Pompa o mieszanym przepływie z w pełni regulowanym wałem to typ pompy o średniej i dużej średnicy, w którym 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 pompy o przepływie osiowym i mieszanym na ogół nie mogą wykorzystywać 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 eksploatacji 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.
2. Elementy komory wirnika są integralnie otwarte w środku, które są dokręcone śrubami i ustawione za pomocą stożkowych kołków. Materiał najlepiej stanowi 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).
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.
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.
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.
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.
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 pomiędzy 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. Współczynnik mocy można zwiększyć. 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 wodno-kanalizacyjnej, 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.
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