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水泵的起动特性

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通常,中小型泵机组的起动,不存在什么问题,大型泵机组的起动,会引起很大的冲击电流,影响电网的正常运行。另外,大型机组惯性和阻力矩大,有时会使起动造成困难。在很多大型泵站中,为了提高电网功率因数,使用同步电机,如果起动阻力矩过大,则不能牵入同步。

 一般离心泵的轴功率,关死点最小,随流量的增加而增加。轴流泵正好相反,混流泵介于二者之间。

根据统计资料,各种泵关死点轴功率PQ=0和泵额定轴功率的关系如下:

离心泵  PQ=0 =(30%~90%)P    (关阀起动)

混流泵  PQ=0 =(100%~130%)P  (开或关阀起动)

轴流泵  PQ=0 =(140%~200%)P  (开阀起动)

一、水泵机组转矩平衡方程

泵机组在起动过程中,各种转矩之间应满足下列方程

    M+M加速=(M机组+M水阻)+M加速

 

式中  M ----- 电动机转矩

      M-----机组总阻力矩

      M机组-----在起动过程中,由于各种机械摩阴(如轴承、填料等)形成的阻力矩;

      M水阻-----在起动过程中,由于各种水力摩阴形成的阻力矩;

      M加速-----在起动过程中,机组的加速转矩。

      M加速的表达式如下:

图片1.png

式中 J-----机组的转动惯量;

     DG2-----机组的飞轮转矩;

     -----在起动过程中,转速对时间的变化率

当转速达到额定转速时,=0,M加速=0,所以M=M,机组投入稳定运行状态。对于同步电动机,当转速达到同步转速的95%时,还必须使M>M,方能牵人同步。

一、阻力矩的确定方法

机械摩阻力矩双分为静阻力矩和动阻力矩。静阻力矩是在起动瞬间克服静机械摩擦的力矩,一量起动后,此静阻力矩迅速降低而变为动阻力矩。

(一)静阻力矩

     静阻力矩受填料松紧,轴承润滑等影响,难以精确计算,一般为(0.05~0.03)MN(MN为机组的额定转矩)。在一般情况下,可按下式计算

1、对于立式轴流泵

M静阻=fGR

式中G-----机组转动部分重量;

R-----电动机转子半径;

F-----轴承、填料等处的静摩擦系数,一般为F=0.1~0.2

2、对于卧式离心泵、根据斯捷潘诺夫的资料

当n=3600r/min 时M静阻 =1.25%MN

当n=1800r/min 时M静阻 =5%MN

当n=1200r/min 时M静阻 =11.25%MN

利用以上数据,得到计算M静阻 的公式为

M静阻 =KMn                 K=1.6×105

式中nN-----额定转速(r/min).

 

(二)动阻力矩

动阻力矩包括轴承,填料的摩擦以及电动机的风损、热损和风扇损耗等。动阻力矩和转速关系不大,主要和机械效率有关。水泵轴承、填料的动阻力矩很小,通常为(0.01~0.02)Mn。所以,一般情况下可只考虑电动机的动阻力矩。电动机的动阻力矩按下式计算

图片2.png

式中M电(N)-----电动机额定转矩;

-----电动机额定效率。

因为动阻力矩基本上和转速无关,所以,机械阻力矩和转速的关系曲线上所示。

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