Specjalnie stosowany w projektach oszczędzania wody, nawadniania, drenażu i przekierowania wody —— Pompa o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem

Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem to pompa o średniej i dużej średnicy, w której zastosowano regulator kąta łopatek do napędzania łopatek pompy, zmieniając w ten sposób kąt ustawienia łopatek w celu uzyskania zmiany przepływu i wysokości podnoszenia. Głównym medium transportowym jest czysta woda lub lekkie ścieki o temperaturze 0 ~ 50 ℃ (media specjalne obejmują wodę morską i wodę z Rzeki Żółtej). Stosowany jest głównie w projektach związanych z ochroną wody, nawadnianiem, odwadnianiem i przekierowaniem wody oraz w wielu projektach krajowych, takich jak projekt przekierowania wody z południa na północ oraz projekt przekierowania rzeki Jangcy do rzeki Huaihe.

Łopatki wału i pompy o przepływie mieszanym są przestrzennie zniekształcone. Gdy warunki pracy pompy odbiegają od punktu projektowego, stosunek prędkości obwodowej wewnętrznej i zewnętrznej krawędzi łopatek ulega zniszczeniu, w wyniku czego siła nośna generowana przez łopatki (płaty) przy różnych promieniach nie jest już równa, powodując w ten sposób turbulentny przepływ wody w pompie i wzrost strat wody; im dalej od punktu projektowego, tym większy stopień turbulencji przepływu wody i większe straty wody. Pompy o przepływie osiowym i mieszanym mają niską wysokość podnoszenia i stosunkowo wąską strefę wysokiej wydajności. Zmiana ich wysokości roboczej spowoduje znaczne zmniejszenie wydajności pompy. Dlatego w pompach o przepływie osiowym i mieszanym na ogół nie można stosować dławienia, obracania ani innych metod regulacji w celu zmiany wydajności roboczej warunków pracy; jednocześnie ze względu na zbyt wysoki koszt regulacji prędkości, w praktyce rzadko stosuje się zmienną regulację prędkości. Ponieważ pompy o przepływie osiowym i mieszanym mają większy korpus piasty, wygodnie jest zainstalować łopatki i mechanizmy korbowodów łopatek, które umożliwiają regulację kąta. Dlatego też regulacja warunków pracy pomp o przepływie osiowym i mieszanym zwykle uwzględnia zmienną regulację kąta, co może sprawić, że pompy o przepływie osiowym i mieszanym będą działać w najkorzystniejszych warunkach pracy.

W przypadku wzrostu różnicy poziomów wody przed i za rzeką (czyli zwiększenia się spadu sieci) kąt ustawienia łopatek zostaje skorygowany na mniejszą wartość. Przy zachowaniu stosunkowo wysokiej sprawności, natężenie przepływu wody jest odpowiednio zmniejszone, aby zapobiec przeciążeniu silnika; gdy różnica poziomów wody powyżej i poniżej zmniejsza się (tzn. zmniejsza się spad sieci), kąt ustawienia łopatek jest dostosowywany do większej wartości, aby w pełni obciążyć silnik i umożliwić pompie wodnej przepompowanie większej ilości wody. Krótko mówiąc, zastosowanie pomp wałowych i o przepływie mieszanym, które mogą zmieniać kąt łopatek, może sprawić, że będzie ona działać w najkorzystniejszym stanie pracy, unikając wymuszonego wyłączania i osiągając wysoką wydajność i wysokie pompowanie wody.

Dodatkowo po uruchomieniu agregatu można ustawić minimalny kąt ułożenia łopatek, co może zmniejszyć obciążenie rozruchowe silnika (około 1/3~2/3 mocy znamionowej); przed wyłączeniem kąt łopatek można ustawić na mniejszą wartość, co może zmniejszyć prędkość przepływu wstecznego i objętość wody w pompie podczas wyłączania oraz zmniejszyć uszkodzenia spowodowane przepływem wody na sprzęt.

Krótko mówiąc, efekt regulacji kąta łopatek jest znaczący: ① Ustawienie kąta na mniejszą wartość ułatwia rozruch i wyłączanie; ② Ustawienie kąta na większą wartość zwiększa natężenie przepływu; ③ Regulacja kąta może sprawić, że pompa będzie pracować ekonomicznie. Można zauważyć, że regulator kąta łopatek zajmuje stosunkowo ważne miejsce w obsłudze i zarządzaniu średnimi i dużymi przepompowniami.

Główny korpus pompy o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem składa się z trzech części: głowicy pompy, regulatora i silnika.

Ⅰ, Głowica pompy

Specyficzna prędkość w pełni regulowanej osiowej pompy o przepływie mieszanym wynosi 400 ~ 1600 (konwencjonalna prędkość właściwa pompy osiowej wynosi 700 ~ 1600), (konwencjonalna prędkość właściwa pompy o przepływie mieszanym wynosi 400 ~ 800), a ogólna prędkość Głowa wynosi 0 ~ 30,6 m. Głowica pompy składa się głównie z rogu wlotowego wody (złącza kompensacyjnego wlotu wody), części wirnika, części komory wirnika, korpusu łopatki prowadzącej, gniazda pompy, kolanka, części wału pompy, części uszczelnienia itp. Wprowadzenie do kluczowych komponentów:

1. Element wirnika jest głównym elementem głowicy pompy. Składa się z łopatek, korpusu wirnika, dolnego cięgła, łożyska, ramienia korby, ramy operacyjnej, korbowodu i innych części. Po całkowitym montażu przeprowadzana jest próba równowagi statycznej. Wśród nich preferowanym materiałem ostrza jest ZG0Cr13Ni4Mo (wysoka twardość i dobra odporność na zużycie), a stosowana jest obróbka CNC. Materiał pozostałych części to na ogół głównie ZG.

Pompa o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem
Pompa o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem1

2. Elementy komory wirnika są integralnie otwarte w środku, które są dokręcone śrubami i ustawione za pomocą stożkowych kołków. Preferowany jest materiał integralny ZG, a niektóre części wykonane są ze stali nierdzewnej wykładanej ZG+ (rozwiązanie to jest skomplikowane w produkcji i podatne na wady spawalnicze, dlatego należy go jak najbardziej unikać).

Pompa o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem 2

3. Korpus łopatki kierującej. Ponieważ w pełni regulowana pompa jest w zasadzie pompą średniego lub dużego kalibru, pod uwagę brana jest trudność odlewania, koszt produkcji i inne aspekty. Ogólnie preferowanym materiałem jest ZG+Q235B. Łopatka kierująca jest odlana z jednego elementu, a kołnierz płaszcza wykonany jest z blachy stalowej Q235B. Obydwa są spawane, a następnie przetwarzane.

Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem3

4. Wał pompy: W pełni regulowana pompa to zazwyczaj wał drążony z kołnierzami na obu końcach. Materiał najlepiej kuty 45 + okładzina 30Cr13. Płaszcz łożyska prowadzącego wodę i wypełniacza ma głównie na celu zwiększenie jego twardości i poprawę odporności na zużycie.

Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem 4

Ⅱ. Wprowadzenie do głównych elementów regulatora

Obecnie na rynku stosowany jest głównie wbudowany hydrauliczny regulator kąta ostrza. Składa się głównie z trzech części: korpusu obrotowego, pokrywy i skrzynki układu wyświetlacza sterującego.

Pompa o przepływie mieszanym z w pełni regulowanym wałem 5

1. Korpus obrotowy: Korpus obrotowy składa się z gniazda podporowego, cylindra, zbiornika paliwa, zespołu hydraulicznego, czujnika kąta, pierścienia ślizgowego zasilacza itp.

Cały korpus obrotowy jest umieszczony na głównym wale silnika i obraca się synchronicznie z wałem. Jest przykręcony do górnej części wału głównego silnika poprzez kołnierz montażowy.

Kołnierz montażowy jest połączony z gniazdem nośnym.

Punkt pomiarowy czujnika kąta montowany jest pomiędzy tłoczyskiem a tuleją drążka kierowniczego, natomiast czujnik kąta montowany jest na zewnątrz cylindra paliwowego.

Pierścień ślizgowy zasilacza montowany jest i mocowany na pokrywie zbiornika paliwa, a jego część obrotowa (wirnik) obraca się synchronicznie z korpusem obrotowym. Końcówka wyjściowa wirnika jest podłączona do agregatu hydraulicznego, czujnika ciśnienia, czujnika temperatury, czujnika kąta i wyłącznika krańcowego; część stojana pierścienia ślizgowego zasilacza jest połączona ze śrubą oporową na pokrywie, a wyjście stojana jest podłączone do zacisku w pokrywie regulatora;

Tłoczysko jest przykręcone do drążka kierowniczego pompy wodnej.

Zespół napędowy hydrauliczny znajduje się w zbiorniku paliwa, który zapewnia moc działania cylindra paliwowego.

Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem6

Na zbiorniku oleju zamontowane są dwa pierścienie do podnoszenia, których można używać podczas podnoszenia reduktora.

2. Pokrywa (zwana także korpusem stałym): Składa się z trzech części. Jedna część to zewnętrzna osłona; druga część to okładka; trzecia część to okno obserwacyjne. Osłona zewnętrzna jest zamocowana na górze osłony zewnętrznej silnika głównego i zakrywa korpus obrotowy.

3. Skrzynka systemowa wyświetlacza sterującego (jak pokazano na rysunku 3): Składa się ze sterownika PLC, ekranu dotykowego, przekaźnika, stycznika, zasilacza prądu stałego, pokrętła, lampki kontrolnej itp. Ekran dotykowy może wyświetlać aktualny kąt ostrza, czas, olej ciśnienie i inne parametry. System sterowania posiada dwie funkcje: sterowanie lokalne i sterowanie zdalne. Obydwa tryby sterowania przełączane są za pomocą dwupozycyjnego pokrętła na skrzynce systemu wyświetlacza sterującego (zwanego „wyświetlaczem sterowania”, to samo poniżej).

3. Porównanie i dobór silników synchronicznych i asynchronicznych

A. Zalety i wady silników synchronicznych

Zalety:

1. Szczelina powietrzna między wirnikiem a stojanem jest duża, a montaż i regulacja są wygodne.

2. Płynna praca i duża zdolność przeciążeniowa.

3. Prędkość nie zmienia się wraz z obciążeniem.

4. Wysoka wydajność.

5. Można zwiększyć współczynnik mocy. Moc bierną można dostarczać do sieci elektroenergetycznej, poprawiając w ten sposób jakość sieci elektroenergetycznej. Ponadto, gdy współczynnik mocy zostanie ustawiony na 1 lub blisko niego, odczyt amperomierza zmniejszy się, ponieważ zmniejszy się składowa bierna prądu, co jest niemożliwe w przypadku silników asynchronicznych.

Wady:

1. Wirnik musi być zasilany przez dedykowane urządzenie wzbudzające.

2. Koszt jest wysoki.

3. Konserwacja jest bardziej skomplikowana.

B. Zalety i wady silników asynchronicznych

Zalety:

1. Wirnik nie wymaga podłączenia do innych źródeł zasilania.

2. Prosta konstrukcja, niewielka waga i niski koszt.

3. Łatwa konserwacja.

Wady:

1. Moc bierną należy pobierać z sieci elektroenergetycznej, co pogarsza jakość sieci elektroenergetycznej.

2. Szczelina powietrzna pomiędzy wirnikiem a stojanem jest mała, a montaż i regulacja są niewygodne.

C. Dobór silników

Dobór silników o mocy znamionowej 1000 kW i prędkości znamionowej 300 obr/min należy dokonać na podstawie porównań techniczno-ekonomicznych z uwzględnieniem konkretnych okoliczności.

1. W branży oszczędzania wody, gdy moc zainstalowana jest niższa niż 800 kW, preferowane są silniki asynchroniczne. Gdy moc zainstalowana jest większa niż 800 kW, preferowane są silniki synchroniczne.

2. Główna różnica między silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi polega na tym, że na wirniku znajduje się uzwojenie wzbudzenia i należy skonfigurować tyrystorowy ekran wzbudzenia.

3. Wydział zasilania w moim kraju stanowi, że współczynnik mocy w zasilaczu użytkownika musi przekraczać 0,90. Silniki synchroniczne mają wysoki współczynnik mocy i mogą spełniać wymagania dotyczące zasilania; podczas gdy silniki asynchroniczne mają niski współczynnik mocy i nie są w stanie spełnić wymagań dotyczących zasilania i wymagana jest kompensacja mocy biernej. Dlatego przepompownie wyposażone w silniki asynchroniczne z reguły muszą być wyposażone w ekrany kompensacji mocy biernej.

4. Budowa silników synchronicznych jest bardziej złożona niż silników asynchronicznych. Jeżeli projekt stacji pomp musi uwzględniać wytwarzanie energii i modulację fazy, należy wybrać silniki synchroniczne.

Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem7

W pełni regulowane osiowe pompy o przepływie mieszanymsą szeroko stosowane w jednostkach pionowych (ZLQ, HLQ, ZLQK), poziomych (nachylonych) (ZWQ, ZXQ, ZGQ), a także mogą być stosowane w jednostkach LP o niskim wzniesieniu i dużej średnicy.


Czas publikacji: 18 października 2024 r