如何有效的讓離心泵更加穩(wěn)定

2009-10-18 world-pumps 世界泵業(yè)

  泵是人類(lèi)所了解的最古老的機(jī)械之一,在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在,負(fù)責(zé)離心泵選擇、試運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行和維修的技術(shù)人員得到了更多的重視,因?yàn)樾实拖碌墓S會(huì)由于競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)而遭淘汰。泵的穩(wěn)定性管理在流程工業(yè)中可以分為三個(gè)階段:

  1)泵的選擇和安裝前的穩(wěn)定性確定;
  2)啟動(dòng)的準(zhǔn)備;
  3)保證啟動(dòng)后的穩(wěn)定性。

正確安裝的泵可以長(zhǎng)時(shí)間保持校準(zhǔn),泵殼和
法蘭的泄漏更少,振動(dòng)也更小。

泵的選擇

  只要離心泵在接近設(shè)計(jì)條件的工況下運(yùn)轉(zhuǎn),一般都可以達(dá)到良好的性能和維修時(shí)間間隔。但應(yīng)該注意的是,“設(shè)計(jì)”指的不僅是壓力、流量、溫度和其他工藝參數(shù),還包括法蘭的壓力和運(yùn)動(dòng)、聯(lián)軸器的壓力和運(yùn)動(dòng)、軸承的潤(rùn)滑和類(lèi)似的機(jī)械因素。設(shè)計(jì)老套的泵只能在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行較短的時(shí)間,然后泵的性能水平就會(huì)下降。因此,應(yīng)該選擇在最大效率點(diǎn)(BEP)附近運(yùn)轉(zhuǎn)的泵。

  具有高吸入比速的離心泵通常只能在較窄的范圍內(nèi)達(dá)到良好的運(yùn)行狀態(tài)。在試圖采用大葉輪進(jìn)口來(lái)降低NPSHR的高揚(yáng)程水泵中,會(huì)發(fā)生回流。

  具有低NPSHR的泵的吸入比速在12,000左右。如果正常的流速偏離了BEP流速,就會(huì)發(fā)生內(nèi)部的回流,從而使泵的運(yùn)行穩(wěn)定性降低。湍流會(huì)引起葉輪的腐蝕和機(jī)械密封作用、軸承載荷及軸的偏移。離心泵部件的預(yù)期使用壽命會(huì)受到許多因素的影響,包括泵的吸入比速、流量百分比(Q實(shí)際/QBEP)、NPSH余量(NPSHA-NPSHR)、每個(gè)階段的壓頭升高和泵殼設(shè)計(jì)。使用者對(duì)高效、低成本和低NPSHR泵的需求促使吸入比速度達(dá)到了12,000以上,此時(shí),實(shí)際流量相對(duì)于BEP流量的偏移較小。泵理想的吸入比速度應(yīng)該在8,500左右。

填料函設(shè)計(jì)

  許多泵送系統(tǒng)需要機(jī)械密封處于適當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境中。這有時(shí)是由外部的沖洗裝置來(lái)達(dá)到的。另一種獲得合適的密封環(huán)境的方法是填料函冷卻法。在許多泵中,填料函腔與需要冷卻的密封端面之間距離較遠(yuǎn)。從有效冷卻的角度來(lái)看,這是應(yīng)該采用的一種很好的設(shè)計(jì)。

  通常,密封外徑和填料函孔徑之間的徑向間隙在1.5mm-0.75mm之間。這樣的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致:密封上的熱量散發(fā)不充分;密封由于磨損而損壞;部件無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化和互相交換;由于部件橫截面較小,密封端面會(huì)出現(xiàn)過(guò)度偏移。

  因此,在采購(gòu)新泵時(shí),應(yīng)該選擇大的密封腔。降低運(yùn)行溫度的關(guān)鍵是,在密封腔中用一個(gè)開(kāi)放式的喉道(密封腔葉輪末端上有限的環(huán)形空間。)環(huán)繞住密封端面。該密封腔可以在啟動(dòng)時(shí)自行排氣。

  填料函的設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到的主要目的包括:
  1) 密封腔要使密封端面溫度更低,潤(rùn)滑更好;
  2) 避免密封端面在受限的孔內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn); 
  3) 推薦開(kāi)放式喉道,提高密封腔的自我排放性能。

 管口壓力

  當(dāng)管道與泵殼的法蘭用螺栓連接在一起時(shí),管道重量導(dǎo)致的外部壓力、熱膨脹和過(guò)程流體的重量都將在泵上施加壓力。這些壓力將導(dǎo)致泵殼變形,引起內(nèi)部的偏移,導(dǎo)致泵殼、葉輪和軸之間發(fā)生摩擦,甚至軸的停轉(zhuǎn)。它們會(huì)在泵周?chē)a(chǎn)生力矩,導(dǎo)致泵和驅(qū)動(dòng)軸之間出現(xiàn)偏差,從而導(dǎo)致聯(lián)軸器、軸承或機(jī)械密封提前失效。因此,必須對(duì)這些管口的壓力和力矩設(shè)定限值。對(duì)于管道設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),這些限值是管道可以施加在泵上的最大壓力值。

施加在管道系統(tǒng)上的載荷和應(yīng)力會(huì)嚴(yán)重影響
設(shè)備的穩(wěn)定性。

密封的選擇

  泵的密封和密封環(huán)境系統(tǒng)的選擇是非常復(fù)雜的。筒式密封元件具有維修優(yōu)勢(shì)。它們安裝快速,也可以從泵軸上快速拆除。如果填料函足夠大,波紋管密封和筒式密封都可以。筒式密封更換簡(jiǎn)便,沒(méi)有傳統(tǒng)機(jī)械密封的裝配錯(cuò)誤問(wèn)題或損壞風(fēng)險(xiǎn)。密封端面的材料必須能夠?qū)a(chǎn)生的熱量快速傳遞出去,防止流體蒸發(fā)。碳化硅以其高熱傳導(dǎo)性和高硬度成為密封端面材料的首選。

存儲(chǔ)

  泵被正確設(shè)計(jì)出來(lái)并有人訂購(gòu)之后,賣(mài)方將把泵送到買(mǎi)方處,等待安裝。所有的泵用防水油布包裹好,確保油布完全覆蓋住了泵的上下兩端,以防止軸承和聯(lián)軸器染上灰塵。

泵的位置

  泵的位置正確與否對(duì)于運(yùn)行點(diǎn)和維修點(diǎn)來(lái)說(shuō)很重要。為確保良好的流動(dòng)條件,應(yīng)使泵盡可能靠近液體供給端。如果空間足夠,應(yīng)使泵的入口低于供給液體的液位。泵的周?chē)舫鲎銐虻目臻g,便于檢查和維修。泵的頂端要留有足夠的空間,以便使用高位起重機(jī)和鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)將泵最重的部件提升起來(lái)。

  將泵安裝在清潔干燥的地方,盡量避免骯臟、有灰或潮濕的空間內(nèi)。

地基

  泵的地基必須仔細(xì)設(shè)計(jì),以便確保泵及其驅(qū)動(dòng)機(jī)的載荷不會(huì)超出土壤的承受能力。幾乎所有的泵都安裝在混凝土地基上,因?yàn)檫@種材料成本低且非常堅(jiān)固。

泵的安裝

  成功運(yùn)行和維修各種級(jí)別和類(lèi)型的泵的最關(guān)鍵的因素之一是:正確的安裝。正確安裝的泵可以長(zhǎng)時(shí)間保持在校準(zhǔn)位置,泵殼和法蘭的泄漏更少,振動(dòng)也更小。

管道的連接

  管道系統(tǒng)施加的載荷和應(yīng)力會(huì)大大影響設(shè)備的穩(wěn)定性。無(wú)論是管道膨脹還是其他原因造成的載荷都會(huì)引起軸的偏移、泵殼變形以及內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件的相互干擾。因此,管道系統(tǒng)施加在設(shè)備上的應(yīng)力越小越好。

管道的清洗

  泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間存在間隙,必須防止新管道系統(tǒng)中的磨蝕性顆粒對(duì)其造成損壞。磨蝕性的顆粒沉積在泵的轉(zhuǎn)動(dòng)間隙內(nèi),會(huì)導(dǎo)致泵的停機(jī),維修成本非常高。為了降低磨蝕性顆粒進(jìn)入泵的可能性,一般要安裝過(guò)濾網(wǎng)。

校準(zhǔn)

  通過(guò)將液體引入泵殼,讓泵處于其運(yùn)行溫度。檢查校準(zhǔn)情況時(shí),應(yīng)檢查電機(jī)和泵的轉(zhuǎn)動(dòng)。泵應(yīng)該按照泵殼上的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)。偏移可能會(huì)引起:
  1) 泵軸承的過(guò)載 ;
  2) 機(jī)械密封前后的軸向轉(zhuǎn)動(dòng),密封移動(dòng)越多,重合的密封端面越容易打開(kāi);
  3) 如果偏移嚴(yán)重,靜止和運(yùn)動(dòng)部件會(huì)發(fā)生接觸 ;
  4) 磨損環(huán)接觸 ;
  5) 葉輪和渦殼相互接觸。