Analyse gängiger Einstellmethoden für Kreiselpumpen

Dec 11, 2024

Der Betriebspunkt einer Kreiselpumpe liegt dann vor, wenn sich das Energieangebot und der Energiebedarf des Pumpen- und Rohrleitungssystems ändern und sich der Betriebspunkt entsprechend ändert. Die Änderung der Betriebsbedingungen wird durch zwei Faktoren verursacht:
1, Änderungen in den Kennlinien des Rohrleitungssystems, wie z. B. Ventildrosselung;
2, Die Kennlinie der Wasserpumpe selbst ändert sich, wie z. B. Drehzahlregelung mit variabler Frequenz, Schneidlaufrad, Wasserpumpenreihe oder Parallelschaltung.
1, Ventildrosselung
Die direkte Methode zur Änderung der Fördermenge einer Kreiselpumpe besteht darin, die Öffnung des Pumpenauslassventils anzupassen und dabei die Nenndrehzahl unverändert zu lassen. Im Wesentlichen verändert sich durch die Veränderung der Lage der Rohrleitungskennlinie der Betriebspunkt der Pumpe. Beispielsweise ist der Schnittpunkt A zwischen der Pumpenkennlinie QH und der Rohrleitungskennlinie Q - ∑ h der Grenzbetriebspunkt der Pumpe bei vollständig geöffnetem Ventil. Bei geschlossenem Ventil erhöht sich der lokale Widerstand in der Rohrleitung und der Arbeitspunkt der Wasserpumpe verschiebt sich zum Punkt B nach links, was zu einer entsprechenden Verringerung der Durchflussmenge führt
2, Geschwindigkeitsregelung mit variabler Frequenz
Der Abweichungsbereich vom Betriebspunkt ist die Grundvoraussetzung für die Drehzahlregelung der Wasserpumpe. Wenn sich die Drehzahl der Wasserpumpe ändert, bleibt die Ventilöffnung unverändert, die Eigenschaften des Rohrleitungssystems bleiben unverändert und die Wasserversorgungskapazität und die Förderhöheneigenschaften ändern sich entsprechend. Wie in Abbildung 2 dargestellt, ist A der Gleichgewichtsbetriebspunkt (auch Arbeitspunkt genannt) der Wasserpumpe, entsprechend dem Wirkungsgrad η a. Um die Durchflussmenge zu reduzieren, kann die Drehzahl gesenkt werden. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Betriebspunkt B, entsprechend dem Wirkungsgrad η b, und die Wasserpumpe befindet sich noch in der Zone. Auch die Geschwindigkeitsregelung mit variabler Frequenz weist Einschränkungen auf. Zusätzlich zu den hohen Investitions- und Wartungskosten führt eine zu starke Änderung der Drehzahl der Wasserpumpe zu einer Verringerung des Wirkungsgrads, wodurch der Bereich des Pumpenproportionalgesetzes überschritten wird und eine unbegrenzte Drehzahlregelung nicht möglich ist.
3, Schneidlaufrad
Das Schneidgesetz besagt, dass der entsprechende Wirkungsgrad der Wasserpumpe vor und nach dem Schneiden als konstant angesehen wird, wenn die Schneidmenge des Laufrads innerhalb einer bestimmten Grenze gesteuert wird. Das Schneiden von Laufrädern ist eine einfache und praktikable Möglichkeit, die Leistung von Wasserpumpen zu ändern, und die variable Durchmesseranpassung hat die Einschränkungen der Wasserpumpentypen und -spezifikationen in gewissem Maße überwunden und den Anwendungsbereich von Wasserpumpen erweitert.
4, Reihen- und Parallelschaltung von Wasserpumpen
Bei der Reihenschaltung von Wasserpumpen ist darauf zu achten, ob die letztere Pumpe dem Druckanstieg standhält. Vor dem Start sollte das Auslassventil jeder Pumpe geschlossen werden, und dann sollten die Pumpe und das Ventil nacheinander geöffnet werden, um Wasser nach außen zuzuführen.
Unter Parallelschaltung von Wasserpumpen versteht man die Förderung von Flüssigkeiten durch zwei oder mehr Pumpen an dieselbe Druckleitung mit dem Ziel, den Durchfluss bei gleicher Druckhöhe zu erhöhen.
Wenn der Zweck nur darin besteht, den Durchfluss zu erhöhen, gilt: Je flacher die Kennlinie der Rohrleitung ist, desto größer ist der Durchfluss parallel als in Reihe, was dem Betrieb zuträglicher ist.
5, Fazit
Obwohl die Ventildrosselung zu Energieverlusten und -verschwendung führen kann, ist sie in einigen einfachen Situationen immer noch eine schnelle und einfache Möglichkeit, den Durchfluss zu regulieren. Die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz wird aufgrund der guten Energieeinsparwirkung und des hohen Automatisierungsgrades von Anwendern zunehmend bevorzugt; Schneidlaufräder werden im Allgemeinen in Reinwasserpumpen verwendet, aber aufgrund von Änderungen in der Pumpenstruktur ist ihre Vielseitigkeit schlecht; Reihen- und Parallelschaltungen von Wasserpumpen eignen sich nur dann, wenn eine einzelne Pumpe die Förderaufgabe nicht erfüllen kann und zu viele Reihen- oder Parallelpumpen unwirtschaftlich sind. Im praktischen Einsatz sollten geeignete Wasserpumpen unter mehreren Gesichtspunkten betrachtet werden, um wirtschaftlich sinnvoll und langlebig zu sein.