離心泵基礎(chǔ):您應(yīng)該知道的一些基本事實(shí)(上)

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發(fā)布日期:2023-03-15 14:03
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三年多來(lái),我一直在為泵和系統(tǒng)撰寫(xiě)“常見(jiàn)的泵送錯(cuò)誤”。通常,這項(xiàng)工作最困難的部分是選擇主題,因此它將是新鮮的、有教育意義的和有趣的。這個(gè)月,我正在寫(xiě)一系列較短的主題,并將它們整理成一篇文章。我們將在此提供一份開(kāi)胃小菜,而不是一頓飯,希望它能滿(mǎn)足你的胃口。如果您一直在閱讀我的專(zhuān)欄,那么其中許多花絮都將是評(píng)論。除非另有說(shuō)明,否則這些評(píng)論基于單級(jí)懸臂離心泵,且泵送的是環(huán)境溫度下的清水。

1. 泵的設(shè)計(jì)實(shí)際上只在一個(gè)點(diǎn)上運(yùn)行

每臺(tái)離心泵只有一個(gè)揚(yáng)程和流量點(diǎn)的水力工況是最佳效率點(diǎn)(BEP),也稱(chēng)為最佳工作點(diǎn)。在已發(fā)布的制造商產(chǎn)品目錄中曲線(xiàn)集上的任何其它地方都只是一種商業(yè)妥協(xié)。對(duì)于大多數(shù)最終用戶(hù)來(lái)說(shuō),為其獨(dú)特的水力工況專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造泵太昂貴了。

三年多來(lái),我一直在為泵和系統(tǒng)撰寫(xiě)“常見(jiàn)的泵送錯(cuò)誤”。通常,這項(xiàng)工作最困難的部分是選擇主題,因此它將是新鮮的、有教育意義的和有趣的。這個(gè)月,我正在寫(xiě)一系列較短的主題,并將它們整理成一篇文章。我們將在此提供一份開(kāi)胃小菜,而不是一頓飯,希望它能滿(mǎn)足你的胃口。如果您一直在閱讀我的專(zhuān)欄,那么其中許多花絮都將是評(píng)論。除非另有說(shuō)明,否則這些評(píng)論基于單級(jí)懸臂離心泵,且泵送的是環(huán)境溫度下的清水。

2. 注意已發(fā)布的泵曲線(xiàn)

除非另有說(shuō)明,否則制造商的泵性能曲線(xiàn)基于大約 65 °F (20 °C)的清水,它們不會(huì)針對(duì)流體粘度進(jìn)行校正。所述功率可能會(huì)也可能不會(huì)根據(jù)比重或粘度進(jìn)行校正。

3. 當(dāng)制造商公布的泵曲線(xiàn)在某個(gè)流量和揚(yáng)程點(diǎn)停止時(shí),這是有充分理由的

不要在曲線(xiàn)末端運(yùn)行泵,如果曲線(xiàn)超過(guò)該點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的性能,制造商會(huì)延長(zhǎng)曲線(xiàn)。如果泵在曲線(xiàn)末端或接近曲線(xiàn)末端運(yùn)行,將導(dǎo)致性能及可靠性問(wèn)題。

4. 泵是愚蠢的

離心泵只是一臺(tái)機(jī)器,對(duì)于給定的流體特性、葉輪幾何形狀和運(yùn)行速度,它將對(duì)安裝它的系統(tǒng)作出反應(yīng)。泵將在其性能曲線(xiàn)與系統(tǒng)曲線(xiàn)相交的地方運(yùn)行(流量和揚(yáng)程),系統(tǒng)曲線(xiàn)決定了泵的運(yùn)行位置。

5. 了解系統(tǒng)曲線(xiàn)

系統(tǒng)曲線(xiàn)表示系統(tǒng)中所有的摩擦、靜壓頭和壓頭。還存在速度頭,但通常太小,不值得關(guān)注。

6. 泵不(能自動(dòng))吸入液體

這是一個(gè)常見(jiàn)的誤解,但要認(rèn)識(shí)到,泵以外的一些動(dòng)力必須提供液體到達(dá)泵所需的能量。通常這些是重力和/或大氣壓力。最后,液體沒(méi)有抗拉強(qiáng)度。因此,泵無(wú)法伸出并將液體拉入吸入口。

7. 最大實(shí)際吸程約為26英尺(約8 m)

請(qǐng)參閱上一部分 - 泵不能自動(dòng)吸入液體。如果你處于海平面,大氣壓力將是14.7磅/平方英寸絕對(duì)值(約1 bar·g),將其乘以 2.31,則換算成約為 33.9 英尺的絕對(duì)揚(yáng)程。因此,在一個(gè)完美的世界中,如果沒(méi)有液體摩擦或蒸汽壓力對(duì)系統(tǒng)起作用,則可能能夠?qū)⒗渌嵘s33英尺高(約10 m)。

事實(shí)上,液體摩擦和蒸氣壓的負(fù)面影響會(huì)對(duì)泵系統(tǒng)不利,并阻止超過(guò) 26 英尺的液體提升。始終計(jì)算泵的裝置汽蝕余量NPSHA,并與泵的必需汽蝕余量NPSHR 值進(jìn)行比較,確保具有適當(dāng)?shù)钠g安全裕量(NPSHA與NPSHR之間的差值) - 并非安全裕量越高越好。

8. 反向運(yùn)行的泵不會(huì)逆轉(zhuǎn)流動(dòng)方向

流動(dòng)仍將進(jìn)入泵吸入口并從排出口排出。根據(jù)泵的比轉(zhuǎn)速(Ns,想想葉輪的幾何形狀),流量和揚(yáng)程將顯著降低,因?yàn)楸玫男室偷枚?。?duì)于較低比轉(zhuǎn)速的泵,反向運(yùn)行時(shí)的流量約為額定流量的50%,揚(yáng)程約為額定流量的60%。如果軸上的螺紋/螺母未采取防松措施,則泵反向運(yùn)行時(shí)將會(huì)導(dǎo)致葉輪從軸上松開(kāi)脫落并卡在外殼中。

9. 不能從一臺(tái)運(yùn)行泵的葉輪入口(impeller eye)排出空氣

泵在許多方面就像離心機(jī),因此較重的水被排出到葉輪外徑,而較輕的空氣則留在中間或中心。應(yīng)在泵(啟動(dòng)前)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)行正確的排氣。具有中心線(xiàn)排放的泵基本上是自排氣的。

10. 工業(yè)泵通常并非出廠就可以“即插即用”

可能也有少數(shù)例外,但絕大多數(shù)都不能“即插即用”。通常需要進(jìn)行的工作有:必須向軸承箱內(nèi)添加潤(rùn)滑油;必須確定葉輪間隙,并為要泵送的液體(溫度)設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g隙;驅(qū)動(dòng)器需要與泵對(duì)中等。是的,對(duì)于配置公共底座的泵組來(lái)說(shuō),對(duì)中可能是在制造商工廠里進(jìn)行的,但在泵組被移動(dòng)、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中,可能會(huì)失去對(duì)中。

安裝管道后,您需要再次檢查對(duì)中情況,并在灌漿底座時(shí)還需檢查對(duì)中情況。應(yīng)確定旋轉(zhuǎn)方向并與電動(dòng)機(jī)上的相位旋轉(zhuǎn)相匹配。

完成上述這些步驟后,需要移開(kāi)/拆除機(jī)械密封固定板。出于上述所有原因,大多數(shù)制造商不會(huì)在工廠安裝聯(lián)軸器。

11. 幾乎所有的泵問(wèn)題都發(fā)生在吸入側(cè)

關(guān)于泵的工作原理,存在一個(gè)普遍的誤解。請(qǐng)參閱上文(第10條)作為參考。在現(xiàn)場(chǎng)排除問(wèn)題時(shí),可以將任何泵系統(tǒng)視為三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng) - 吸入系統(tǒng)、泵本身和泵下游系統(tǒng)。在我從事泵和解決問(wèn)題的這些年中,85%的泵問(wèn)題發(fā)生在吸入側(cè)。當(dāng)有疑問(wèn)時(shí),這是一個(gè)開(kāi)始尋找解決方案的好地方。

12. 應(yīng)仔細(xì)計(jì)算NPSHA

這可能是我在該領(lǐng)域中最常見(jiàn)和最昂貴的錯(cuò)誤。人們會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為,因?yàn)樗麄冇凶銐虻奈雺毫蚪](méi)的深度,因此沒(méi)有理由進(jìn)行這些計(jì)算。幾英尺的摩擦或由于蒸氣壓力而造成的額外損失,可能會(huì)抹去您認(rèn)為擁有的NPSH裕量。NPSHA不足會(huì)導(dǎo)致泵葉輪汽蝕。

NPSHR與系統(tǒng)無(wú)關(guān),由泵制造商所選用的泵決定。NPSHA與泵無(wú)關(guān),應(yīng)由系統(tǒng)所有者或最終用戶(hù)確定或計(jì)算。我最近聽(tīng)到一句話(huà),當(dāng)NPSH裕量不足時(shí),“泵變得暴躁不安”。

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