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离心泵测试‖性能试验终端用户检查单离心泵测试‖性能试验终端用户检查单无论是新的、使用过的、刚改装过的泵，还是新翻新过并承担重要服务任务的泵，最终用户都会进行水力性能验收测试，以确保泵的运行性能。性能测试可能很复杂，需要考虑到多种变量。测试回路设计在系统设计和仪器选择方面都可能有所不同。图1显示了一个用于测试大型、高流量立式泵的开式（泵坑）立式测试回路的示例。然而，测试回路设计在整个行业中差异很大。泵的应用对流量、扬程、效率、制动马力（BHP）和必需的净正吸入压头（NPSHR）的公差要求范围很广。出于这些原因，泵行业会采用相关的测试标准，用于详细说明离心泵的测试方法，并确定泵是否符合性能要求。 图1：用于测试大型、高流量立式泵的开式（泵坑）立式测试回路示例（图片和由Rotating Equipment Repair Inc. 提供） 最终用户必须确保根据具体的泵送系统要求，从采购合同一开始就正确规定测试标准和验收等级。以下清单主要基于水力学会（HI）14.6-2016 的测试标准，但美国机械工程师学会（ASME）和美国石油学会（API）的规范也可用于同等结果的测试。最终用户还必须在采购合同中说明他们希望验收测试是见证测试还是非见证测试。见证测试通常会增加成本，但这种做法可以让买方在测试和数据收集过程中在场，确保测试的完整性。许多现代测试机构通过网络摄像头和屏幕共享提供远程见证。这样，买方就无需支付差旅费，同时还能实现见证测试的目标。对于现场见证测试，以下清单将为最终用户提供一个有用的指南，以确保测试过程准确、成功。 图2：立式单级泵的修正测试曲线 测试前 ❑ 确认是否对扬程读数进行必要的标高修正。除非压力表精确定位于泵的吸入和排出中心线上，否则必须进行扬程修正，以考虑泵中心线标高与测量标高之间的差异。 图3：立式单级泵的原始测试曲线 ❑ 确保在流量测量仪器之前有10倍管径的光滑直管长度，之后有5倍管径的光滑直管长度。这可确保在流量测量段有一个充分展开、均匀的速度分布。 ❑ 确认测压口与吸入/排出法兰的距离不超过2倍管径。这可确保在压力测量段有充分展开、均匀的速度分布。 图4：直接连接到电机和泵之间的扭矩传感器 ❑ 确认泵 BHP 的计算方法符合预期。如果将电机输入功率与电机铭牌效率结合使用，则应确保在电机额定转速或测试转速下使用纯电信号（线路电源）进行测试。如果电机使用变频驱动器（VFD）供电，铭牌效率就不再有效，尤其是在不同转速下。确定 BHP 的最准确方法是使用经过校准的扭矩传感器和转速表。大多数商用扭矩传感器直接连接到电机和泵（见图 4）之间，它们设计用于提供扭矩和每分钟转数（rpm）的校准数据。 ❑ 确认是否使用了校准的转速表来准确测量转速。对每个流量点使用电机的额定转速会导致误差。电机滑差会随着负载条件的变化而变化，从泵关死点到最大流量点沿着 BHP/ 扭矩曲线移动。 ❑ 所使用的水是否符合清洁度和氯化物要求，特别是对奥氏体不锈钢制造的泵，以减少应力腐蚀开裂问题。为谨慎起见，应在测试日期之前、泵灌注水之前，提前做好这项工作。 ❑ 讨论要测试多少个流量点以及哪些流量点。大多数标准规定至少测试五个点。然而，买方可以选择测试更多的点，以更好地确定性能曲线。大多数标准还规定了两个必需的测试点，一个测试点必须在保证流量的 -5 % 至0 % 范围内，而另一个必须在保证流量的0 % 至 + 5%范围内。剩余的测试点可以在整个工作范围内均匀分布，或者根据买方的要求在特定的流量下进行测试（关死点、最小流量、最大流量等）。 ❑ 在开始测试之前，要求召开安全说明会，讨论所有潜在的危险。在进行水力性能验收测试时，需要使用临时管道系统、定制的可移动结构支撑，并存在高压/大电流的情况。各方都应小心谨慎，确保测试安全进行。 测试期间 ❑ 启动后，确保仪表管线排出所有空气。气囊或气泡会导致测量结果严重不准确。 图5：环形歧管在两条单独的测试管线上的基本布置 ❑ 对于 1 级测试，确保压力表从由四个测压口组成的环形歧管中读取读数。图5显示了威斯康星州苏塞克斯测试回路中两个独立测试管线上环形歧管的基本布置。在测量任何测试点之前，必须验证流动是否存在可能影响测量精度的涡流或不对称现象。验证步骤很简单：启动后，在性能保证点实现稳定的流量。然后逐个隔离四个测压口，并记录压力读数。如果其中一个读数的变化超过测量算术平均值的 0.5 %，或超过该测量段速度头的 1 倍，则表明出现了涡流或不对称。在进行测试之前，必须纠正涡流或不对称。涡流状况通常很容易纠正，只需在测压口上游安装流动校正器即可。 ❑ 在开式泵坑中进行立式泵测试时，应确认水面上没有向下延伸至泵入口的涡流。这种涡流会严重影响泵的性能。 ❑ 确保每次改变流量设置后，每个测量参数的波动幅度在测试标准的范围内是可接受的。必须满足这一标准至少10秒钟。不过，许多测试实验室在采集数据点之前，会在每个流量点使用大约两分钟的更保守的值。 测试后 ❑ 使用原始仪器数据和测试标准或其它可靠的工程文献中公布的公式，检查所有计算数据点，包括总动扬程（TDH）、BHP、泵效率和 NPSHR。还应仔细检查根据额定转速和比重（SG）修正的数据。可以使用相似定律以及测试SG与现场SG的比率来进行修正。这些修正可能很重要，不应忽视。图3 和图2显示了立式单级泵的原始测试曲线和修正测试曲线。请注意它们之间的差异，特别是在泵送效率方面。在进行此工作之前准备好 Excel 电子表格，以便在测试后快速检查计算出的数据。 ❑ 审查每台仪器的校准（标定）证书，该证书应包含在最终确认的测试报告中。确保所有仪器均未超出其校准间隔时间，并且已按照美国商务部国家标准与技术研究所（NIST）的可追溯标准或你的质量保证部门认为必要的标准进行了校准。此外，还要验证每个仪器的规定精度是否小于测试标准中规定的最大允许设备不确定度。 ❑ 根据测试标准中的公差值，确认修正后的性能曲线符合采购合同的要求。建议在将泵从试验台上拆下之前进行此确定，以防需要重新测试。虽然该清单应作为负责指定和见证性能测试的最终用户的有用工具，但执行准确测试的责任在于测试实验室。尽管如此，对性能测试和相关标准的粗略了解使最终用户能够确保设备的性能，同时为产品采购/翻新过程提供价值。 作者简介：Jim Aubrey，P.E.，拥有佛罗里达大学的理学学士学位和威斯康星大学的工商管理硕士学位。Aubrey是Rotating Equipment Repair Inc.的工程经理。他还担任RER位于威斯康星州苏塞克斯的测试回路设施的主要设计师和操作员。 |
