วิธีการควบคุมการไหลของปั๊มหอยโข่งแบบท่อ

1. การควบคุมปริมาณทางออก  

สำหรับปั๊มที่มีความเร็วเฉพาะต่ำและปานกลาง นี่เป็นวิธีการควบคุมการไหลทั่วไปและประหยัด แม้ว่าโดยทั่วไปจะจำกัดอยู่เพียงปั๊มดังกล่าวก็ตาม การปิดวาล์วประเภทใดๆ บางส่วนบนไปป์ไลน์ทางออกจะเพิ่มส่วนหัวของระบบ ส่งผลให้ส่วนโค้งของส่วนหัวของระบบตัดกับส่วนโค้งส่วนหัวของปั๊มท่อที่อัตราการไหลน้อยลง  

การควบคุมปริมาณทางออกจะเปลี่ยนจุดการทำงานไปยังบริเวณที่มีประสิทธิภาพต่ำ และสร้างการสูญเสียพลังงานที่วาล์วปีกผีเสื้อ สิ่งนี้อาจมีนัยสำคัญสำหรับการติดตั้งปั๊มขนาดใหญ่ ซึ่งวิธีการควบคุมการลงทุนที่สูงกว่าอาจพิสูจน์ได้ว่ามีความน่าสนใจในเชิงเศรษฐกิจมากกว่า การควบคุมให้อยู่ในตำแหน่งปิดอาจทำให้ของเหลวภายในปั๊มร้อนเกินไป สามารถใช้ท่อบายพาสเพื่อรักษาอัตราการไหลขั้นต่ำที่จำเป็น หรือใช้วิธีการควบคุมทางเลือกอื่นได้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับปั๊มที่ต้องจัดการน้ำร้อนหรือของเหลวที่ระเหยได้  

2. การควบคุมปริมาณการดูด  

หากมี NPSH (หัวดูดสุทธิบวก) เพียงพอ การควบคุมปริมาณในท่อดูดสามารถประหยัดพลังงานได้บางส่วน เชื้อเพลิงเครื่องยนต์ไอพ่นปั๊มท่อมักใช้การควบคุมปริมาณน้ำเข้าเนื่องจากการควบคุมปริมาณน้ำออกอาจทำให้ของเหลวร้อนเกินไปหรือกลายเป็นไอได้ ที่อัตราการไหลต่ำมาก ใบพัดของปั๊มเหล่านี้จะถูกเติมของเหลวเพียงบางส่วนเท่านั้น ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเข้าและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะอยู่ที่ประมาณ 1/30 ของกำลังเมื่อใบพัดทำงานอย่างเต็มที่ระหว่างการควบคุมปริมาณทางออก  

อัตราการไหลของปั๊มคอนเดนเสทมักจะถูกควบคุมโดยความลึกใต้น้ำ ซึ่งเทียบเท่ากับการควบคุมปริมาณน้ำเข้า การออกแบบพิเศษสามารถลดความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศให้กับปั๊มเหล่านี้ได้ แม้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะค่อนข้างต่ำก็ตาม  

3. ระเบียบบายพาส  

ทั้งหมดหรือบางส่วนที่ไหลออกมาจากปั๊มท่อท่อจ่ายของปั๊มสามารถเปลี่ยนเส้นทางผ่านท่อบายพาสกลับไปยังช่องดูดของปั๊มหรือจุดอื่นที่เหมาะสม ทางเบี่ยงสามารถติดตั้งช่องการไหลและวาล์วควบคุมที่เหมาะสมได้ตั้งแต่หนึ่งช่องขึ้นไป โดยทั่วไปจะใช้การสูบจ่ายบายพาสเพื่อลดการไหลของปั๊มป้อนหม้อไอน้ำ โดยส่วนใหญ่เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป หากทางเบี่ยงเปลี่ยนทิศทางการไหลส่วนเกินจากปั๊มใบพัดแทนที่จะใช้การควบคุมปริมาณทางออก จะช่วยประหยัดพลังงานได้มาก  

4. การควบคุมความเร็ว  

วิธีการนี้จะช่วยลดกำลังที่ต้องการให้เหลือน้อยที่สุดและกำจัดความร้อนสูงเกินไประหว่างการควบคุมการไหล กังหันไอน้ำและเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถปรับให้เข้ากับการควบคุมความเร็วได้อย่างง่ายดายโดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อย สามารถใช้อุปกรณ์ปรับความเร็วเชิงกล แม่เหล็ก และไฮดรอลิก รวมถึงมอเตอร์ปรับความเร็วรอบ DC และ AC เพื่อปรับความเร็วได้  

มอเตอร์แบบปรับความเร็วได้มักจะมีราคาแพง และจะสมเหตุสมผลหลังจากการศึกษาทางเศรษฐศาสตร์เป็นกรณีเฉพาะเท่านั้น มีการศึกษาการควบคุมใบพัดแบบปรับได้: สำหรับปั๊มที่มีความเร็วเฉพาะ 5700 (2.086) ใบพัดนำทางแบบปรับได้ที่ติดตั้งก่อนที่ใบพัดจะมีประสิทธิภาพ ใบพัดเหล่านี้สามารถสร้างการหมุนล่วงหน้าเชิงบวก ลดส่วนหัว การไหล และประสิทธิภาพ แม้ว่าผลการปรับจะค่อนข้างน้อยสำหรับความเร็วเฉพาะอื่นๆ  

ในยุโรป ปั๊มกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่สำหรับการผลิตไฟฟ้าประสบความสำเร็จในการใช้ใบพัดกระจายทางออกแบบปรับได้ นอกจากนี้ ปั๊มใบพัดที่มีใบพัดแบบแปรผันยังได้รับการพัฒนาอีกด้วย ทำให้มีช่วงการไหลที่กว้างโดยมีส่วนหัวคงที่และสูญเสียประสิทธิภาพค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูงจนเกินไป ซึ่งจำกัดการใช้งานจริง  

5. การฉีดอากาศ  

การฉีดอากาศเข้าไปในช่องดูดของปั๊มเป็นวิธีการควบคุมการไหลอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งสามารถประหยัดพลังงานได้บางส่วนเมื่อเทียบกับการควบคุมปริมาณทางออก อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปอากาศในของเหลวที่ขนส่งมักไม่เป็นที่พึงปรารถนา และอากาศที่มากเกินไปอาจเสี่ยงต่อการสูญเสียหัวรองพื้นของปั๊ม ดังนั้นวิธีนี้จึงไม่ค่อยได้ใช้ในทางปฏิบัติยกเว้นเฉพาะกรณีเท่านั้น