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锅炉泵最佳工况点的计算方法

发布日期: 2018-07-04
浏览人气: 162

锅炉泵装置工况点是怎么计算出来的?第一种方式,用方程求解,以下介绍锅炉给水泵装置工况点的计算方法:


锅炉泵装置工况点计算方法:

        锅炉泵装置工况点(流量和扬程)的计算公式如下,即由下列两个方程式中求解Q、H值。

H=f(Q)(2-55)


H=Hsr+∑SQ²(2-56)

        式(2-55)方程式是泵的性能曲线方程,式(2-56)是管道系统特性曲线方程,根据两个方程解出Q和H值.


        由式(2-55)、式(2-56)可见:两个方程式求两个未知数是完全可能的,关键在于如何来确定泵的H=f(Q)函数关系。


锅炉泵最佳工况点的计算方法


        现假设水泵厂样本中所提供Q-H曲线上的高效段,可用下列方程的形式来表示,即:

        H=Hx-hx (2-57)

        性能曲线方程式中:

        H——泵的实际扬程;

        Hx——泵在Q=0时所产生的虚总扬程(净扬程);

        hx——相应于流量为Q时,泵体内的虚水头损失之和,hx=SxQ;

        Sx——泵体内虚阻耗系数;

        m——指数。对给水管道一般m=2或m=1.84。

        现采用m=2,则得:

        H=Hx-SxQ² (2-58) 

锅炉泵最佳工况点的计算方法

图1 锅炉泵虚扬程

        图1为式(2-58)的图示形式,它将泵的高效段SxQ²视为曲线的一个组成部分,并延长与纵轴相交得Hx值。然后,在高效段内任意选取两点的坐标,代入式(2-58),此两点一定能满足此方程式,即:  

锅炉泵最佳工况点的计算方法 

        对于一台泵而言:锅炉泵最佳工况点的计算方法(2-59)  因H1、H2、Q1、Q2均为已知值,故可以求出Sx值。将式(2-59)代入式(258)可得: 锅炉泵最佳工况点的计算方法 (2-60)

锅炉泵最佳工况点的计算方法 

        由式(2-60)可以求出Hx值。表2-2所示为根据水泵厂生产的SA型及部分旧型号锅炉泵的资料求得的Hx及Sx值。在求出了Hx及Sx值后,泵的Q-H特殊曲线方程式,就可以写出为:

   H=Hx-SxQ² (2-61)

        当锅炉泵工作时,由式2-56)及式(2-61)可得:锅炉泵最佳工况点的计算方法  也即:  锅炉泵最佳工况点的计算方法  (2-62)


        式中Hx、Sx及∑S均为已知值,当HST一定时,即可求出泵相应工况点的流量和扬程。

锅炉泵最佳工况点的计算方法


        上述方程式(2-61)的建立,是把泵的高效段视为二次抛物线上的一段。采用这种方式来建立Q-H特性曲线方程,称为抛物线法。但是,实际上并不是每台泵的高效段均能满足此假设条件的。这样,在实际采用中就会存在一定的误差。


        拟合锅炉泵Q-H曲线方程的另一途径是采用最小二乘法来进行。设Q-H曲线可用下列多项式拟合:

锅炉泵最佳工况点的计算方法(2-63a)


        则根据最小二乘原理求H0、A1、A2、…、Am的线性方程组(亦称正则方程组)为: 

 锅炉泵最佳工况点的计算方法

        解式(2-63b)式就可求得H0、A1、A2、…、Am。


        实际工程中,一般取m=2或m=3。


        m=2时 H=Ho+A1Q+A2Q² (2-63c)


        m=3时 H=Ho+A1Q+A2Q²+A3Q³ (2-63d)


        【例】现有锅炉泵一台,转速n=1450r/min,叶轮直径D=466mm,其Q-H特性曲线如图2-27所示。试拟合Q-H特性曲线方程。 14SA-10型锅炉泵Q-H曲线上的坐标值(表2-3)


 锅炉泵最佳工况点的计算方法


        【解】由14SA-10型的Q-H特性曲线上,取包括(Qo,Ho)在内的任意4点,其值见表2-3.上表中H值单位为m,Q值单位为L/s。求解过程为:

锅炉泵最佳工况点的计算方法


        已知的坐标值代入式(2-63b)方程,可得: 

 

        将上式简化后,解得:A1=0.168; A2=-0.000017


        将结果A1、A2值代入式(2-63a),得出该泵的Q-H特性曲线方程为:


        H=72+0.168Q-0.00017Q²


        将上式与该泵装置的管道特性曲线方程联立,即可求得其工况点的(Q,H)值。

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