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如何优化离心泵的运行(一)如何优化离心泵的运行(一)离心泵通常用于大多数液体泵送服务。对于粘性液体,容积泵的性能通常更好。但是,许多工程师在离心泵更有效的服务中指定使用容积泵。有些工程师则认为离心泵具有更好的灵活性或更多的操作优势,而没有考虑具体的应用。 事实是,变速离心泵可以有效地处理许多中等粘度的液体,甚至是那些含有悬浮固体或其它污染物的液体。如果采用一些特殊的设计措施,离心泵可以安全地处理污染物在7 % 至15 %的液体。 另外,离心泵之所以是许多工厂的热门选择,因为它们简单可靠,设计轻巧紧凑。近几十年来,离心泵在许多应用中的使用增加,如流程应用,原因有四: 1)离心泵密封技术的进步 2)现代流体力学和旋转动力学知识与建模 3)先进的制造方法,以合理的成本生产精确的旋转部件和复杂的组件 4)通过使用现代控制技术,特别是现代变速驱动器(VSD)来简化控制的能力 就可靠性而言,无论应用的性质如何,泵的曲线都值得更多关注。在选型过程中,绘制应用的运行工况点曲线图可能意味着省钱与赔钱之间的区别。 最佳效率点 最佳效率点(BEP)是泵最稳定的运行工况点。如果泵远离BEP点运行,不仅会导致不平衡负载的增加-负载通常在泵关死点达到峰值,而且(长时间运行时)还会降低泵的可靠性和零部件的使用寿命。 泵的设计通常决定了其最佳运行范围,但泵通常应在BEP的80 % 至109 % 范围内运行。这个范围比较理想但不太切合实际,大多数操作人员在选择泵之前都应确定一个最佳运行范围。 必需的净正吸入压头(NPSHR)通常会限制泵在BEP方面的运行范围。当远高于BEP流量运行时,吸入通道和管道内的压降将明显降至NPSHR以下。这种压降会导致汽蚀和泵零部件的损坏。 随着泵零部件的磨损和老化,会产生新的间隙。与新泵相比,泵送液体开始更频繁地再循环(内部回流– 泵沙龙注)。再循环会对泵的效率产生有害影响。 操作人员应根据整个运行情况检查泵的性能曲线。在闭环或回收服务(带有旁路系统 – 泵沙龙注)中运行的泵应接近BEP或在BEP左侧约5 % 至10 % 的范围内运行。根据我的经验,闭环系统较少关注泵的性能曲线。 事实上,有些操作人员没有检查泵曲线上的备选工作点或回收流量范围。回收服务流量可能会有很大的变化,这就是为什么操作人员必须在泵曲线上找到并评估所有可能的工作点的原因。 极端工作点 在批量输送服务中,泵从容器或储罐中输送液体,吸入口和排出口的液位各不相同。泵在吸入口处泵出液体,在排出口处注入容器或储罐。某些批量输送服务需要使用控制阀,这会显著改变压差。 泵扬程不断变化,但变化率可能很高或很低。 批量输送服务有两个极端工作点,一个是最高扬程,另一个是最低扬程。一些操作员错误地将泵的BEP 与最高扬程的工作点相匹配,而忘记了其它扬程要求。 所选泵将在BEP右侧运行,提供不可靠且效率较低的性能。此外,由于泵的尺寸大小决定了最高扬程的工作点靠近BEP附近,因此泵的尺寸比实际需要的要大。 在最低扬程运行点,不正确的泵选型将导致更高的能耗、更低的效率、更大的振动、更短的密封和轴承寿命以及更低的可靠性。所有这些因素都会大大增加初始成本和运营成本,包括更频繁的计划外停机。 找到中间点 批量输送服务的最佳泵选择取决于将工作点设在BEP左侧的最高扬程处或者BEP右侧的最低扬程处。 由此得出的泵曲线应包括考虑到 NPSHR等其它因素的运行点。泵在大部分时间内应在BEP附近运行,即最高扬程和最低扬程之间的中间点。 通常,应确定所有工作点,并对所有可能的工作点进行泵运行评估。 一个重要的考虑因素是泵的运行情况,当泵的性能略有下降时,对泵曲线上的泵运行点进行估算。对于某些泵的应用,如批量输送服务,最高扬程点和最低扬程点之间存在很大差异,应使用变速离心泵。 作者简介:Amin Almasi是澳大利亚的旋转机械顾问,曾是《Pumps & Systems》中东和北非地区的编辑顾问委员会成员。 泵沙龙注:封面图片来源于KSB。 |