【康沃真空網(wǎng)】前言
離心泵是泵行業(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(diǎn)。作為這方面的從業(yè)人員,你應(yīng)該了解其更多的知識(shí)和/常識(shí)。
磁力驅(qū)動(dòng)泵的局限性
1)它們的效率低于傳統(tǒng)離心泵。
2)運(yùn)行區(qū)間比較窄,泵不能離最佳效率點(diǎn)太遠(yuǎn)。
3)它們使用滑動(dòng)軸承,而不是具有相應(yīng)更多徑向運(yùn)動(dòng)的精密軸承。
4)采用泵送介質(zhì)作為軸承的潤(rùn)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(duì)溫度升高敏感的產(chǎn)品。在磁力驅(qū)動(dòng)泵的緊密間隙中,產(chǎn)品會(huì)變熱。
7)不要讓泵干運(yùn)轉(zhuǎn),否則你會(huì)毀了它。
離心泵何時(shí)需采用流體動(dòng)力軸承?
1)當(dāng)滾動(dòng)軸承的因子DN【即軸承孔徑(mm)乘以運(yùn)轉(zhuǎn)速度(rpm)】數(shù)超過(guò)300,000時(shí)。
泵沙龍注:API 610標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對(duì)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(duì)于油潤(rùn)滑的單個(gè)軸承,不得超過(guò)500,000和對(duì)于脂潤(rùn)滑的軸承,不得超過(guò)350,000。
2)如果標(biāo)準(zhǔn)軸承在額定轉(zhuǎn)速及額定負(fù)載下L10壽命不能滿足25,000小時(shí)或在額定轉(zhuǎn)速及最大負(fù)載下L10壽命不能滿足16,000小時(shí)。
3)如果離心泵的能量強(qiáng)度【即泵的額定功率(kW)和額定轉(zhuǎn)速(rpm)的乘積為4百萬(wàn)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?gòu)?500 rpm增加到3600 rpm時(shí),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(dāng)于中國(guó)141~212 (rpm, m3/s, m)】的范圍內(nèi)時(shí),泵將獲得最高的效率。
如果耐磨環(huán)間隙過(guò)大
1)離心泵將承受由內(nèi)部再循環(huán)(回流)引起的過(guò)度振動(dòng)。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(wú)法滿足其設(shè)計(jì)性能(如流量、揚(yáng)程、效率)。
3)耐磨環(huán)的間隙加倍時(shí),應(yīng)更換耐磨環(huán)。這個(gè)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(dāng)于中國(guó)14.1(rpm, m3/s, m)】時(shí),增加14 %。
- 美制比轉(zhuǎn)速為500【相當(dāng)于中國(guó)35.3(rpm, m3/s, m)】時(shí),增加7 %。
- 美制比轉(zhuǎn)速為2500【相當(dāng)于中國(guó)176.7 (rpm, m3/s, m)】時(shí),增加不明顯。
泵流量的調(diào)節(jié)
泵通常通過(guò)出口閥進(jìn)行節(jié)流,但在極少數(shù)情況下,可以通過(guò)吸入閥門進(jìn)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(guò)熱。對(duì)于航空燃料等流體,這一點(diǎn)很重要,因?yàn)轭~外的熱量會(huì)使流體汽化。
泵的選用及試驗(yàn)
由于懸臂式葉輪不需要將軸伸入葉輪吸入口,因此單級(jí)葉輪是處理懸浮物(如污水)的首選泵。
電動(dòng)機(jī)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(cè)試泵送低比重介質(zhì)泵時(shí),則電機(jī)電流的增加可能會(huì)燒壞電機(jī)。
請(qǐng)勿用水對(duì)高溫泵進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)。凹槽和墊圈中殘留的水在高溫應(yīng)用中會(huì)閃蒸成蒸汽,膨脹然后對(duì)相關(guān)零部件造成破壞。
吸上工況離心泵的啟動(dòng)
有幾種方法可以啟動(dòng)具有吸程(吸上)的離心泵:
1)啟動(dòng)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(guò),要小心這些閥門,它們中的許多都會(huì)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(gòu)買自吸泵。
變速驅(qū)動(dòng)泵有幾個(gè)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(dá)到臨界轉(zhuǎn)速。
3)流量過(guò)大可能會(huì)燒壞電機(jī)。
4)偏離BEP運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致軸偏轉(zhuǎn)。
5)防爆電機(jī)必須經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)才能在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)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(huì)通過(guò)減少電力需求來(lái)影響配電系統(tǒng)。
7)機(jī)械密封必須設(shè)計(jì)為在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行。在更高的轉(zhuǎn)速下,設(shè)計(jì)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(yùn)行工況的影響
不能對(duì)正在運(yùn)行的泵進(jìn)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(yuǎn)離BEP運(yùn)行可能會(huì)損壞泵軸,因?yàn)楫?dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上的受力始終在同一方向上,這使得每轉(zhuǎn)一圈泵軸會(huì)彎曲二次。在很多情況下,很容易超過(guò)軸材料的耐久極限。
1)反向彎曲時(shí)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(wàn)次或更少的循環(huán)中。當(dāng)轉(zhuǎn)速為1750轉(zhuǎn)/分時(shí),每天可以進(jìn)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(yùn)行,則軸會(huì)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(gè)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(jiān)固
6)它們采用“貫穿螺栓結(jié)構(gòu)”,因?yàn)檩^硬的金屬上難以鉆孔和攻絲
7)一些設(shè)計(jì)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(gè)很好的例子;一些糖漿也屬于這一類。
低流量高揚(yáng)程泵
如果你需要具有高揚(yáng)程、低流量功能的泵:
1)高速離心泵是最受歡迎的
2)多級(jí)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(jì)量泵適用于非常低的流量,但固有的脈動(dòng)可能會(huì)損壞某些儀表。
6)如果單臺(tái)泵不能滿足揚(yáng)程要求,可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)(單級(jí))離心泵串聯(lián)。
7)高速泵可以以低至2的比轉(zhuǎn)速運(yùn)行,它們使用帶有擴(kuò)散器的“Baske”直葉片葉輪,該擴(kuò)散器允許來(lái)自葉輪通道的一小部分的流量隨時(shí)通過(guò)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(guó)沖壓噴氣燃料泵的高揚(yáng)程低流量要求。
8)對(duì)離心泵進(jìn)行節(jié)流以獲得高揚(yáng)程會(huì)導(dǎo)致一些問題:
- 產(chǎn)生的軸變形會(huì)損壞密封或折斷軸
- 內(nèi)部再循環(huán)(回流)會(huì)使蝸殼過(guò)熱并導(dǎo)致汽蝕問題
- 泵兩端的高壓差可能會(huì)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(guò)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(shí)系統(tǒng)中的流體過(guò)多涌動(dòng)。
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(jì)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(guò)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(huì)上升
4)打開吸入閥
5)啟動(dòng)泵
高速泵注意事項(xiàng)
如果你使用的是高速泵(高于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速),則需要考慮一些其它事項(xiàng):
1)如果密封面表面超過(guò)5000 fpm(25 m/s),則必須采用固定式密封設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)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(fù)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(qǐng)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(yáng)程,但由于葉輪處的入口損失,你在確定泵的尺寸時(shí)不能使用這個(gè)額外的揚(yáng)程
3)在較高的軸轉(zhuǎn)速下,軸承油位對(duì)于防止過(guò)熱至關(guān)重要
4)請(qǐng)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(guò)300,000
- 泵馬力(hp)乘以轉(zhuǎn)速不得超過(guò)270萬(wàn)
5)當(dāng)使用高速泵、且輸送低比重流體時(shí),汽蝕總是一個(gè)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(jì)的八倍