume dell'acqua del flusso d'acqua nella pompa durante lo spegnimento e ridurre il danno da impatto del flusso d'acqua sull'apparecchiatura.
In breve, l'effetto della regolazione dell'angolo della lama è significativo: ① La regolazione dell'angolo su un valore inferiore semplifica l'avvio e lo spegnimento; ② Regolando l'angolo su un valore maggiore si aumenta la portata; ③ La regolazione dell'angolo può far funzionare l'unità pompa in modo economico. Si può vedere che il regolatore dell'angolo della lama occupa una posizione relativamente importante nel funzionamento e nella gestione di stazioni di pompaggio di medie e grandi dimensioni.
Il corpo principale della pompa a flusso misto con albero completamente regolabile è costituito da tre parti: la testa della pompa, il regolatore e il motore.
Ⅰ、Testa della pompa
La velocità specifica della pompa a flusso misto assiale completamente regolabile è 400~1600 (la velocità specifica convenzionale della pompa a flusso assiale è 700~1600), (la velocità specifica convenzionale della pompa a flusso misto è 400~800) e la velocità generale la testa è 0~30,6 m. La testa della pompa è composta principalmente dal corno di ingresso dell'acqua (giunto di espansione dell'ingresso dell'acqua), parti del rotore, parti della camera della girante, corpo della pala guida, sede della pompa, gomito, parti dell'albero della pompa, parti dell'imballaggio, ecc. Introduzione ai componenti chiave:
1. Il componente del rotore è il componente principale della testa della pompa. È costituito da pale, corpo del rotore, tirante inferiore, cuscinetto, pedivella, telaio operativo, biella e altre parti. Dopo l'assemblaggio complessivo, viene eseguito un test di equilibrio statico. Tra questi, il materiale della lama è preferibilmente ZG0Cr13Ni4Mo (elevata durezza e buona resistenza all'usura) e viene adottata la lavorazione CNC. Il materiale delle restanti parti è generalmente principalmente ZG.
2. I componenti della camera della girante sono integralmente aperti al centro, serrati con bulloni e posizionati con perni conici. Il materiale è preferibilmente ZG integrale, e alcune parti sono realizzate in acciaio inossidabile rivestito ZG + (questa soluzione è complessa da produrre e soggetta a difetti di saldatura, quindi è da evitare il più possibile).
3. Corpo della pala guida. Poiché la pompa completamente regolabile è fondamentalmente una pompa di calibro medio-grande, vengono presi in considerazione la difficoltà di fusione, i costi di produzione e altri aspetti. Generalmente, il materiale preferito è ZG+Q235B. La pala guida è fusa in un unico pezzo e la flangia del guscio è in lamiera di acciaio Q235B. I due vengono saldati e poi lavorati.
4. Albero della pompa: la pompa completamente regolabile è generalmente un albero cavo con strutture flangiate su entrambe le estremità. Il materiale è preferibilmente forgiato 45 + cladding 30Cr13. Il rivestimento del cuscinetto e del riempitivo della guida dell'acqua serve principalmente ad aumentarne la durezza e migliorare la resistenza all'usura.
Ⅱ. Introduzione ai principali componenti del regolatore
Al giorno d'oggi, il regolatore idraulico dell'angolo della lama integrato viene utilizzato principalmente sul mercato. È costituito principalmente da tre parti: corpo rotante, coperchio e scatola del sistema di visualizzazione del controllo.
1. Corpo rotante: Il corpo rotante è costituito da una sede di supporto, un cilindro, un serbatoio del carburante, una centralina idraulica, un sensore angolare, un anello collettore di alimentazione, ecc.
L'intero corpo rotante è posizionato sull'albero motore principale e ruota in sincronia con l'albero. È imbullonato alla parte superiore dell'albero motore principale tramite la flangia di montaggio.
La flangia di montaggio è collegata al sedile di supporto.
Il punto di misurazione del sensore angolare è installato tra lo stelo del pistone e la bussola del tirante, mentre il sensore angolare è installato all'esterno del cilindro del carburante.
L'anello collettore dell'alimentatore è installato e fissato sul coperchio del serbatoio del carburante e la sua parte rotante (rotore) ruota in sincronia con il corpo rotante. L'estremità di uscita del rotore è collegata alla centralina idraulica, al sensore di pressione, al sensore di temperatura, al sensore angolare e al finecorsa; la parte dello statore dell'anello collettore dell'alimentatore è collegata alla vite di arresto sul coperchio e l'uscita dello statore è collegata al terminale nel coperchio del regolatore;
L'asta del pistone è imbullonata al tirante della pompa dell'acqua.
La centralina idraulica si trova all'interno del serbatoio del carburante, che fornisce potenza per l'azione del cilindro del carburante.
Sul serbatoio dell'olio sono installati due anelli di sollevamento da utilizzare quando il regolatore viene sollevato.
2. Copertura (chiamata anche corpo fisso): È composta da tre parti. Una parte è la copertura esterna; la seconda parte è la copertina; la terza parte è la finestra di osservazione. La copertura esterna è fissata sulla parte superiore della copertura esterna del motore principale e copre il corpo rotante.
3. Scatola del sistema di visualizzazione del controllo (come mostrato nella Figura 3): è composta da PLC, touch screen, relè, contattore, alimentatore CC, manopola, indicatore luminoso, ecc. Il touch screen può visualizzare l'angolo corrente della lama, l'ora, l'olio pressione e altri parametri. Il sistema di controllo ha due funzioni: controllo locale e controllo remoto. Le due modalità di controllo vengono commutate tramite la manopola a due posizioni sulla scatola del sistema di visualizzazione di controllo (denominata "scatola di visualizzazione di controllo", la stessa di seguito).
3. Confronto e selezione di motori sincroni e asincroni
A. Vantaggi e svantaggi dei motori sincroni
Vantaggi:
1. Il traferro tra il rotore e lo statore è ampio e l'installazione e la regolazione sono convenienti.
2. Funzionamento regolare e forte capacità di sovraccarico.
3. La velocità non cambia con il carico.
4. Alta efficienza.
5. Il fattore di potenza può essere aumentato. La potenza reattiva può essere fornita alla rete elettrica, migliorando così la qualità della rete elettrica. Inoltre, quando il fattore di potenza viene regolato su 1 o vicino ad esso, la lettura sull'amperometro diminuirà perché la componente reattiva della corrente viene ridotta, cosa impossibile per i motori asincroni.
Svantaggi:
1. Il rotore deve essere alimentato da un dispositivo di eccitazione dedicato.
2. Il costo è alto.
3. La manutenzione è più complicata.
B. Vantaggi e svantaggi dei motori asincroni
Vantaggi:
1. Non è necessario che il rotore sia collegato ad altre fonti di alimentazione.
2. Struttura semplice, peso leggero e basso costo.
3. Manutenzione facile.
Svantaggi:
1. La potenza reattiva deve essere prelevata dalla rete elettrica, il che deteriora la qualità della rete elettrica.
2. Il traferro tra il rotore e lo statore è piccolo e l'installazione e la regolazione sono scomode.
C. Scelta dei motori
La scelta dei motori con una potenza nominale di 1000 kW e una velocità nominale di 300 giri/min dovrebbe essere determinata sulla base di confronti tecnici ed economici in base a circostanze specifiche.
1. Nel settore della tutela dell'acqua, quando la capacità installata è inferiore a 800 kW, sono preferiti i motori asincroni. Quando la potenza installata è superiore a 800kW si preferiscono i motori sincroni.
2. La differenza principale tra motori sincroni e motori asincroni è che sul rotore è presente un avvolgimento di eccitazione e deve essere configurata una schermata di eccitazione a tiristore.
3. Il dipartimento di alimentazione del mio paese stabilisce che il fattore di potenza dell'alimentatore dell'utente deve essere superiore a 0,90. I motori sincroni hanno un fattore di potenza elevato e possono soddisfare i requisiti di alimentazione; mentre i motori asincroni hanno un fattore di potenza basso e non possono soddisfare i requisiti di alimentazione ed è necessaria la compensazione della potenza reattiva. Pertanto, le stazioni di pompaggio dotate di motori asincroni devono generalmente essere dotate di schermi di compensazione della potenza reattiva.
4. La struttura dei motori sincroni è più complessa di quella dei motori asincroni. Quando il progetto della stazione di pompaggio deve tenere conto della generazione di energia e della modulazione di fase, è necessario selezionare motori sincroni.
Pompe assiali a flusso misto completamente regolabilisono ampiamente utilizzati nelle unità verticali (ZLQ, HLQ, ZLQK), unità orizzontali (inclinate) (ZWQ, ZXQ, ZGQ) e possono essere utilizzati anche nelle unità LP a basso sollevamento e di grande diametro.
Orario di pubblicazione: 18 ottobre 2024