离心泵流量控制方法探讨

2011-05-24

前言

离心泵是目前使用广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。

离心泵流量常用控制方法

    方法一：出口阀开度调节
    这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。
    方法二：旁路阀调节
    这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。
    方法三：调整叶轮直径
    这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。
    方法四：调速控制
    叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和流量均减小。

泵系统的整体效率

    出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率都大幅减小。叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。
    能耗水平
    假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？
    （1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。
    （2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。
    （3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。
    （4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。

总结

下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用。

流量调节方法	连续调节	泵的流量特性曲线变化	泵系统的效率变化	流量减小20%时，泵的功率消耗
出口阀开度调节	可以	流量减小，总压头不变，流量特性略微变化	明显降低	94%
旁路阀调节	可以	总压头减小，曲线特性发生变化	明显降低	110%
调整叶轮直径	不可以	流量和压头均减小，流量特性不变	轻微降低	67%
调速控制	可以	流量和压头均减小，流量特性不变	轻微降低	65