选用原则
水泵是一种面大量广的通用型机械设备,它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门,在国民经济中占有重要的地位。据79年统计,我国泵产量达125.6万台。水泵的电能消耗占天下电能消耗的21%以上。因此鼎力大举降低泵有能源消耗,对节约能源具用十分重大的意义。
近年来,我们水泵行业设计研制了许多高效节能产物,如QBY泵、IHF泵、CQB泵、PF泵、FSB泵、2XZ泵、ZW泵等型号的泵类产物,对降低泵的能源消耗起了踊跃作用。但是今朝在国民经济各个领域中,由于选型分歧理,许多的泵处于分歧理运行状况,运行效率低,浪费了大量能源。另有的泵由于选型分歧理,根本不能使用,或者使用维修成本增长,经济效益低。由此可见,合理选泵对节约能源同样具有重要意义。
所说的合理选泵,就是要综合思量水泵机组和泵站的投资和运行用度等综合性的技术经济指标,使之符合经济、安全、适用的原则。具体来讲,有以下几个方面:
必须满足使用流量和扬程的要求,即要求泵的运行工次点(装配特性曲线与水泵的性能曲线的相交的点)经常连结在高效区间运行,这样既省动力又不易损坏机件。
所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜,又要具有杰出的特性和较高的效率。
具有杰出的抗汽蚀性能,这样既能减小泵房的开挖深度,又不使水泵发生汽蚀,运行平稳、寿命长。
按所选水泵建泵站,工程投资少,运行用度低。
第二节水泵选型步骤
一、列出基本数据:
1、介质的特性:介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。
二、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。
3、介质温度:(℃)
4、所需要的流量
一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须思量工艺变化时对流量的影响。农业用泵若是采用明渠输水,还必须思量渗漏及蒸发量。
5、压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程丧失)。
6、管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。如果需要的话还应作出装配特性曲线。
七、在设计布置管道时,应注意如下事项:
A、合理选择管道直径,管道直径大,在不异流量下、液流速度小,阻力丧失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力丧失急剧增大,使所选泵的扬程增长,配带功率增长,成本和运行用度都增长。因此应从技术和经济的角度综合思量。
B、排出管及其管接头应思量所能承受的最大压力。
C、管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯儿的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。
D、水泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调治泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生伟大的反向压力,使泵损坏)
二、确定水泵流量扬程
流量的确定
a、如果生产工艺中已给出最小、没事了、最大流量,应按最大流量思量。
b、如果生产工艺中只给出没事了流量,应思量留有一定的余量。
对于ns;100的大流量低其不意扬程泵,流量余量取5%,对ns;50的小流量高扬水泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,对质量差劲和运行条件恶劣的泵,流量余量应取10%。
c、如果基本数据只给重量流量,应换算成体积流量。
高温重质油泵用机械密封的选用
对石化行业来讲,高温重质油泵用机械密封的选用一直是一大难题,例如催化裂化油浆泵、回炼油泵、常压塔底泵、初馏塔底泵、减压塔底泵、延迟焦化的辐射进料泵等。
高温重质油泵的介质具有以下共同的特点:
温度高:一般在340~400℃;
介质粘度大:在温度下一般运动粘度为(12~180)×10-6m/s;
介质有颗粒:如反应剂、焦炭、含有砂粒等其他杂质。
对于高温重油介质泵用机械密封。现在各个企业都采用焊接金属波纹管机械密封。现在使用情况较好的有DBM型、XL-604/606/609型、YH-604/606/609型等。波纹管材料采用AM350、INCONEL718、哈氏B、C等不锈钢;耐腐蚀高温合金等,有的波片采用双层结构,使其承压力从2MPa上涨到5MPa,这些都有效处理完成了波纹管的失弹问题。
针对波纹管内侧结焦和结炭以及含固体颗粒等情况,处理完成的办法有关资料已做了相关申明,比如采用蒸汽吹扫、摩擦副采用"硬对硬"、采用外冲洗等等,这些在一定水平上起到了较好的作用,这里不再过多阐述。但是以前提出的各种方法再实际应用中由于种种因素的影响效果不敷理想。为了更好的提高机械密封的使用寿命,节资降耗,针对各种情况,建议应把以下措施综合起来采用:
a)将金属波纹管设计成旋转型结构,旋转的波纹管机械密封有自洗濯的离心作用,这可以削减波纹管外围沉积和内侧结焦。
b)对摩擦副组对材料,建议使用"硬对硬"结构,一般采用碳化钨对碳化钨(其中选YG6-YG6)和碳化钨对碳化硅。选用"硬对硬"结构,必须注意以下几个问题:
1)冷却系统要保障,禁止冷却水中断,以防端面升高,润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑,加剧磨损;
2)机械密封在安装过程当中,要给密封端面浇一些润滑油(机油或黄油均可)。以防止起泵时。密封端面由于缺乏润滑而造成的干摩擦;
3)采用清洁的外冲洗是处理完成溶剂颗粒堆积的比力有效的方法之一,但这种方法浪费较大,而且各种泵的介质、温度、压力(一般要求冲洗液压力比介质旁压力高0.07~0.12MPa)又各不不异,外冲洗系统结构就更繁杂,加之外冲洗设施的投入以及维护用度的消耗,有时会造成弊大于利,尤其是一些中小型企业。因此许多企业的封油系统弃之不消,或者就没有设这套系统,针对这些情况,建议使用配用隔离介质的多密封结构,如油浆泵、回炼油泵等,使用双端面机械密封,在两组密封端面之间充满隔离介质(洁净的机油等),如图3所示。
这种结构可有效地延长机械密封的使用寿命,一般可达6000~8000h以上。别的,采用这种思量以下两点:
①靠近叶轮的一组密封端面材料选用"硬对硬"结构(如YG6-YG6);而靠近机械密封压盖的一组密封端面既可选用浸铜或锑的碳--石墨对碳化钨或碳化硅;
②对高温油泵选用的隔离介质,要具有热分化温度、自燃点、闪点高(一般在260℃以上)、热氧化稳定性好、高温蒸发丧失小的特点。
离心泵调治体式格局与能耗分析
通过离心泵与管路系统的特性曲线图分析了离心泵流量调治的几种主要体式格局:出口阀门调治、泵变速调治和泵的串、并联调治。用特性曲线图分析了出口阀门调治和泵变速调治两种体式格局的能耗丧失,并进行了对比,指出离心泵用变速调治流量比用出口阀门调治流量可以更好的节约能耗,且节能效率与流量变化大小有关。在实际应历时应该注意变速调治的范围,才能更好的应用离心泵变速调治。
离心泵是广泛应用于化工工业系统的一种通用流体机械。它具有性能适应范围广(包括流量、压头及对输送介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、操作用度低等诸多优点。通常,所选离心泵的流量、压头可能会和管路中要求的不相符,或由于生产任务、工艺要求发生变化,此时都要求对泵进行流量调治,实质是改变离心泵的事情点。离心泵的事情点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的,因此,改变任何一个的特性曲线均可以达到流量调治的目的。今朝,离心泵的流量调治体式格局主要有调治阀控制、变速控制以及泵的并、串联调治等。由于各种调治体式格局的原理不同,除有自己的优缺点外,造成的能+量损耗也不一样,为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调治体式格局,必须全面地了解离心泵的流量调治体式格局与能耗之间的瓜葛。
1、水泵流量调治的主要体式格局
1.1改变管路特性曲线
改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制,其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的事情点。
1.2改变离心泵特性曲线
按照比例定律和切割定律,改变水泵的转速、改变水泵结构(如切削叶轮外径法等)两种方法都能改变离心泵的特性曲线,从而达到调治流量(同时改变压头)的目的。但是对于已经事情的水泵,改变水泵结构的方法不太方便,并且由于改变了水泵的结构,降低了水泵的通用性,尽管它在某些时候调治流量经济方便[1],在生产中也很少采用。这里仅分析改变离心泵的转速调治流量的方法。从图1中分析,当改变水泵转速调治流量从Q1降落到Q2时,水泵的转速(或机电转速)从n1降落到n2,转速为n2下泵的特性曲线Q-H与管路特性曲线He=H0+G1Qe2(管路特曲线不变化)交于点A3Q2,H3,点A3为通过调速调治流量后新的事情点。此调治方法调治效果明显、快捷、安全可靠,可以延长水泵使用寿命,节约电能,别的降低转速运行还能有效的降低离心泵的汽蚀余量NPSHr,使泵远离汽蚀区,减小离心泵发生汽蚀的可能性[2]。缺点是改变泵的转速需要有通过变频技术来改变原动机(通常是电动机)的转速,原理复杂,投资较大,且流量调治范围小。
1.3泵的串、并连调治体式格局
当单台离心泵不能满足输送任务时,可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台不异型号的离心泵并联,虽则压头变化不大,但加大了总的输送流量,并联泵的总效率与单台泵的效率不异;离心泵串联时总的压头增大,流量变化不大,串联泵的总效率与单台泵效率不异。
二、不同调治体式格局下泵的能耗分析
在对不同调治体式格局下的能耗分析时,文章仅针对今朝广泛采用的阀门调治和泵变转速调治两种调治体式格局加以分析。由于离心泵的并、串联操作期于提高压头或流量,在化工领域运用不多,其能耗可以结合图2进行分析,方法基本不异。
2.1阀门调治流量时的功耗
离心泵运行时,电动机输入泵轴的功率N为:
N=vQH/η
式中N--轴功率,w;
Q--水泵的有效压头,m;
H--水泵的实际流量,m3/s;
v--水泵流体比重,N/m3;
η--水泵的效率。
当用阀门调治流量从Q1到Q2,在事情点A2消耗的轴功率为:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3--实际有用功率,W;
vQ2H2-H3--阀门上损耗得功率,W;
vQ2H21/η-1--离心泵丧失的功率,W。
2.2变速调治流量时的功耗
在进行变速分析时因要用到离心泵的比例定律,按照其应用条件,以下分析均指离心泵的变速范围在±20%内,且离心泵本身效率的变化不大[3]。用电动机变速调治流量到流量Q2时,在事情点A3泵消耗的轴功率为:
NA3=vQ2H3/η
同样经变换可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H31/η-1(2)
式中vQ2H3--实际有用功率,W;
vQ2H31/η-1--离心泵丧失的功率,W。
3、论断对于今朝离心泵通用的出口阀门调治和泵变转速调治两种主要流量调治体式格局,水泵变转速调治节约的能耗比出口阀门调治大得多,这点可以从两者的功耗分析和功耗对比分析看出。通过离心泵的流量与扬程的瓜葛图,可以更为直不雅的反映出两种调治体式格局下的能耗瓜葛。通过水泵变速调治来减小流量另有帮助于降低离心泵发生汽蚀的可能性。当流量减小越大时,变速调治的节能效率也越大,即阀门调治损耗功率越大,但是,泵变速过大时又会造成泵效率降低,凌驾水泵比例定律范围,因此,在实际应历时应该从多方面思量,在二者之间综合出最佳的流量调治方法。
为何离心泵启动时要关闭出口阀?
因离心泵启动时,泵的出口管路内还没水,因此还不存在管路阻力和提升高度阻力,在泵启动后,泵扬程很低,流量很大,此时泵机电(轴功率)输出很大(据泵性能曲线),很容易超载,就会使泵的机电及线路损坏,因此启动时要关闭出口阀,才能使泵没事了运行。
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