如何有效的讓離心泵更加穩(wěn)定

2009-10-18 world-pumps 世界泵業(yè)

  泵是人類所了解的最古老的機械之一,在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,F(xiàn)在,負責離心泵選擇、試運轉(zhuǎn)、運行和維修的技術(shù)人員得到了更多的重視,因為效率低下的工廠會由于競爭力不強而遭淘汰。泵的穩(wěn)定性管理在流程工業(yè)中可以分為三個階段:

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

正確安裝的泵可以長時間保持校準,泵殼和
法蘭的泄漏更少,振動也更小。

泵的選擇

  只要離心泵在接近設(shè)計條件的工況下運轉(zhuǎn),一般都可以達到良好的性能和維修時間間隔。但應(yīng)該注意的是,“設(shè)計”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動、聯(lián)軸器的壓力和運動、軸承的潤滑和類似的機械因素。設(shè)計老套的泵只能在非設(shè)計工況下運行較短的時間,然后泵的性能水平就會下降。因此,應(yīng)該選擇在最大效率點(BEP)附近運轉(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)達到良好的運行狀態(tài)。在試圖采用大葉輪進口來降低NPSHR的高揚程水泵中,會發(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,就會發(fā)生內(nèi)部的回流,從而使泵的運行穩(wěn)定性降低。湍流會引起葉輪的腐蝕和機械密封作用、軸承載荷及軸的偏移。離心泵部件的預(yù)期使用壽命會受到許多因素的影響,包括泵的吸入比速、流量百分比(Q實際/QBEP)、NPSH余量(NPSHA-NPSHR)、每個階段的壓頭升高和泵殼設(shè)計。使用者對高效、低成本和低NPSHR泵的需求促使吸入比速度達到了12,000以上,此時,實際流量相對于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

  許多泵送系統(tǒng)需要機械密封處于適當?shù)臏囟拳h(huán)境中。這有時是由外部的沖洗裝置來達到的。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。從有效冷卻的角度來看,這是應(yīng)該采用的一種很好的設(shè)計。

  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)計會導(dǎo)致:密封上的熱量散發(fā)不充分;密封由于磨損而損壞;部件無法標準化和互相交換;由于部件橫截面較小,密封端面會出現(xiàn)過度偏移。

  因此,在采購新泵時,應(yīng)該選擇大的密封腔。降低運行溫度的關(guān)鍵是,在密封腔中用一個開放式的喉道(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時自行排氣。

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

 管口壓力

  當管道與泵殼的法蘭用螺栓連接在一起時,管道重量導(dǎo)致的外部壓力、熱膨脹和過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)。它們會在泵周圍產(chǎn)生力矩,導(dǎo)致泵和驅(qū)動軸之間出現(xiàn)偏差,從而導(dǎo)致聯(lián)軸器、軸承或機械密封提前失效。因此,必須對這些管口的壓力和力矩設(shè)定限值。對于管道設(shè)計者來說,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)力會嚴重影響
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。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。筒式密封更換簡便,沒有傳統(tǒng)機械密封的裝配錯誤問題或損壞風險。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

  泵被正確設(shè)計出來并有人訂購之后,賣方將把泵送到買方處,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于運行點和維修點來說很重要。為確保良好的流動條件,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。泵的周圍要留出足夠的空間,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和鏈式起重機將泵最重的部件提升起來。

  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

  泵的地基必須仔細設(shè)計,以便確保泵及其驅(qū)動機的載荷不會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,因為這種材料成本低且非常堅固。

泵的安裝

  成功運行和維修各種級別和類型的泵的最關(guān)鍵的因素之一是:正確的安裝。正確安裝的泵可以長時間保持在校準位置,泵殼和法蘭的泄漏更少,振動也更小。

管道的連接

  管道系統(tǒng)施加的載荷和應(yīng)力會大大影響設(shè)備的穩(wěn)定性。無論是管道膨脹還是其他原因造成的載荷都會引起軸的偏移、泵殼變形以及內(nèi)部轉(zhuǎn)動部件的相互干擾。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)中的磨蝕性顆粒對其造成損壞。磨蝕性的顆粒沉積在泵的轉(zhuǎn)動間隙內(nèi),會導(dǎo)致泵的停機,維修成本非常高。為了降低磨蝕性顆粒進入泵的可能性,一般要安裝過濾網(wǎng)。

校準

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