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 транспортной 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 между окружными скоростями 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 лопасти и лопастные шатунные механизмы с возможностью регулировки угла наклона. Таким образом, регулировка рабочих условий осевых и смешанных насосов обычно предполагает регулировку переменного угла, что позволяет осевым и смешанным насосам работать в наиболее благоприятных условиях работы.
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 вальных 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.
Ⅰ、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. Роторный компонент является основным компонентом головки насоса. Он 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 предпочтительно использовать материал лезвия ZG0Cr13Ni4Mo (высокая твердость и хорошая износостойкость), а также обработку 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.
Ⅱ. Знакомство с основными компонентами регулятора
В настоящее время 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 топливного цилиндра.
Токосъемное кольцо источника питания установлено и закреплено на крышке топливного 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 прикреплен болтами к рулевой тяге водяного насоса.
Гидравлический силовой агрегат находится внутри топливного бака и обеспечивает мощность для работы топливного 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 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 (называемом «блоком дисплея управления», там же).
3. 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 показание амперметра уменьшится, поскольку снижается реактивная составляющая 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. Реактивная мощность должна отбираться 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 скоростью 300 об/мин должен определяться на основе технико-экономических сравнений в зависимости от конкретных обстоятельств.
1. В водохозяйственной отрасли, когда установленная мощность ниже 800 кВт, предпочтительны асинхронные двигатели. Если установленная мощность превышает 800 кВт, предпочтительны 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 превышать 0,90. 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 компенсация реактивной мощности. Поэтому насосные станции, оснащенные асинхронными двигателями, обычно необходимо оборудовать экранами компенсации реактивной мощности.
4. Конструкция синхронных двигателей более сложная, чем у асинхронных. Когда в проекте насосной станции необходимо учитывать выработку электроэнергии и фазовую модуляцию, необходимо выбирать синхронные двигатели.
Полностью регулируемые осевые насосы смешанного потока.широко используются в вертикальных агрегатах (ZLQ, HLQ, ZLQK), горизонтальных (наклонных) агрегатах (ZWQ, ZXQ, ZGQ), а также могут использоваться в агрегатах низкого давления с малой подъемной силой и большим диаметром.
Время публикации: 18 октября 2024 г.