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離心泵選用、調(diào)節(jié)、特性、注意事項等相關(guān)知識匯總
標簽: 離心泵
2022-08-24  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)】前言

  離心是泵行業(yè)中應(yīng)用最多的一種泵型,具有很多顯明的特征和優(yōu)點。作為這方面的從業(yè)人員,你應(yīng)該了解其更多的知識和/常識。

  磁力驅(qū)動泵的局限性

  1)它們的效率低于傳統(tǒng)離心泵。

  2)運行區(qū)間比較窄,泵不能離最佳效率點太遠。

  3)它們使用滑動軸承,而不是具有相應(yīng)更多徑向運動的精密軸承。

  4)采用泵送介質(zhì)作為軸承的潤滑劑。

  5)由于軸承以及殼體和磁鐵之間的間隙非常狹小,因此泵送介質(zhì)必須清潔。這意味著你幾乎總是受限于泵送的產(chǎn)品。

  6)小心對溫度升高敏感的產(chǎn)品。在磁力驅(qū)動泵的緊密間隙中,產(chǎn)品會變熱。

  7)不要讓泵干運轉(zhuǎn),否則你會毀了它。

  離心泵何時需采用流體動力軸承?

  1)當滾動軸承的因子DN【即軸承孔徑(mm)乘以運轉(zhuǎn)速度(rpm)】數(shù)超過300,000時。

  泵沙龍注:API 610標準規(guī)定,對于滾珠軸承,因子ndm【n為轉(zhuǎn)速,dm=平均軸承直徑=(內(nèi)徑+外徑)/2】,對于油潤滑的單個軸承,不得超過500,000和對于脂潤滑的軸承,不得超過350,000。

  2)如果標準軸承在額定轉(zhuǎn)速及額定負載下L10壽命不能滿足25,000小時或在額定轉(zhuǎn)速及最大負載下L10壽命不能滿足16,000小時。

  3)如果離心泵的能量強度【即泵的額定功率(kW)和額定轉(zhuǎn)速(rpm)的乘積為4百萬或更大】。

  提高葉輪轉(zhuǎn)速可提高離心泵的效率

  1)葉輪轉(zhuǎn)速從1500 rpm增加到3600 rpm時,效率約提高15 %。

  2)在較低轉(zhuǎn)速下,效率的提高不太明顯。

  3)美制比轉(zhuǎn)速在2000~3000【相當于中國141~212 (rpm, m3/s, m)】的范圍內(nèi)時,泵將獲得最高的效率。

  如果耐磨環(huán)間隙過大

  1)離心泵將承受由內(nèi)部再循環(huán)(回流)引起的過度振動。這可能導(dǎo)致密封和軸承部件的損壞。

  2)由于內(nèi)部回流,泵將無法滿足其設(shè)計性能(如流量、揚程、效率)。

  3)耐磨環(huán)的間隙加倍時,應(yīng)更換耐磨環(huán)。這個額外間隙將增加泵功率需求,其數(shù)量根據(jù)葉輪的比轉(zhuǎn)速而變化:

  - 美制比轉(zhuǎn)速為200【相當于中國14.1(rpm, m3/s, m)】時,增加14 %。

  - 美制比轉(zhuǎn)速為500【相當于中國35.3(rpm, m3/s, m)】時,增加7 %。

  - 美制比轉(zhuǎn)速為2500【相當于中國176.7 (rpm, m3/s, m)】時,增加不明顯。

  泵流量的調(diào)節(jié)

  泵通常通過出口閥進行節(jié)流,但在極少數(shù)情況下,可以通過吸入閥門進行節(jié)流。

  1)但,必須有足夠的NPSH裕量以防止汽蝕。

  2)吸入側(cè)節(jié)流防止出口調(diào)節(jié)引起的過熱。對于航空燃料等流體,這一點很重要,因為額外的熱量會使流體汽化。

  泵的選用及試驗

  由于懸臂式葉輪不需要將軸伸入葉輪吸入口,因此單級葉輪是處理懸浮物(如污水)的首選泵。

  電動機的尺寸應(yīng)考慮泵送液體的比重。如果使用水或任何更高比重的液體測試泵送低比重介質(zhì)泵時,則電機電流的增加可能會燒壞電機。

  請勿用水對高溫泵進行靜水壓試驗。凹槽和墊圈中殘留的水在高溫應(yīng)用中會閃蒸成蒸汽,膨脹然后對相關(guān)零部件造成破壞。

  吸上工況離心泵的啟動

  有幾種方法可以啟動具有吸程(吸上)的離心泵:

  1)啟動前,將其注滿液體(灌泵)。

  2)在吸入管道中安裝底閥,以防止流體回流到吸液池。不過,要小心這些閥門,它們中的許多都會泄漏,并在一開始就破壞了安裝它們的目的。

  3)在排放管路中安裝(水環(huán))真空泵。

  4)在吸入管線、排出管線或兩者中安裝注液罐。

  5)購買自吸泵。

  變速驅(qū)動泵有幾個潛在問題

  1)如果泵送為非牛頓流體,則其粘度可隨轉(zhuǎn)速而變化。

  2)軸可能達到臨界轉(zhuǎn)速。

  3)流量過大可能會燒壞電機。

  4)偏離BEP運行會導(dǎo)致軸偏轉(zhuǎn)。

  5)防爆電機必須經(jīng)過批準才能在整個運行范圍內(nèi)運行。在較低的轉(zhuǎn)速下,冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度不夠快。

  6)變速需求可能會通過減少電力需求來影響配電系統(tǒng)。

  7)機械密封必須設(shè)計為在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行。在更高的轉(zhuǎn)速下,設(shè)計必須為固定型,彈簧面載荷減小。

  8)在較高的軸轉(zhuǎn)速下,NPSHR較高,以防止出現(xiàn)汽蝕問題。

  排氣及運行工況的影響

  不能對正在運行的泵進行排氣。離心力將液體拋向葉輪外部的蝸殼,將空氣留在葉輪的入口處。

  遠離BEP運行可能會損壞泵軸,因為當軸轉(zhuǎn)動時,其上的受力始終在同一方向上,這使得每轉(zhuǎn)一圈泵軸會彎曲二次。在很多情況下,很容易超過軸材料的耐久極限。

  1)反向彎曲時施加的應(yīng)力是累積的。

  2)大多數(shù)疲勞失效發(fā)生在一百萬次或更少的循環(huán)中。當轉(zhuǎn)速為1750轉(zhuǎn)/分時,每天可以進行2,520,000次循環(huán)。

  3)如果300系列不銹鋼軸在含有氯化物的流體中運行,則軸會受到氯化物應(yīng)力腐蝕問題的影響,這可能是軸開裂和斷裂的另一個原因。

  渣漿泵具有一些不同于化工泵的特性

  1)泵大而重

  2)更寬松的公差

  3)間隙更大

  4)零件具有鈍邊

  5)金屬零件更堅固

  6)它們采用“貫穿螺栓結(jié)構(gòu)”,因為較硬的金屬上難以鉆孔和攻絲

  7)一些設(shè)計采用橡膠襯里,以吸收磨蝕性液體的沖擊

  8)它們的效率低于化工

  9)許多渣漿是膨脹物,它們的粘度隨著攪拌而增加。建議改為容積泵。

  - 高嶺土或瓷土就是一個很好的例子;一些糖漿也屬于這一類。

  低流量高揚程泵

  如果你需要具有高揚程、低流量功能的泵:

  1)高速離心泵是最受歡迎的

  2)多級立式和臥式泵是另一種選擇

  3)更新的渦輪泵工作良好,但必要的緊密間隙僅適用于清潔流體

  4)齒輪泵或旋轉(zhuǎn)容積泵工作良好,但在低粘度應(yīng)用中存在打滑問題,其流量非常低,可能不足以滿足應(yīng)用要求。

  5)計量泵適用于非常低的流量,但固有的脈動可能會損壞某些儀表。

  6)如果單臺泵不能滿足揚程要求,可以采用兩臺或多臺(單級)離心泵串聯(lián)。

  7)高速泵可以以低至2的比轉(zhuǎn)速運行,它們使用帶有擴散器的“Baske”直葉片葉輪,該擴散器允許來自葉輪通道的一小部分的流量隨時通過泵排放口(因此也稱之為部分流泵)。該泵是在二戰(zhàn)期間開發(fā)的,用于處理德國沖壓噴氣燃料泵的高揚程低流量要求。

  8)對離心泵進行節(jié)流以獲得高揚程會導(dǎo)致一些問題:

  - 產(chǎn)生的軸變形會損壞密封或折斷軸

  - 內(nèi)部再循環(huán)(回流)會使蝸殼過熱并導(dǎo)致汽蝕問題

  - 泵兩端的高壓差可能會損壞緊密的內(nèi)部間隙

  - 功率損耗可能是昂貴的

  - 填料函溫度升高可能導(dǎo)致密封過早失效

  控制閥位置、管道尺寸及轉(zhuǎn)速限值

  最佳控制閥位置在泵排放口的5英尺(1.5米)范圍內(nèi),以防止排放節(jié)流時系統(tǒng)中的流體過多涌動。

  1)最佳管道尺寸將考慮管道的安裝成本(成本隨尺寸而增加)和泵功率要求(所需功率隨管道摩擦而增加)

  2)嘗試將設(shè)計流量下的摩擦損失限制在每100英尺管道2-5英尺(每30米為1-2米)

  3)為防止固體沉降,需要至少每秒4到7英尺(1.5到2.5米/秒)的轉(zhuǎn)速

  4)建議吸入側(cè)管道的流速不超過每秒10英尺(3米/秒),以防止磨損

  正確地排氣

  以下是離心泵安裝后或系統(tǒng)打開后排氣的正確方法。假設(shè)泵沒有液體,吸入閥和排出閥都關(guān)閉:

  1)打開吸入閥。泵灌注了一部分

  2)關(guān)閉吸入閥

  3)部分打開排放閥。一旦壓力平衡,排放管道中的空氣就會上升

  4)打開吸入閥

  5)啟動泵

  高速泵注意事項

  如果你使用的是高速泵(高于電動機轉(zhuǎn)速),則需要考慮一些其它事項:

  1)如果密封面表面超過5000 fpm(25 m/s),則必須采用固定式密封設(shè)計。這些設(shè)計使用約60/40的液壓平衡比,而不是傳統(tǒng)的70/30,密封面上的彈簧負載從10-30 psi(0.7-2.0 kg/cm2)下降到8-15 psi(0.5-1.0 kg/cm2)

  2)如果泵的吸入比轉(zhuǎn)速大于12,000,你可能必須安裝誘導(dǎo)輪。請務(wù)必記住,盡管高速誘導(dǎo)輪可以產(chǎn)生額外的25-100英尺(10-30米)的揚程,但由于葉輪處的入口損失,你在確定泵的尺寸時不能使用這個額外的揚程

  3)在較高的軸轉(zhuǎn)速下,軸承油位對于防止過熱至關(guān)重要

  4)請注意滾珠軸承有轉(zhuǎn)速限制:

  - 軸承孔徑(以毫米為單位)乘以轉(zhuǎn)速不得超過300,000

  - 泵馬力(hp)乘以轉(zhuǎn)速不得超過270萬

  5)當使用高速泵、且輸送低比重流體時,汽蝕總是一個問題

  6)如果將泵的轉(zhuǎn)速提高一倍,磨料將造成的磨損是低速泵設(shè)計的八倍