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你问我答:如何为锅炉系统提供高效、可靠的给水泵?你问我答:如何为锅炉系统提供高效、可靠的给水泵?问题 如何为锅炉系统提供高效、可靠的给水泵? 解答 给水泵是锅炉系统的核心,就像人体心脏向全身供血一样,这些泵向锅炉提供给水。应该利用任何提高给水泵效率的机会,以确保锅炉系统健康、持久、可靠运行。 一旦泵安装在系统中,就可以做一些事情来提高效率。在设计和采购阶段是提高锅炉给水系统效率的机会最多的时候。正确确定泵的尺寸大小、计划如何保护泵免受低流量工况的影响,并与泵应用工程师讨论泵的运行方式,这是泵选型之前必须需要仔细考虑和了解的信息。 通常,负责确定锅炉给水泵尺寸大小的人员会获得泵送流量、所需扬程、装置汽蚀余量(NPSHa) 和介质温度等信息。虽然这些信息是必不可少的,但就泵的正常运行工况与额定工况和应用细节的沟通可能是非常宝贵的。如果泵的额定功率必须达到峰值需求的400 加仑/分钟 (gpm) 的流量,但正常工作点仅为 300 加仑/分钟的流量,这可能会改变泵尺寸大小的选择。提前向应用工程师 (AE) 提供尽可能多的信息,使他们能够选择在正常运行和峰值需求下都能高效运行的泵。这种沟通将能够确保选择正确尺寸的泵,从而延长泵的使用寿命、节约能源和更长的平均故障间隔时间。 图 1 显示了仅基于 400 gpm 额定工况(流量下)的可能选择。当仅提供此信息时,泵应用工程师可以选择尺寸为 D 6x3x8的 泵。图 2 显示了两个工作点,额定工况为 400 gpm 和正常运行工况 300 gpm,可以选择C型泵。这一信息表明,使用D型泵时,泵将在远离最佳效率点(BEP)的地方运行,而C型泵将确保两个工况点都在很好的位置运行。这条看似很小的信息完全改变了泵的选择,并使用户免于因选型错误而在未来可能出现的许多头痛的问题,如效率低下、故障率增加等。 图1:基于额定工况(400 gpm)的选择 图2:基于两个工况点(400 gpm和300 gpm)的选择 提高锅炉给水泵效率及运行可靠性的另一种方法是计划如何处理最小流量。造成锅炉给水泵使用寿命降低的运行方式是在制造商公布的最小流量或最小连续稳定流量 (MCSF) 以下运行。当离心泵在低于推荐流量的情况下运行时,它可能会出现过热、汽蚀现象,如果出现干运转,可能会永久损坏。有很多方法可以避免这种情况并保护泵。 最常见的方法是确定最小流量的孔口和再循环管线的尺寸,并将最小流量连续再循环回除氧器。这可能是确保泵永远不会低于其最小流量运行的最简单的方法,但也存在与此相关的成本。 首先,必须将附加流量添加到尺寸计算中。如果锅炉需要100 gpm的流量,给水泵的最小连续流量为35 gpm,则泵的尺寸必须按照135 gpm的流量进行选择。 这种小的增加会导致选择更大的泵(多级泵中的更多级数),甚至增加泵的必需汽蚀余量NPSHr(导致NPSH裕量不足)。这种较大的泵意味着前期成本的增加。 其次,连续泵送额外的35gpm流量导致能源成本的增加。泵送水每小时的能源成本可以计算,如公式1所示。 公式1: 处理最小流量的另一种方法是使用自动再循环(ARC)阀。ARC阀的主要目的是始终确保通过锅炉给水泵的流量不低于最小连续稳定流量。ARC阀的尺寸专门用于与其配对的给水泵。随着流量的减少,压力增加。阀门的尺寸应确保弹簧加载的旁通阀在压力增加时被打开。只有当压力高到足以打开阀门时,这才允许最小流量旁通。ARC阀在前期可能会增加费用,但在节能方面很快就能收回成本。 一些用户将采用ARC阀的原理,但使用带有专用压力传感器的调节阀来执行相同的功能。当压力传感器显示泵产生的流量较小/压力较大时,它会触发调节阀打开,从而使最小流量再循环回除氧器。 另一种选择是使用变频驱动器(VFD)来降低泵的转速,从而来满足锅炉不同工况流量的需求。随着流量需求的减少,泵的转速将降低,带有一些编程的VFD不仅可以保护泵,同时还会节约能源。 如果计划使用VFD,则应与确定泵尺寸的人员共享该信息。如果应用工程师知道将使用VFD,这有时会允许他们使用全直径叶轮而不是切割叶轮的泵。带VFD的泵可以减速以满足运行工况点,而不是通过切割叶轮。采用全直径叶轮可使泵的效率提高一点,因为在每级都没有足够的内部回流空间。 一旦确定了如何处理最小流量以及泵的运行方式(固定速度或VFD;额定流量及正常运行流量),即可进行泵的选择。锅炉给水泵的良好选择应使其正常工作点尽可能接近BEP,且NPSHa和NPSHr之间具有足够的安全裕量。 匆忙完成报价流程是很容易的,尤其是在紧急情况下,但花几分钟时间与专业人员沟通一下锅炉给水泵的尺寸和运行,可以避免技术人员对泵大小出现选择不当的问题,并为最终用户节省可观的维护和运营成本。 作者简介:Derek King是Carver Pump Company的区域销售经理和前应用工程师,专门从事锅炉给水泵的销售。 |