浅析离心泵站

学术论文 2018-01-11 10:24:34
    泵站工程在我国工农业生产中发挥着重要的作用。我国西北高扬程泵站大多采用离心泵。随着石油化工等工业的不断发展,对离心泵的要求也不断增加。离心泵做为输送物料的一种转动设备,对连续性较强的化工装置生产尤为重要。下面,不妨站在巨人的肩膀上来浅析一下离心泵站。
    一、离心泵站的概念及特点
    水泵是不能单独工作的,它需要有动力机、传动设备、管路系统和相应的建筑物等配套。我们将能够使水泵正常运行的这一总体工程设施称为水泵站,常简称泵站。工作主泵为离心泵的泵站,多用于高扬程灌溉、加压等。
    离心泵的特点是:送液能力大,流量均匀,但产生的压头不高,且压头随着流量的改变而变化。
    二、离心泵的类型和选用
    (一)离心泵的类型
    按被输送液体的性质可分为:
    1.水泵(B型、D型、sh型)用于输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体。
    2.耐腐蚀泵(F型)用于输送酸、碱等腐蚀性液体。
    3.油泵(Y型)用于输送石油产品。
    (二)离心泵的选用
    1.根据被输送液体的性质及操作条件确定类型;
    2.根据流量(一般由生产任务定)及计算管路中所需压头,确定泵的型号(从样本或产品目录中选取);
    3.若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时,应核算泵的特性参数:流量、压头和轴功率。
    选择离心泵时,可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求,此时,可分别确定各泵的工作点,比较工作点上的效率,择优选取。
    三、离心泵调节方式与能耗分析
    离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的,因此,改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。目前,离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。由于各种调节方式的原理不同,除有自己的优缺点外,造成的能量损耗也不一样,为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式,必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系。
    (一)泵流量调节的主要方式的比较
    改变管路特性曲线,即改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制,其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。
    改变离心泵特性曲线,是根据比例定律和切割定律,改变泵的转速、改变泵结构两种方法都能改变离心泵的特性曲线,从而达到调节流量的目的。
    泵的串、并连调节方式,是指当单台离心泵不能满足输送任务时,可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台相同型号的离心泵并联,虽然压头变化不大,但加大了总的输送流量,并联泵的总效率与单台泵的效率相同;离心泵串联时总的压头增大,流量变化不大,串联泵的总效率与单台泵效率相同。
    (二)不同调节方式下泵的能耗分析
    阀门调节流量时的功耗:离心泵运行时,电动机输入泵轴功率N为:N=vQH/η
    式中N––轴功率,w;Q––泵的有效压头,m;H––泵的实际流量,m3/s;v––流体比重,N/m3;η––泵的效率。
    变速调节流量时的功耗:在进行变速分析时因要用到离心泵的比例定律,根据其应用条件,以下分析均指离心泵的变速范围在±20%内,且离心泵本身效率的变化不大。用电动机变速调节流量到流量Q2时,在工作点A3泵消耗的轴功率为:NA3=vQ2H3/η,同样经变换可得:NA3=vQ2H3+vQ2H3式中vQ2H3––实际有用功率,W;vQ2H3––离心泵损失的功率,W。
    (三)结论
    通过泵变速调节来减小流量还有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性。当流量减小越大时,变速调节的节能效率也越大,即阀门调节损耗功率越大,但是,泵变速过大时又会造成泵效率降低,超出泵比例定律范围,因此,在实际应用时应该从多方面考虑,在二者之间综合出最佳的流量调节方法。
    四、离心泵常见故障分析与预防
    离心泵做为输送物料的一种转动设备,对连续性较强的化工装置生产尤为重要,需要很多要求输送高温介质及高扬程的离心泵。而离心泵运转过程中,难免会出现各种各样的故障。因而,如何提高泵运转的可靠性、寿命及效率,以及对发生的故障及时准确的判断处理,是保证生产平稳运行的重要手段。
    (一)常见故障
    离心泵常见故障为泵不能启动或启动负荷大、泵不排液、泵排液后中断、流量不足、扬程不够、运行中功耗大、泵振动或异常声响、轴承发热、轴封发热、转子窜动大以及发生水击。
    (二)故障预防措施
    故障预防措施有以下几点:保证离心泵的润滑良好;加强易损件的维护;流量变化平缓,一般不做快速大幅度调整;严格执行操作规程,杜绝违章操作和野蛮操作;做好状态监测,发现问题及时分析处理;定期清理泵入口过滤器。
    离心泵的故障产生原因可能是多方面的,但绝大多数与技术管理水平、安装、保养、操作人员的素质及重视程度有关。若能充分重视,则能够将离心泵的修理平均间隔时间延长,使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。
    五、离心泵站的发展前景
    据分析,到2020年,中国的离心泵进口额将达到惊人的50亿美元,超过美国的49亿美元成为世界上最大的离心泵进口国。
    从现在看未来,调水工程泵站逐渐增多,泵站应用范围日益扩大,泵站规模在逐渐增大,泵站更加讲究投资效益以及安全节能的要求也越来越高。总而言之,在泵站的不断发展下,离心泵有一片广阔的前景。
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[责任编辑:花间一壶酒]