渣浆泵采用变频控制出力不足原因分析与解决

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渣浆泵是一种输送含有磨蚀性杂质颗粒的浆体的离心泵,广泛应用于电力、冶金、煤炭、氧化铝、化工、航道疏浚等行业,是工艺系统中的关键设备。渣浆泵的合理选型,以及传动方式的正确选择,可以充分发挥泵的性能,延长使用寿命,节约能源。

二、渣浆泵采用变频控制的选择要求

电机在额定频率以下恒转矩工作,额定频率以上为恒功率运行。一般用于渣浆泵的变频调速都在基准频率(我国为50HZ)以下,所以是恒转矩调速。我们知道,电机在工频以下工作时,输出功率与电机的频率成正比,与电机的运行转速也成正比。

其中:P输出代表电机输出功率;P额定代表电机额定功率

n输出代表电机实际转速;n额定代表电机额定转速

f输出代表电动机的实际运行频率;f输出代表电动机的额定频率

由于电机降频后输出功率P输出会随着转速n输出的降低而降低,所以必须核算电动机的输出功率P输出,一定要大于渣浆泵所需轴功率Pa,否则会因出力不足,使渣浆泵不能正常运行,并对电机造成损坏。

三、渣浆泵出力不足的参数调整方案

1、车削叶轮。根据水泵叶轮车削定律,泵转速与叶轮直径的成正比,因此D2/D1=n2/n1。因此,叶轮车削后,渣浆泵的性能下降,达到原来参数所需转速升高,而根据公式(1)可知,电机输出功率P输出与电机输出转速n输出成正比,渣浆泵的要求转速提高后可以减少电机输出功率的损失。

2、通过皮带传动、液力耦合器、减速机等调整渣浆泵转速,使电机输出转速n输出提高。

3、提高电机额定功率P额。

四、现场问题举例说明

某冶金选厂所用200型二段旋流器给料泵参数为:流量Q=563m3/h,扬程H=37m,比重r=1.68t/m3,泵效率η=70%,选择的泵转速应为600rpm,选择8级160KW电机,额定电流292A,额定转速740rpm。但是现场反映泵在实际运行中出力不足,参数达不到要求,提高频率后电机超电流,并发热。

1、通过计算得出泵的轴功率Pa:

2、核算600rpm转速下的输出功率P输出:

3、由此可知,在电机通过变频电机调到600rpm时,电机的实际输出功率P输出129.73KW<泵的轴功率Pa=136.1KW,但是相差不大,电机本身有一定的富裕系数,可承受一定的过载。因此,在此工况下,电机偶尔发热,但是转速再调高就会严重发热,因此,必须对泵或者电机进行改造。

五、确定改造方案

由于渣浆泵采用的是直联传动,因此首先考虑车削叶轮方案。如可行,此方案改造费用最低,改造时间最短。

1、核算车削后泵相对于原型泵叶轮的转速n2:

根据公式:D2/D1=n2/n1,n2=D2/D1*n1=64/70*740=676rpm,即叶轮车削后泵转速为740rpm时,能达到原型泵叶轮直径676rpm时的参数。因此,可将n2=676rpm作为叶轮车削后的额定转速,下面计算达到600rpm时参数的电机输出功率。

2、n2转速作为额定转速下电机的输出功率计算:

3、比较n2转速下电机的输出功率P输出与泵额定工况轴功率Pa

电机输出功率P输出=142.01KW>Pa=136.1KW,改造方案合理。

六、改造效果

1、改造后,泵性能达到参数要求,泵和电机均正常运行,无电机超载和烧毁情况发生。

2、改造后,由于电机输出功率有了很多富裕量,用户可以通过提高电机的转速提高生产率。

3、本方案没有改变传动方式、混凝土基础,没有增大电机,只是车削叶轮,节约了很多改造费用和改造时间。

七、结束语

渣浆泵结构简单,但是在运行中出现的问题确是五花八门,只有通过科学合理的选型和正常维护,才能让设备运行可靠。通过本次改造,设备正常运行,解决了电机过载、发热的问题,提高了生产率,并且为用户节约了维修资金和运行成本,取得了良好的经济效益。

 

石家庄渣浆泵厂家
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