水泵的基礎常見問題

時間：2007-07-16 來源： 作者：

什么叫流量？用什么字母表示？用幾種計量單位？如何換算？如何換算成重量及公式？

答：單位時間內(nèi)泵排出液體的體積叫流量，流量用Q表示，計量單位：立方米/小時（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/min
G=Qρ G為重量 ρ為液體比重
例:某臺泵流量50 m3/h，求抽水時每小時重量？水的比重ρ為1000公斤/立方米。
解：G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h

什么叫揚程？用什么字母表示？用什么計量單位？和壓力的換算及公式？

答：單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程在內(nèi)，近似為泵出口和入口壓力差。揚程用H表示，單位為米（m）。泵的壓力用P表示，單位為Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P為1kg/cm2，則H=（lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m
1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口壓力 P1=進口壓力)

什么叫泵的效率？公式如何？

答：指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P
泵的功率通常指輸入功率，即原動機傳到泵軸上的功率，故又稱軸功率，用P表示。
有效功率即：泵的揚程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。
Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）
ρ：泵輸送液體的密度（kg/m3）
γ：泵輸送液體的重度 γ=ρg （N/ m3）
g：重力加速度（m/s）
質(zhì)量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)

什么叫額定流量，額定轉(zhuǎn)速，額定揚程？

答：根據(jù)設定泵的工作性能參數(shù)進行水泵設計，而達到的最佳性能，定為泵的額定性能參數(shù)，通常指產(chǎn)品目錄或樣本上所指定的參數(shù)值。
如：50-125 流量12.5 m3/h為額定流量，揚程20m為額定揚程，轉(zhuǎn)速2900轉(zhuǎn)/分 為額定轉(zhuǎn)速。

什么叫汽蝕余量？什么叫吸程？各自計量單位表示字母？

答：泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產(chǎn)生汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點的撞擊運動下，對葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時真空壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕余量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。
吸程=標準大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）
標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。
例如：某泵必需汽蝕余量為4.0米，求吸程Δh？
解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

什么是泵的特性曲線？包括幾方面？有何作用？

答：通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線，實質(zhì)上，離心泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式，通過實測求得。特性曲線包括：流量-揚程曲線（Q-H），流量-效率曲線（Q-η），流量-功率曲線（Q-N），流量-汽蝕余量曲線（Q-（NPSH）r），性能曲線作用是泵的任意的流量點，都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程，功率，效率和汽蝕余量值，這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài)，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設計工況點。一般離心泵的額定參數(shù)即設計工況點和最佳工況點相重合或很接近。在實踐選效率區(qū)間運行，即節(jié)能，又能保證泵正常工作，因此了解泵的性能參數(shù)相當重要。

什么是泵的全性能測試臺？

答：能通過精密儀器準確測試出泵的全部性能參數(shù)的設備為全性能測試臺。國家標準精度為B級。流量用精密蝸輪流量計測定，揚程用精密壓力表測定。吸程用精密真空表測定。功率用精密軸功率機測定。轉(zhuǎn)速用轉(zhuǎn)速表測定。效率根據(jù)實測值：n=rQ102計算。

水泵高壓電機變頻調(diào)速改造應注意的問題

隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高和電力電子技術(shù)的發(fā)展，水工程中采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)越來越多，廣西分公司擬在取水泵房中選用12脈沖的電壓源型高壓變頻調(diào)速器來控制功率355KW的水泵電機，對水泵電機變頻調(diào)速技術(shù)進行升級，為了達到電氣節(jié)能和工藝優(yōu)化的目的，高壓變頻器在工程設計中應注意：

一、電機的特性試驗和技術(shù)規(guī)范的再修訂

    當一臺普通電動機由變頻提供電源時，其變頻器輸出端的電壓和電流諧波分量會使電機的損耗增加、效率降低、溫度升高。高次諧波引起損耗的增加主要表現(xiàn)在定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、鐵損及附加損耗的增加。其中，轉(zhuǎn)子銅耗最為顯著，因為異步電機總是在轉(zhuǎn)差接近1的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子銅耗非常大。在普通異步電機中，為改善電機啟動性能，轉(zhuǎn)子的集膚效應使實際阻抗增加，從而使銅耗增大。

另一方面，由于電機線圈之間存在分布電容，當高次諧波電壓輸入時，各線圈之間的電壓是不均勻的，這種長期反復作用使定子線圈某一部分的絕緣造成損傷，從而產(chǎn)生線圈老化，這在普通異步電動機的絕緣結(jié)構(gòu)方面是難以接受的。

    另外電機的電磁回路不可能做到絕對對稱，所以變頻器輸出電源中所含有的各次諧波分量將與電磁回路中固有的空間諧波分量相互作用形成各種電磁脈動。同時，電機因處在頻率不斷調(diào)節(jié)的工作狀態(tài)下，很容易與電機機械部分產(chǎn)生機械共振，造成電機機械部位的損壞。

    因此，在變頻調(diào)速改造工程中，為了避免變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)上述問題，技術(shù)設計時必須考慮和電動機制造廠家進行技術(shù)合作，對電動機的相關(guān)特性進行調(diào)速實驗，重新修訂原電動機的技術(shù)規(guī)范。

    二、電力電纜選型要點和敷設要求

    由于變頻器輸出端與電機之間的聯(lián)系采用電纜附設方式，且線路各相均存在對地電容，所以運行時線路上的電容電流是不相等的。如果電纜附設距離較長，且線路中又存在高次諧波電流，那么一旦發(fā)生單相接地時，故障電容電流所點燃的電弧熄滅時間過長，會使這端電纜發(fā)熱，造成非故障絕緣。

    所以，在變頻調(diào)速改造工程中，針對輸出電源電纜，考慮電纜結(jié)構(gòu)上的三相對稱和屏蔽，將電纜截面適當增加，敷設長度不超過限定值（100m），如果原輸出電源電纜為非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2，應更換符合要求的電力電纜。

    現(xiàn)場敷設施工時要將電源電纜與控制電纜和信號電纜分開敷設，避免由電源電纜中高次諧波產(chǎn)生的磁場干擾其他信號。

    三、變頻器工作環(huán)境的基本要求

    由于高壓變頻器的逆變部分采用高壓IGBT等功率器件，其開、關(guān)頻率大于100HZ，易形成高次諧波電流，使得變頻裝置在工作時將產(chǎn)生一定的熱量。一般在變頻器柜的頂部均配有排風扇，它將柜內(nèi)的熱量排放到室內(nèi)，這使得室內(nèi)的環(huán)境溫度不斷升高，最終還會影響柜內(nèi)各器件的可靠運行。所以，在水廠工程設計中一般變頻調(diào)速裝置單獨設置在變頻調(diào)速室內(nèi)，室內(nèi)必須安裝備用空調(diào)設施，控制室內(nèi)環(huán)境溫度在變頻器所要求的范圍內(nèi)，同時設有通風門窗，必要時采用專門風道進行強制通風和冷卻。

    四、高壓供電系統(tǒng)出口斷路器控制的技術(shù)完善

    變頻調(diào)速裝置所用變壓器的高壓側(cè)要與高壓系統(tǒng)中的開關(guān)柜直接相連，但開關(guān)柜的保護范圍只是供電線路與變壓器低壓側(cè)的短路，而變頻器的故障應靠變頻器自身的檢測保護系統(tǒng)完成。

    當變頻器發(fā)生故障發(fā)出跳閘信號時，斷路器應可靠動作跳閘。然而，普通斷路器高壓開關(guān)柜內(nèi)部出現(xiàn)跳閘回路斷線或直流控制電源消失的情況，變頻器恰好出現(xiàn)故障（要求斷路器跳閘）時，跳閘線圈已失電，斷路器拒絕動作，因而造成變頻器內(nèi)部的功率器件損壞。所以在設計中選擇了帶有欠壓脫扣線圈的斷路器，一旦出現(xiàn)跳閘回路斷線或控制電源消失的情況，斷路器首先自動跳閘，以保護變頻器的設備安全。