Plne nastaviteľné čerpadlo so zmiešaným prietokom je typ čerpadla so stredným a veľkým priemerom, ktorý používa nastavovač uhla lopatiek na otáčanie lopatiek čerpadla, čím sa mení uhol umiestnenia lopatiek, aby sa dosiahlo zmeny prietoku a hlavy. Hlavným dopravným médiom je čistá voda alebo ľahká odpadová voda s teplotou 0 ~ 50 ℃ (špeciálne médiá zahŕňajú morskú vodu a vodu zo Žltej rieky). Používa sa hlavne v oblastiach projektov na ochranu vody, zavlažovania, odvodňovania a projektov odvádzania vody a používa sa v mnohých národných projektoch, ako je projekt odklonu vody z juhu na sever a projekt odklonu rieky Yangtze do rieky Huaihe.
Lopatky hriadeľa a čerpadla zmiešaného prúdu sú priestorovo zdeformované. Keď sa prevádzkové podmienky čerpadla odchyľujú od konštrukčného bodu, pomer medzi obvodovou rýchlosťou vnútorných a vonkajších okrajov lopatiek sa zničí, čo má za následok, že zdvih vytvorený lopatkami (profilmi) pri rôznych polomeroch už nie je rovnaký, čo spôsobí, že prietok vody v čerpadle bude turbulentný a strata vody sa zvýši; čím ďalej od projektovaného bodu, tým väčší je stupeň turbulencie vodného toku a tým väčšia je strata vody. Axiálne čerpadlá a čerpadlá so zmiešaným prietokom majú nízku dopravnú výšku a relatívne úzku vysokoúčinnú zónu. Zmena ich pracovnej hlavy spôsobí výrazné zníženie účinnosti čerpadla. Preto axiálne čerpadlá a čerpadlá so zmiešaným prietokom vo všeobecnosti nemôžu používať škrtenie, otáčanie a iné spôsoby nastavenia na zmenu pracovného výkonu prevádzkových podmienok; zároveň, pretože náklady na reguláciu rýchlosti sú príliš vysoké, regulácia s premenlivou rýchlosťou sa v skutočnej prevádzke používa len zriedka. Keďže axiálne čerpadlá a čerpadlá so zmiešaným prietokom majú väčšie teleso náboja, je vhodné inštalovať lopatky a mechanizmy ojnice lopatiek, ktoré dokážu nastaviť uhol. Preto nastavenie pracovných podmienok čerpadiel s axiálnym a zmiešaným prietokom zvyčajne využíva nastavenie variabilného uhla, vďaka čomu môžu čerpadlá s axiálnym a zmiešaným prietokom pracovať za najpriaznivejších pracovných podmienok.
Keď sa rozdiel hladín vody proti prúdu a po prúde zvýši (to znamená, že sa zvýši výška siete), uhol umiestnenia čepele sa nastaví na menšiu hodnotu. Pri zachovaní relatívne vysokej účinnosti je prietok vody primerane znížený, aby sa zabránilo preťaženiu motora; keď sa rozdiel hladiny vody pred a po prúde zníži (to znamená, že sa zníži výška siete), uhol umiestnenia lopatiek sa nastaví na väčšiu hodnotu, aby plne zaťažil motor a umožnilo vodnému čerpadlu čerpať viac vody. Stručne povedané, použitie hriadeľových čerpadiel a čerpadiel so zmiešaným prietokom, ktoré môžu zmeniť uhol lopatky, môže spôsobiť, že bude pracovať v najpriaznivejšom pracovnom stave, čím sa zabráni nútenému vypnutiu a dosiahne sa vysoká účinnosť a vysoké čerpanie vody.
Okrem toho, keď je jednotka naštartovaná, uhol umiestnenia čepele môže byť nastavený na minimum, čo môže znížiť štartovacie zaťaženie motora (asi 1/3~2/3 menovitého výkonu); pred vypnutím je možné nastaviť uhol lopatky na menšiu hodnotu, čo môže znížiť rýchlosť spätného toku a objem vody prietoku vody v čerpadle počas odstavenia a znížiť poškodenie nárazom prúdu vody na zariadenie.
Stručne povedané, účinok nastavenia uhla čepele je významný: ① Nastavenie uhla na menšiu hodnotu uľahčuje štartovanie a vypínanie; ② Nastavením uhla na väčšiu hodnotu sa zvýši prietok; ③ Nastavenie uhla môže spôsobiť, že čerpadlová jednotka bude fungovať ekonomicky. Je vidieť, že nastavovač uhla lopatky zaujíma pomerne dôležité postavenie pri prevádzke a riadení stredných a veľkých čerpacích staníc.
Hlavné telo plne nastaviteľného hriadeľového čerpadla so zmiešaným prietokom pozostáva z troch častí: hlavy čerpadla, regulátora a motora.
Ⅰ、Hlava čerpadla
Špecifická rýchlosť plne nastaviteľného axiálneho čerpadla so zmiešaným prietokom je 400~1600 (konvenčná špecifická rýchlosť čerpadla axiálneho prietoku je 700~1600), (konvenčná špecifická rýchlosť čerpadla so zmiešaným prietokom je 400~800) a všeobecná hlava je 0~30,6m. Hlava čerpadla sa skladá hlavne z trysky prívodu vody (kompenzátor prívodu vody), častí rotora, častí komory obežného kolesa, telesa vodiacej lopatky, sedla čerpadla, kolena, častí hriadeľa čerpadla, častí tesnenia atď. Úvod ku kľúčovým komponentom:
1. Komponent rotora je hlavným komponentom v hlave čerpadla. Skladá sa z lopatiek, telesa rotora, spodného tiahla, ložiska, ramena kľuky, ovládacieho rámu, ojnice a ďalších častí. Po celkovej montáži sa vykoná skúška statickej rovnováhy. Medzi nimi je materiál čepele výhodne ZG0Cr13Ni4Mo (vysoká tvrdosť a dobrá odolnosť proti opotrebeniu) a používa sa CNC obrábanie. Materiál zvyšných častí je vo všeobecnosti prevažne ZG.
2. Komponenty komory obežného kolesa sú v strede integrálne otvorené, ktoré sú utiahnuté skrutkami a umiestnené kužeľovými kolíkmi. Materiál je prednostne integrálny ZG a niektoré časti sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele ZG + obložená (toto riešenie je náročné na výrobu a náchylné na chyby pri zváraní, preto by sa mu malo čo najviac vyhnúť).
3. Teleso vodiacej lopatky. Keďže plne nastaviteľná pumpa je v podstate pumpa stredného až veľkého kalibru, berie sa do úvahy náročnosť odlievania, výrobné náklady a ďalšie aspekty. Vo všeobecnosti je preferovaným materiálom ZG+Q235B. Vodiaca lopatka je odliata z jedného kusu a príruba plášťa je z oceľového plechu Q235B. Oba sú zvárané a potom spracované.
4. Hriadeľ čerpadla: Plne nastaviteľné čerpadlo je vo všeobecnosti dutý hriadeľ s prírubovými štruktúrami na oboch koncoch. Materiál je prednostne kovaný 45 + obklad 30Cr13. Plášť na vodiacom ložisku a výplni vody má hlavne zvýšiť jeho tvrdosť a zlepšiť odolnosť proti opotrebeniu.
Ⅱ. Úvod do hlavných komponentov regulátora
V súčasnosti sa na trhu používa hlavne vstavaný hydraulický regulátor uhla lopatky. Skladá sa hlavne z troch častí: otočné telo, kryt a skrinka ovládacieho displeja.
1. Otočné teleso: Otočné teleso sa skladá z nosného sedadla, valca, palivovej nádrže, hydraulickej pohonnej jednotky, uhlového snímača, zberného krúžku napájania atď.
Celé rotačné teleso je umiestnené na hlavnom hriadeli motora a otáča sa synchrónne s hriadeľom. Je priskrutkovaný k hornej časti hlavného hriadeľa motora cez montážnu prírubu.
Montážna príruba je pripojená k nosnému sedlu.
Merací bod snímača uhla je inštalovaný medzi piestnou tyčou a objímkou ojnice a snímač uhla je inštalovaný mimo palivového valca.
Posuvný krúžok napájacieho zdroja je inštalovaný a upevnený na kryte palivovej nádrže a jeho rotačná časť (rotor) sa otáča synchrónne s rotujúcim telesom. Výstupný koniec na rotore je pripojený k hydraulickej pohonnej jednotke, snímaču tlaku, snímaču teploty, snímača uhla a koncového spínača; statorová časť zberného krúžku napájacieho zdroja je pripojená k dorazovej skrutke na kryte a výstup statora je pripojený k svorke v kryte regulátora;
Piestna tyč je priskrutkovaná k ojnici vodného čerpadla.
Hydraulická pohonná jednotka je vo vnútri palivovej nádrže, ktorá poskytuje energiu pre činnosť palivového valca.
Na olejovej nádrži sú nainštalované dva zdvíhacie krúžky, ktoré sa používajú pri zdvíhaní regulátora.
2. Kryt (nazývaný aj pevné telo): Skladá sa z troch častí. Jedna časť je vonkajší kryt; druhá časť je kryt krytu; treťou časťou je pozorovacie okno. Vonkajší kryt je upevnený na vrchu vonkajšieho krytu hlavného motora a zakrýva rotujúce teleso.
3. Ovládací panel systému displeja (ako je znázornené na obrázku 3): Pozostáva z PLC, dotykovej obrazovky, relé, stykača, napájacieho zdroja jednosmerným prúdom, gombíka, kontrolky atď. Dotyková obrazovka môže zobrazovať aktuálny uhol čepele, čas, olej tlak a ďalšie parametre. Riadiaci systém má dve funkcie: lokálne ovládanie a diaľkové ovládanie. Dva režimy ovládania sa prepínajú pomocou dvojpolohového gombíka na skrinke ovládacieho displeja (ďalej len „skrinka ovládacieho displeja“, to isté nižšie).
3. Porovnanie a výber synchrónnych a asynchrónnych motorov
A. Výhody a nevýhody synchrónnych motorov
Výhody:
1. Vzduchová medzera medzi rotorom a statorom je veľká a inštalácia a nastavenie sú pohodlné.
2. Hladký chod a silná kapacita preťaženia.
3. Rýchlosť sa nemení so záťažou.
4. Vysoká účinnosť.
5. Účiník je možné posunúť dopredu. Jalový výkon môže byť dodaný do elektrickej siete, čím sa zlepší kvalita elektrickej siete. Okrem toho, keď je účinník nastavený na 1 alebo blízko k nemu, údaj na ampérmetri sa zníži, pretože sa zníži jalová zložka v prúde, čo je pre asynchrónne motory nemožné.
Nevýhody:
1. Rotor musí byť napájaný vyhradeným budiacim zariadením.
2. Náklady sú vysoké.
3. Údržba je zložitejšia.
B. Výhody a nevýhody asynchrónnych motorov
Výhody:
1. Rotor nemusí byť pripojený k iným zdrojom energie.
2. Jednoduchá štruktúra, nízka hmotnosť a nízke náklady.
3. Jednoduchá údržba.
Nevýhody:
1. Jalový výkon sa musí odoberať z elektrickej siete, čím sa zhoršuje kvalita elektrickej siete.
2. Vzduchová medzera medzi rotorom a statorom je malá a inštalácia a nastavenie sú nepohodlné.
C. Výber motorov
Výber motorov s menovitým výkonom 1000 kW a menovitými otáčkami 300 ot/min by sa mal určiť na základe technických a ekonomických porovnaní podľa konkrétnych okolností.
1. V priemysle ochrany vody, keď je inštalovaný výkon pod 800 kW, sú preferované asynchrónne motory. Ak je inštalovaný výkon väčší ako 800 kW, uprednostňujú sa synchrónne motory.
2. Hlavný rozdiel medzi synchrónnymi motormi a asynchrónnymi motormi je v tom, že na rotore je budiace vinutie a je potrebné nakonfigurovať budiacu clonu tyristora.
3. Oddelenie napájania v mojej krajine stanovuje, že účinník napájacieho zdroja používateľa musí byť vyšší ako 0,90. Synchrónne motory majú vysoký účinník a môžu spĺňať požiadavky na napájanie; zatiaľ čo asynchrónne motory majú nízky účinník a nemôžu spĺňať požiadavky na napájanie a je potrebná kompenzácia jalového výkonu. Preto musia byť čerpacie stanice vybavené asynchrónnymi motormi vo všeobecnosti vybavené sitami na kompenzáciu jalového výkonu.
4. Štruktúra synchrónnych motorov je zložitejšia ako štruktúra asynchrónnych motorov. Keď projekt čerpacej stanice musí brať do úvahy výrobu energie a fázovú moduláciu, musia sa zvoliť synchrónne motory.
Plne nastaviteľné axiálne čerpadlá so zmiešaným prietokomsú široko používané vo vertikálnych jednotkách (ZLQ, HLQ, ZLQK), horizontálnych (šikmých) jednotkách (ZWQ, ZXQ, ZGQ) a môžu byť použité aj v nízkozdvižných a veľkopriemerových LP jednotkách.
Čas odoslania: 18. októbra 2024