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泵送实践‖离心泵磨损对其性能的影响探讨(上)送实践‖离心泵磨损对其性能的影响探讨(上)当离心泵内部出现磨损时,其性能会下降 - 流量减少,效率骤降。但功率会发生什么?它是下降、保持不变还是增加? 这个问题的答案取决于泵的内部磨损情况。在极端情况下,当叶轮完全磨损时,将没有流量,几乎也没有功率。但在许多情况下,间隙较小的零件,例如耐磨环和衬套,是最先磨损的。 图1 - 并联流动回路:通过叶轮的流量为实际泵排放/吸入流量与泄漏量之和 图1清晰显示了通过离心泵流体的流动路径:流量(Qpump)从泵入口进并从出口离开。但是,通过叶轮(Qimp)的流量实际上要高一些,因为包含了泄漏(QL)【从叶轮出口通过耐磨环处间隙返回到吸入口】加入进来的流量。 因此,相当于两个水力系统并联运行:1)主系统(出口侧),这是流量计的读数;2)内部再循环(内部回流)系统,这取决于耐磨环处的间隙(见图2)。最终的系统曲线是根据系统水力的基本规则构建的:在每个扬程值处添加流量。无论回路是外部的(例如外部旁路)还是内部的(泄漏),此过程都是相同的,如本示例中所示。 图2 - 两个系统并联:泵流与泄漏回流综合产生叶轮的流量(即Qimp = Qpump + QL) 我们现在可以将泵性能曲线覆盖在系统曲线上,如图3所示。点A(4,100 gpm,170 ft)是无泄漏(理论上为零间隙)时泵曲线和系统曲线的交点。换句话说,通过叶轮的流量与进入和离开泵的流量相同。 当间隙为非零时,点B是泵曲线与“新”系统曲线的交点。我们可以看到,通过叶轮的流量增加到4,600 gpm(由于间隙被打开,系统阻力降低),导致新的扬程减少至155 ft。在155 ft处画一条水平线可以得到3,900 gpm的泵流量和700 gpm通过耐磨环的泄漏流量。 在最初(理论上为零间隙)运行时,泵以4,100 gpm(功率曲线上的点AP)消耗270 hp。在新的增加流量(4,600 gpm)下,功率上升至285 hp(点BP),反映了通过间隙再循环(内部回流)液体所需的额外功率消耗。 图3 - 泵运行点 在管路上使用流量计无法观察到泵内部回流。他或她所看到的只是离开泵的流量3,900 gpm和通过功率读数记录的285 hp(为简单起见,假设电机损失为零)。因此,泵的观测参数有两种工况:间隙打开前,4,100 gpm,170 ft,270 hp;间隙打开后,3,900 gpm,155 ft,285 hp。 第一种情况意味着65.2 %的效率(4,100 × 170/3,960/270),第二种情况显示53.6 %的效率。随着耐磨环的磨损、间隙的不断增加,发生了三件事: 1)系统流量下降。 2)泵功率增加。 3)泵效率降低。 图4 - 性能随间隙的变化曲线(实线表示磨损前的状态,虚线表示间隙磨损后的状态) 图4显示了随着间隙的增加,泵性能曲线发生的变化。 泵性能的定期现场测试,可以显示泵内部是否存在任何退化(如磨损、磨蚀)。有趣的是,功率数据可以区分泵内部磨损类型之间的差异 - 例如,耐磨环间隙是否磨损或叶轮本身是否正在发生恶化(如高磨蚀性泵送或腐蚀性化学品的情况)。 结合振动分析,性能审查可通过将效率下降与修复成本联系起来以恢复性能,帮助用户确定下一步行动方案,即是否需要修复或继续运行。有一种方法可以估计效率相对于间隙值的下降,如前面的专栏以及我在Pump School的定期会议中所示。作为一个临别测验:你认为当一个大型2000 hp双吸泵的间隙增加一倍时,会损失多少能源成本(以美元计)? 最接近的答案将有机会发表在《泵和系统》的“读者回应”部分。 |