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Sep 28, 2023

산업용 펌프 응용 분야를 위한 유체 역학 드라이브

전력과 전기는 현대 생활의 필수적인 부분이자 세계 경제에 중요합니다. 글로벌 에너지 동향은 최고의 성능을 제공해야 하는 스마트 기술 솔루션에 대한 수요를 보여줍니다.

전력과 전기는 현대 생활의 필수적인 부분이자 세계 경제에 중요합니다. 글로벌 에너지 추세는 가능한 최고의 신뢰성을 제공하고 향후 모든 위험을 견뎌야 하는 스마트 기술 솔루션에 대한 수요를 보여줍니다. 안전한 작동을 보장하려면 이러한 산업에 적용되는 엄격한 표준 요구 사항을 준수해야 합니다. 현대 경제 패러다임에서는 운영 효율성을 극대화해야 할 필요성도 요구됩니다.

회전 장비, 특히 산업용 펌프는 신뢰성과 효율성 측면에서 가장 중요한 장비입니다. 산업용 펌프의 올바른 선택은 전체 공정에서 중요합니다. 현대 산업용 펌프는 헤드와 용량뿐만 아니라 비중 및 점도와 같은 유체 데이터도 변경되는 다양한 작동 방식 내에서 높은 효율성을 보장해야 합니다. 펌프 조절은 일반적으로 이 요구 사항을 충족하는 데 사용됩니다.

이 기사에서는 펌프 조절의 다양한 방법을 주요 내용과 함께 설명하고 다양한 응용 분야의 총 소유 비용을 보여줍니다. 이 기사에서 사용자는 특히 유체 커플링의 속도 조절 및 적용이 전체 작동 프로세스의 신뢰성과 효율성을 높이는 데 어떻게 도움이 되는지 알아봅니다.

이미지 1은 스로틀링, 유체 커플링 사용, 전기 가변 주파수 드라이브(VFD) 등 세 가지 주요 펌프 제어 방법을 보여줍니다.

스로틀 제어의 경우 펌프는 커플링(보통 스페이서 유형)을 통해 펌프에 견고하게 연결된 고정 속도 전기 모터를 통해 직접 구동됩니다. 펌프 헤드와 용량의 제어는 펌프의 토출 라인에 설치된 스로틀 밸브를 통해 이루어집니다. 스로틀 밸브의 마모 수준이 높고 효율성이 크게 떨어지면 이 제어 방법의 적용이 제한되며 일반적으로 좁은 제어 범위만 필요한 경우에 사용됩니다.

두 가지 방법 모두 유체 커플링이나 VFD를 통해 속도 제어를 사용합니다. VFD 적용의 경우 펌프와 모터(일반적으로 스페이서 유형 커플링을 통해 연결됨)는 VFD에서 제공하는 것과 동일한 속도로 회전합니다. 유체 커플링 옵션에서는 표준 고정 속도 모터가 사용되며 속도 제어는 유체 커플링을 통해 수행됩니다. 따라서 VFD 및 유체 커플링 애플리케이션에는 서로 다른 모터가 필요합니다. VFD 제어의 경우 모터에는 절연 베어링이 장착되어야 하며 고정 속도 모터에 비해 서비스 팩터가 더 높은 VFD에 적합한 모터가 장착되어야 합니다. 이로 인해 모터 프레임 크기가 커지고 관련 비용이 추가로 발생할 수 있습니다. 유체 커플링을 적용하면 표준 고정 속도 모터를 사용할 수 있으며 이는 가격과 신뢰성 측면에서 추가적인 이점을 제공합니다.

유체 커플링 개념은 두 임펠러 사이의 유체 순환을 통해 토크 전달 원리를 사용합니다. 운전자의 기계적 에너지는 펌프 휠을 통해 운동 에너지로 변환되어 유체 흐름(오일)의 에너지로 변환되고, 거기에서 다시 터빈 휠의 기계적 에너지로 변환됩니다. 터빈 휠의 속도는 순환 오일의 양을 변경하거나(스쿠프 파이프 또는 스쿠프 튜브 사용, 이러한 기계를 유체 커플링이라고 함) 조정 가능한 베인(이러한 기계를 토크 컨버터라고 함)을 사용하여 변경할 수 있습니다.

드라이버와 구동 기계 사이에 직접적인 금속 접촉이 없기 때문에(오일은 토크를 전달하는 매체 역할을 함) 이러한 유형의 토크 전달에서는 마모가 일반적이지 않습니다.

유체 커플링의 설계와 주요 구성 요소는 그림 2에 나와 있습니다. 오일 흐름은 기어를 통해 구동축에 의해 구동되는 오일 펌프를 통해 오일 쿨러를 통해 순환합니다. 오일 흐름은 구동축에 견고하게 결합된 펌프 휠로 공급되고, 여기서 가속되어 구동 기계(펌프)의 샤프트에 견고하게 결합된 터빈 휠로 배출됩니다.

스쿠프 튜브의 위치를 ​​변경하면 동력 전달 과정에 기여하는 오일의 양이 변경됩니다. 결과적으로 유체 커플링에 오일이 많을수록 펌프로의 출력 속도가 증가하거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 펌프 휠과 터빈 휠 사이에 에너지를 전달하기 위해 남아 있는 최소 슬립은 항상 약 2%입니다. 이미지 3은 스쿠프 튜브 위치에 따라 특성 곡선을 따라 커플링이 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 유체 커플링을 통한 일반적인 속도 제어 범위는 모터 속도의 20% ~ 98%입니다.