Насос смешанного потока с полностью регулируемым валом представляет собой насос среднего и большого диаметра, в котором используется регулятор угла лопастей для вращения лопастей насоса, тем самым изменяя угол расположения лопастей для достижения изменения расхода и напора. Основной транспортирующей средой является чистая вода или легкие сточные воды при температуре 0–50 ℃ (специальные среды включают морскую воду и воду из Желтой реки). Он в основном используется в проектах водосбережения, ирригации, дренажа и водоотвода, а также во многих национальных проектах, таких как проект переброски воды с юга на север и проект переброски реки Янцзы в реку Хуайхэ.
Лопасти вала и смешанного насоса пространственно искажены. При отклонении условий работы насоса от расчетных соотношение окружных скоростей внутренней и внешней кромок лопастей нарушается, в результате чего подъемная сила, создаваемая лопастями (профилями) на разных радиусах, перестает быть одинаковой, тем самым вызывая турбулентность потока воды в насосе и увеличение потерь воды; чем дальше от расчетной точки, тем больше степень турбулентности потока воды и тем больше потери воды. Осевые и смешанные насосы имеют низкий напор и относительно узкую зону высокой эффективности. Изменение их рабочего напора приведет к значительному снижению КПД насоса. Таким образом, осевые и смешанные насосы, как правило, не могут использовать дросселирование, поворот и другие методы регулировки для изменения рабочих характеристик в рабочих условиях; в то же время, поскольку стоимость регулирования скорости слишком высока, регулирование скорости редко используется в реальной эксплуатации. Поскольку осевые и смешанные насосы имеют корпус ступицы большего размера, на них удобно устанавливать лопатки и лопастные шатунные механизмы с регулируемыми углами наклона. Таким образом, регулировка рабочих условий осевых и смешанных насосов обычно предполагает регулировку переменного угла, что может обеспечить работу осевых и смешанных насосов в наиболее благоприятных рабочих условиях.
При увеличении разницы уровней воды вверх и вниз по течению (т. е. увеличение чистого напора) угол установки лопастей корректируется на меньшую величину. При сохранении относительно высокого КПД расход воды соответствующим образом снижается, чтобы предотвратить перегрузку двигателя; когда разница уровней воды вверх и вниз по течению уменьшается (т. е. уменьшается чистый напор), угол расположения лопастей регулируется на большее значение, чтобы полностью загрузить двигатель и позволить водяному насосу перекачивать больше воды. Короче говоря, использование валовых и смешанных насосов, способных изменять угол наклона лопастей, позволяет обеспечить его работу в наиболее благоприятном рабочем состоянии, избегая принудительного отключения и достигая высокого КПД и высокой перекачки воды.
Кроме того, при запуске агрегата угол расположения лопастей можно отрегулировать до минимума, что позволяет снизить пусковую нагрузку двигателя (около 1/3~2/3 номинальной мощности); Перед выключением угол наклона лопасти можно отрегулировать на меньшее значение, что может уменьшить скорость обратного потока и объем потока воды в насосе во время остановки, а также уменьшить воздействие потока воды на оборудование.
Короче говоря, эффект от регулировки угла лопасти значителен: ① Установка угла на меньшее значение облегчает запуск и остановку; ② Увеличение угла увеличивает скорость потока; ③ Регулировка угла может обеспечить экономичную работу насосного агрегата. Видно, что регулятор угла наклона лопастей занимает относительно важное место в эксплуатации и управлении средними и крупными насосными станциями.
Основной корпус смешанного насоса с полностью регулируемым валом состоит из трех частей: головки насоса, регулятора и двигателя.
1. Головка насоса
Удельная скорость полностью регулируемого осевого насоса смешанного потока составляет 400–1600 (обычная удельная скорость осевого насоса составляет 700–1600), (обычная удельная скорость насоса смешанного потока составляет 400–800), а общая голова 0~30,6м. Головка насоса в основном состоит из впускного патрубка для воды (компенсатора для впуска воды), деталей ротора, деталей камеры рабочего колеса, корпуса направляющего аппарата, седла насоса, колена, деталей вала насоса, деталей уплотнения и т. д. Знакомство с ключевыми компонентами:
1. Компонент ротора является основным компонентом головки насоса, который состоит из лопастей, корпуса ротора, нижней тяги, подшипника, кривошипа, рабочей рамы, шатуна и других деталей. После общей сборки проводится статическое испытание на балансировку. Среди них материал лезвия предпочтительно ZG0Cr13Ni4Mo (высокая твердость и хорошая износостойкость), а также обработка на станке с ЧПУ. Материал остальных деталей, как правило, в основном ZG.
2. Компоненты камеры рабочего колеса цельно открыты посередине, затянуты болтами и закреплены коническими штифтами. Материал предпочтительно цельный ZG, а некоторые детали изготовлены из нержавеющей стали с футеровкой ZG+ (это решение сложно в изготовлении и подвержено дефектам сварки, поэтому его следует избегать, насколько это возможно).
3. Корпус направляющего аппарата. Поскольку полностью регулируемый насос, по сути, представляет собой насос среднего и большого калибра, во внимание принимаются сложность литья, стоимость производства и другие аспекты. Обычно предпочтительным материалом является ZG+Q235B. Направляющий аппарат отлит цельной деталью, а фланец корпуса изготовлен из стальной пластины Q235B. Оба свариваются, а затем обрабатываются.
4. Вал насоса. Полностью регулируемый насос обычно представляет собой полый вал с фланцевыми конструкциями на обоих концах. Материал желательно ковка 45 + обшивка 30Cr13. Плакировка водонаправляющего подшипника и наполнителя предназначена главным образом для повышения его твердости и улучшения износостойкости.
二. Знакомство с основными компонентами регулятора
Сегодня на рынке в основном используется встроенный гидравлический регулятор угла наклона отвала. В основном он состоит из трех частей: вращающегося корпуса, крышки и блока системы отображения управления.
1. Вращающийся корпус: Вращающийся корпус состоит из опорного сиденья, цилиндра, топливного бака, гидравлического силового агрегата, датчика угла, контактного кольца источника питания и т. д.
Весь вращающийся корпус размещен на главном валу двигателя и вращается синхронно с валом. Он крепится болтами к верхней части главного вала двигателя через монтажный фланец.
Монтажный фланец соединен с опорным седлом.
Точка измерения датчика угла установлена между штоком поршня и втулкой рулевой тяги, а датчик угла установлен снаружи масляного цилиндра.
Токосъемное кольцо источника питания установлено и закреплено на крышке масляного бака, а его вращающаяся часть (ротор) вращается синхронно с вращающимся телом. Выходной конец ротора соединен с гидравлическим силовым агрегатом, датчиком давления, датчиком температуры, датчиком угла и концевым выключателем; статорная часть контактного кольца источника питания соединена со стопорным винтом на крышке, а выход статора подключен к клемме на крышке регулятора;
Шток поршня прикручен кводяной насосрулевая тяга.
Гидравлический силовой агрегат находится внутри масляного бака, который обеспечивает мощность для работы масляного цилиндра.
На масляном баке установлены два подъемных кольца, которые можно использовать при подъеме регулятора.
2. Крышка (также называемая неподвижным корпусом): состоит из трех частей. Одна часть — внешняя крышка; вторая часть – крышка-крышка; третья часть – смотровое окно. Внешняя крышка установлена и закреплена на верхней части внешней крышки главного двигателя и закрывает вращающийся корпус.
3. Блок системы отображения управления (как показано на рисунке 3): он состоит из ПЛК, сенсорного экрана, реле, контактора, источника питания постоянного тока, ручки, индикаторной лампы и т. д. Сенсорный экран может отображать текущий угол лезвия, время, масло. давление и другие параметры. Система управления имеет две функции: местное управление и дистанционное управление. Два режима управления переключаются с помощью двухпозиционной ручки на блоке системы дисплея управления (далее он же «блок дисплея управления»).
三. Сравнение и выбор синхронных и асинхронных двигателей
А. Преимущества и недостатки синхронных двигателей
Преимущества:
1. Воздушный зазор между ротором и статором большой, установка и регулировка удобны.
2. Плавная работа и высокая перегрузочная способность.
3. Скорость не меняется при нагрузке.
4. Высокая эффективность.
5. Коэффициент мощности можно увеличить. Реактивная мощность может подаваться в электросеть, тем самым улучшая качество электросети. Кроме того, при доведении коэффициента мощности до 1 или близкого к нему показания амперметра уменьшатся за счет уменьшения реактивной составляющей тока, что невозможно для асинхронных двигателей.
Недостатки:
1. Ротор должен питаться от специального устройства возбуждения.
2. Стоимость высокая.
3. Обслуживание более сложное.
Б. Преимущества и недостатки асинхронных двигателей
Преимущества:
1. Ротор не нужно подключать к другим источникам питания.
2. Простая конструкция, малый вес и низкая стоимость.
3. Простота обслуживания.
Недостатки:
1. Реактивную мощность приходится брать из электросети, что ухудшает качество электросети.
2. Воздушный зазор между ротором и статором мал, установка и регулировка неудобны.
C. Выбор двигателей
Выбор двигателей номинальной мощностью 1000 кВт и номинальной частотой вращения 300 об/мин следует определять на основе технико-экономических сравнений с учетом конкретных условий.
1. В отрасли водного хозяйства, когда установленная мощность обычно ниже 800 кВт, предпочтительны асинхронные двигатели, а когда установленная мощность превышает 800 кВт, обычно выбираются синхронные двигатели.
2. Основное отличие синхронных двигателей от асинхронных заключается в том, что на роторе имеется обмотка возбуждения, и необходимо настроить тиристорный экран возбуждения.
3. Департамент электроснабжения моей страны установил, что коэффициент мощности источника питания пользователя должен достигать 0,90 или выше. Синхронные двигатели имеют высокий коэффициент мощности и могут удовлетворить требования к электропитанию; в то время как асинхронные двигатели имеют низкий коэффициент мощности и не могут удовлетворить требования к источнику питания, и требуется реактивная компенсация. Поэтому насосные станции, оснащенные асинхронными двигателями, обычно должны быть оборудованы реактивными компенсационными экранами.
4. Конструкция синхронных двигателей более сложная, чем у асинхронных. Если в проекте насосной станции необходимо учитывать как выработку электроэнергии, так и фазовую модуляцию, необходимо выбрать синхронный двигатель.
Полностью регулируемые осевые насосы смешанного потока широко используются ввертикальные блоки(ЗЛК, HLQ, ЗЛКК),горизонтальные (наклонные) агрегаты(ZWQ, ZXQ, ZGQ), а также может использоваться в агрегатах низкого давления с малой подъемной силой и большим диаметром.
Время публикации: 30 августа 2024 г.