流体输配管网_泵、风机与管网系统的匹配.ppt

第6章 泵、风机与管网系统的匹配 6.1 泵、风机在管网系统中的工作状态点 6.2 泵、风机的工况调节 6.3 泵、风机的安装位置 6.4 泵、风机的选用 6.1 泵、风机在管网系统中的工作状态点 6.1.1 管网特性曲线 1 阻力特性 管道中流体的流到阻力与流量之间的关系： △P SL2 S ——总阻抗，与管网几何尺寸、摩擦阻力系数， 流体密度有关 2 管网特性曲线 能量方程： 1）广义的管网特性 H Hst+SL2 适应于开式系统 2）狭义的管网特性 H SL2 适应于闭式系统 网特性方程中压头与流量之间的特定关系，可由管网水力特性曲线表示。 广义的管网水力特性曲线 狭义的管网水力特性曲线 讨论：1）闭式、开式是相对的 2）当重力作用不能忽略时，闭式管网的特性也是广义的。 6.1.2管网特性曲线的影响因素 管网是由许多管段、管件（包括三通、弯头、阀门等）及某些设备组成的。 管网中在管径不变的某两截面之间的管路阻力由下式定量计算： 结论： 管网水力特性曲线的主要影响因素： S f（l，di，k，Σζ，ρ） 当管网内达到某一流量值时，管网阻力的高低取决于阻抗S的大小； 当管网的压头一定时，管网系统中流量的大小亦取决于阻抗S的大小。 调整管路布置形式,改变某管路的长度和选择管径的大小，能达到调整管网水力特性。 在管网的运行中，通过调节阀门的开度（即改变Σζ值）也能达到改变管网水力特性的效果，以使之适应用户对管网流量或压力分布的需要。 泵、风机工作点不仅取决于泵、风机本身，也与管网的连接和特性有关。 系统效应：指泵、风机进出口与管网系统连接方式对泵、风机的性能特性产生的影响。 效应管道长度，自风机出口截面不规则的速度分布，到管道内气流速度规则分布的截面之间管段长度 避免能量损失，不在此段安装管件或设备。即在效应长度内断面的任何改变，均导致风机性能的降低。 系统效应曲线 不同出口管道形式的系统效应曲线 1. 泵或风机的运行工况点 泵、风机与管网系统运行的平衡点 泵、风机与管网系统的合理匹配。流量和压力匹配 泵、风机在其特性曲线上稳定工作的点称之为工况点。 稳定工作区，P-Q曲线是平缓的 非稳定工作区，P-Q曲线是驼峰形的，E点不稳定，D点稳定 驼峰形P-Q曲线应使工作点在下降段 3.喘振及其防止方法 定义 在非稳定工作区运行时，离心泵、风机出现一会输出流体，一会流体倒流的现象，称为“喘振” 。 危害 喘振发生，设备运行声音发生突变，Q、P急剧波动，发生强烈振动。不及时停机或消除，将会造成机器严重破坏。 喘振的防治方法 ①应尽量避免设备在非稳定区工作； ②采用旁通或放空法； ③减速节流法。 在实际中，入口损失很大，可高达45%，注意进入口的合理设计 1.泵或风机的并联工作 （l）泵、风机并联工作的特点 各台设备压头相同，而总流量等于各台设备流量之和。 并联一般应用于以下情况： ① 流量大，大流量泵或风机制造困难或造价太高； ② 流量变化大，开停台数调节； ③ 检修及事故备用。 （2）联合运行曲线绘制方法 a.在Q－H坐标系上绘各台泵、风机的Q－H性能曲线； b. 在y轴上取不同 Hi，做水平线，与各泵、风机性能曲线相交得到QI，j，Q2,j，…Qi,j，…，Qn,j； c. 取 Q0,j＝ Q1,j＋ Q1,j＋…＋ Qn,j 按（Hj，Q0,j）在Q－H坐标系上的点连线，得N台并联泵、风机的联合运行曲线。 （4）多台相同泵或风机的并联 （5）不同性能的泵或风机并联 讨论： 并联单台设备流量减少 管路特性曲线较陡，不宜采用并联工作 随并联台数增多，单台设备流量减少越多，并联效果越差 两台性能不同的设备并联，压头小的设备输出流量小 串联工作的特点 各台设备的流量相同 总压头为各台压头的和 串联用于以下情况： ① 高压泵或风机制造困难或造价太高时； ② 改扩建时，管道阻力加大，需要压头提高时。 两台相同的泵或风机串联工作时，工况分析如图。 讨论： 串联单台设备压头减少，流量增加 串联台数增多，后面设备压强增大 管路特性曲线较陡，串联工作效果好 风机出口设调节阀，经济性较差 较为经济方式是在进口设调节阀 入口节流改变风机性能曲线，适应流量或压力的特定要求。 该调节方式既节能又可避免产生喘振。 6.2.2调节泵、风机性能 改变转数的方法： （1）改变电机转数 在电机的转子电路中串接变阻器改变转数 改变电机的极数，价格较高，调速跳跃，范围有限 变频调速，范围宽、效率高，体积小，易安装。 （2）调换皮带轮 改变皮带轮的大小，在一定范围内调节转数。优点不增加额外的能量损失，缺点调速范围有限，停机换轮。 （3）液力联轴器 不采用增速方法来调节工况。 （2）中、高比转数，叶轮切削后，πd