如何改造水泵方案以及深井潛水是怎么冷卻的
點(diǎn)擊：947 日期：2021-05-17
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國(guó)內(nèi)主要的水泵節(jié)能主要有以下幾種節(jié)能技術(shù)：切割葉輪、變頻技術(shù)、三元流技術(shù)和專用節(jié)能泵，下面我們來分析一下這幾種節(jié)能技術(shù)的特點(diǎn)。
1、切割葉輪節(jié)能
眾所周知，在離心式水泵的構(gòu)造中，決定水量大小和揚(yáng)程高低的一個(gè)重要部件就是葉輪。其工作原理是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)其內(nèi)部的液體旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生離心力。我們?cè)诔踔形锢碚n上就學(xué)過，決定離心力大小的一個(gè)重要因素是旋轉(zhuǎn)半徑，從這我們就可以看出，一旦一個(gè)離心泵的葉輪被切割，也就是將葉輪的直徑變小，那么該葉輪的內(nèi)部的液體的離心力肯定會(huì)變小，其后果只能是造成水泵的流量、揚(yáng)程等參數(shù)下降，可能對(duì)安全生產(chǎn)造成隱患。
2、變頻節(jié)能技術(shù)
變頻的主要工作原理是依靠變頻改變水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的頻率，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，其主要應(yīng)用的范圍是：
1)該電機(jī)的負(fù)荷隨生產(chǎn)工況的需要呈現(xiàn)周期性的變化，在這種工況下，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷降低時(shí)，該電機(jī)的負(fù)荷也隨之降低，運(yùn)用變頻技術(shù)就可以使該電機(jī)在此時(shí)的轉(zhuǎn)速降低，從而達(dá)到節(jié)能的效果，但若是在運(yùn)行工況比較平穩(wěn)的系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的節(jié)能率會(huì)明顯下降。
2)適應(yīng)于某些循環(huán)水系統(tǒng)因設(shè)計(jì)參數(shù)富余量較大的水泵，即所謂的“大馬拉小車”時(shí)，才有一定的效果，在這種工況下，依靠變頻改變泵電機(jī)的頻率，降低泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整水泵Q、H值工況點(diǎn)，使水泵的實(shí)際流量值低于水泵的額定流量值，以此來達(dá)到節(jié)能的目的。
離心泵是以水力特性最佳條件下的比轉(zhuǎn)速作為相似準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，每一種泵的流道水力模型的幾何尺寸必須與它的設(shè)計(jì)參數(shù)Q（流量）、H（揚(yáng)程）、r/min（轉(zhuǎn)速）一一對(duì)應(yīng)才能產(chǎn)生水泵的最終效率。因此，泵葉輪水力模型及幾何尺寸不可能隨轉(zhuǎn)速改變而相應(yīng)改變，所以變頻調(diào)速使泵的額定轉(zhuǎn)速降低，隨之泵的輸出流量減小，泵的揚(yáng)程降低，泵實(shí)際效率降低，并遠(yuǎn)低于該泵原效率值。
當(dāng)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)選用的循環(huán)水泵的性能參數(shù)Q、H值富余量不大時(shí)，如果采用變頻調(diào)速將泵的實(shí)際參數(shù)Q、H值變小，可能會(huì)造成水泵流量減小值過大，系統(tǒng)冷卻水量不足，造成冷卻水系統(tǒng)水溫升高。
井用潛水泵按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為充水式、充油式、屏蔽式和干式四種，電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔所充介質(zhì)分為水、油和空氣三種，而屏蔽式電動(dòng)機(jī)定子腔內(nèi)充有環(huán)氧樹脂或塑料填充物，電動(dòng)機(jī)外部介質(zhì)則為井水。
各種結(jié)構(gòu)的潛水泵的冷卻方式各不相同，可分為四種基本的類型。
1、電動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)、外雙水冷方式
井用充水式潛水泵內(nèi)腔充水，定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和轉(zhuǎn)子端環(huán)）等均浸在水中，直接由機(jī)內(nèi)的水冷卻。電動(dòng)機(jī)定子鐵損耗、定子槽部繞組的電阻損耗和端部繞組的部分電阻損耗所產(chǎn)生的熱量直接通過定子鐵心，經(jīng)機(jī)殼傳給流經(jīng)機(jī)殼表面的井水帶走。轉(zhuǎn)子繞組的電阻損耗和轉(zhuǎn)子鐵損耗所產(chǎn)生的熱量， 一部分經(jīng)氣隙直接傳給定子，經(jīng)定子傳給電動(dòng)機(jī)外的井水帶走；另一部分傳給轉(zhuǎn)子腔的水中，此部分熱量與定子端部繞組傳給內(nèi)腔充水的另一部分電阻損耗熱量以及機(jī)械損耗所產(chǎn)生的熱量一起，經(jīng)內(nèi)腔充水傳給定子鐵心、機(jī)殼和軸承座，最后也通過電動(dòng)機(jī)機(jī)殼和軸承座等零部件的表面?zhèn)鹘o井水帶走。這種電動(dòng)機(jī)內(nèi)、外雙水冷的冷卻方式冷卻效果好，因此，井用充水式潛水泵定子繞組的溫升一般都比較低。
2、定子機(jī)殼水外冷、轉(zhuǎn)子直接水冷卻方武
采用這種冷卻方式的主要是井用屏蔽式潛水電動(dòng)機(jī)例如QJ深井潛水泵。這種電動(dòng)機(jī)的定子為一獨(dú)立的密封腔，將定子鐵心和繞組包封起來，內(nèi)充環(huán)氧樹脂或塑料填充物等，轉(zhuǎn)子腔內(nèi)充滿清水。電動(dòng)機(jī)定子鐵損耗和定子繞組電阻損耗所產(chǎn)生的熱量直接通過定子鐵心或腔內(nèi)充填物，經(jīng)機(jī)殼傳給流經(jīng)機(jī)殼表面的井水帶走。轉(zhuǎn)子繞組的電阻損耗和轉(zhuǎn)子鐵損耗所產(chǎn)生的熱量，一部分通過氣隙中的水和屏蔽套直接傳給定子，經(jīng)定子傳給電動(dòng)機(jī)外的井水帶走：另一部分傳給轉(zhuǎn)子腔內(nèi)所充的水中，此部分熱量與機(jī)械損耗所產(chǎn)生的熱量一起，經(jīng)內(nèi)腔充水傳給定子鐵芯、機(jī)殼和軸承座，最后也通過電動(dòng)機(jī)機(jī)殼和軸承座等零部件的表面專給電動(dòng)機(jī)外的井水帶走。
3、機(jī)內(nèi)油冷卻、機(jī)外水冷卻方式
QY充油式潛水泵即采用這種冷卻方式。充油式電動(dòng)機(jī)的內(nèi)臟充滿絕緣潤(rùn)滑油，它的定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和轉(zhuǎn)子端環(huán)）等部件均浸在油中。電動(dòng)機(jī)定子鐵損耗、定子槽部繞組的電阻損耗和端部繞組的部分電阻損耗所產(chǎn)生的熱量直接通過定子鐵心，經(jīng)機(jī)殼傳給流經(jīng)機(jī)殼表面的井水帶走。轉(zhuǎn)子繞組的電阻損耗和轉(zhuǎn)子鐵損耗所產(chǎn)生的熱量，一部分經(jīng)氣隙中的油液直接傳給定子，經(jīng)機(jī)殼傳給電動(dòng)機(jī)外的井水帶走；另一部分傳給轉(zhuǎn)子腔內(nèi)所充的泊液中，此部分熱量與定子端部繞組傳給內(nèi)腔油液的另一部分電阻損耗熱量以及機(jī)械損耗所產(chǎn)生的熱量一起，經(jīng)內(nèi)腔所充油液傳給定子鐵芯、機(jī)殼和軸承座，最后也通過電動(dòng)機(jī)機(jī)殼和軸承座等零部件的表面?zhèn)鹘o電動(dòng)機(jī)外的井水帶走。
4、機(jī)內(nèi)空氣冷卻、機(jī)外水冷卻方式
采用這種冷卻方式的主要是井用干式潛水泵。干式電動(dòng)機(jī)的內(nèi)腔充滿空氣，它的定子繞組端部和轉(zhuǎn)子的散熱主要依靠機(jī)內(nèi)的空氣。電動(dòng)機(jī)定子鐵損耗、定子槽部繞組經(jīng)機(jī)殼表面的井水帶走。轉(zhuǎn)子繞組的電阻損耗和轉(zhuǎn)子鐵損耗所產(chǎn)生的熱量，一部分經(jīng)氣隙直接傳給定子鐵芯，經(jīng)機(jī)殼傳給電動(dòng)機(jī)外的井水帶走；另一部分傳到機(jī)內(nèi)的空氣中，此部分熱量與定子端部繞組傳給空氣的另一部分電阻損耗熱量以及機(jī)械損耗所產(chǎn)生的熱量一起，經(jīng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)空氣傳給定子鐵芯、機(jī)殼和軸承座，最后也通過電動(dòng)機(jī)機(jī)殼和軸承座等零部件的表面?zhèn)鹘o電動(dòng)機(jī)外的井水帶走。因?yàn)榭諝獾膶?dǎo)熱性很差，熱容量又很小，因此井用于式潛水電動(dòng)機(jī)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的冷卻條件差，溫升相對(duì)比較高。
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