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  • 離心泵選型

    點(diǎn)擊次數(shù):2424 來源: 更新時(shí)間:2008-04-21
  • 離心泵是靠葉輪攪動(dòng)流體旋轉(zhuǎn)的離心力產(chǎn)生壓力,輸送流體。在選用離心泵時(shí),要確定泵的用途和性能并選擇泵型。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始,那么以什么原則來選泵呢?依據(jù)又是什么?
     
    一、 泵選型原則
     
    1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。
    2、機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小   
    3、經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本低。
    4、離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。
     
    因此除以下情況外,應(yīng)盡可能選用離心泵:
    1、有計(jì)量要求時(shí),選用計(jì)量泵
    2、揚(yáng)程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選用時(shí),可選用往復(fù)泵,如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。
    3、揚(yáng)程很低,流量很大時(shí),可選用軸流泵和混流泵。
    4、介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時(shí),可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵(齒輪泵、螺桿泵)
    5、介質(zhì)含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時(shí),可選用旋渦泵。
    6、對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場合,應(yīng)選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵氣動(dòng)(電動(dòng))隔膜泵。
     
    二、泵的選型依據(jù)泵選型依據(jù)
     
    應(yīng)根據(jù)工藝流程,給排水要求,從五個(gè)方面加以考慮,既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等。
    1、流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一,它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。 如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、小、大三種流量。選擇泵時(shí),以大流量為依據(jù),兼顧正常流量,在沒有大流量時(shí),通??扇≌A髁康?.1倍作為大流量。
    2、裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù),一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來選型。
    3、液體性質(zhì),包括液體介質(zhì)名稱,物理性質(zhì),化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì),物理性質(zhì)有溫度c密度d,粘度u,介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程,有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型:化學(xué)性質(zhì),主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。
    4、 裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側(cè)低液面,排出側(cè)高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等,以便進(jìn)行系梳揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。
    5、操作條件的內(nèi)容很多,如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS(絕對(duì))、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。
     
    三、中央空調(diào)循環(huán)水泵
     
    通過對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚(yáng)程選擇不當(dāng),導(dǎo)致工程失敗事例的分析,強(qiáng)調(diào)合理選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的重要性,并提出了一些選擇的方法,對(duì)中央空調(diào)設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。
     
    1、  問題的提出
    在中央空調(diào)系統(tǒng)中,循環(huán)水泵夏季輸送冷凍水,冬季輸送熱水至空調(diào)末端裝置。工程設(shè)計(jì)應(yīng)按照空調(diào)系統(tǒng)水流量和系統(tǒng)阻力選擇性能良好的水泵。有關(guān)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊都有詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。問題在于實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí),某些工程師未按照計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,而是憑經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然,對(duì)系統(tǒng)以及某些空調(diào)設(shè)備、配件等新產(chǎn)品缺乏認(rèn)真研究,結(jié)果導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求,或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加,甚至水泵不能正常工作,這不得不引起空調(diào)設(shè)計(jì)者的高度重視。
     
    2、  理論分析
    空調(diào)系統(tǒng)水流量的大小由負(fù)荷及供回水溫差確定,系統(tǒng)阻力通過水力計(jì)算求得。按流量和阻力選擇的水泵,運(yùn)行時(shí)應(yīng)處于高效區(qū),其工作點(diǎn)為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。而工程中選擇的水泵常常出現(xiàn)兩種不正常情況。
    1)     設(shè)計(jì)時(shí)比較保守,水系統(tǒng)實(shí)際流速取值較低,估算系統(tǒng)阻力較大,導(dǎo)致選水泵時(shí)揚(yáng)程加大,使所選擇的循環(huán)水泵揚(yáng)程比設(shè)計(jì)流量下的系統(tǒng)阻力大得多。
    流量QA是系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量,在此流量下水泵揚(yáng)程為HB即可。實(shí)際選擇的水泵揚(yáng)程為HS。為了保證QA,則要改變管路特性,即通過關(guān)小水泵進(jìn)出口的閥門,使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰?。顯然,ΔP=HB-HA完全通過閥門節(jié)流, 這是非常不經(jīng)濟(jì)的,也是工程中需避免出現(xiàn)的情況,如果冬季運(yùn)行采用同一套泵工作,由于流量變小,節(jié)流更嚴(yán)重,就更不經(jīng)濟(jì),甚至造成水泵工作點(diǎn)不穩(wěn)定。
    2) 設(shè)計(jì)過于自信,對(duì)空調(diào)系統(tǒng)阻力估算偏小,所選泵揚(yáng)程小于設(shè)計(jì)流量下系統(tǒng)阻力。
     
    3、工程實(shí)例
    例1:甲工程為一單體高層建筑,建筑高度29m,泵房設(shè)在主樓地下室。 設(shè)計(jì)選用進(jìn)口開利離心式冷凍機(jī)一臺(tái),制冷量為1163 kW,配用2臺(tái)循環(huán)水泵,1用1備。
    剛開始調(diào)試運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)水泵電機(jī)電流過大,水泵出水管振動(dòng)厲害,且有異常聲音。 水泵揚(yáng)程僅為0。28MPa,電機(jī)電流I=115A。 分析原因,為分集水器壓差僅為0。13MPa,所選水泵揚(yáng)程偏大。此時(shí)水泵工作點(diǎn)為低揚(yáng)程大流量,電機(jī)嚴(yán)重超載[3];水泵氣蝕嚴(yán)重,管路抖動(dòng)厲害,聲音異常;關(guān)小水泵和冷凍機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥門,保證蒸發(fā)器進(jìn)出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa,使水泵恢復(fù)正常工作。 
        水泵揚(yáng)程為0。48MPa,分集水器壓差為0。10MPa,蒸發(fā)器壓差為0。1MPa,系統(tǒng)阻力并不大,而水泵大部分壓頭完全消耗在關(guān)小的閥門上。
     
    解決辦法:更換一臺(tái)低揚(yáng)程水泵,測試數(shù)據(jù)如表2(新泵)。對(duì)比表2數(shù)據(jù),電機(jī)電流由82A降為40A,其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不言而喻。
    例2:乙工程為一區(qū)域空調(diào),制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱。設(shè)計(jì)2907kW冷凍機(jī)2臺(tái),循環(huán)水泵3臺(tái),2用1備。 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)開一臺(tái)冷凍機(jī),一臺(tái)循環(huán)水泵。幾分鐘后,水泵出水管振動(dòng)厲害且伴有異常聲音,冷凍機(jī)不能啟動(dòng),故障顯示冷凍水循環(huán)水量不夠。檢查系統(tǒng)閥門已全部打開,水過濾器全部清洗干凈,系統(tǒng)排氣較徹底。銘牌參數(shù):Q為500m3。h-1, H為0。475MPa,N為90kW;測試數(shù)據(jù):蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差0。02MPa,水泵進(jìn)出口壓差0。14 MPa,集水器壓力0。27MPa,分水器壓力0。40 MPa。據(jù)該水泵性能曲線,當(dāng)揚(yáng)程H=0。14MPa時(shí),在系統(tǒng)閥門全開情況下,流量Q應(yīng)大于500m3。h-1才對(duì),而此時(shí)水流指示器自鎖,顯示流量不足。由此可見,水泵工作異常。事實(shí)上,如此大的系統(tǒng),水泵揚(yáng)程H=0。14MPa也是不可能的。 終查明原因有二:① 水泵入口安裝了進(jìn)口刷式水過濾器,過濾器網(wǎng)孔太小,導(dǎo)致水泵入口阻力太大,產(chǎn)生嚴(yán)重氣蝕,水泵性能變壞; ② 泵的流量和揚(yáng)程都非常小, 系統(tǒng)阻力較大。將刷式過濾器濾網(wǎng)拆下運(yùn)行,分、集水器壓差達(dá)0。45MPa,水泵揚(yáng)程為0。52MPa。如兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行,循環(huán)流量增大,系統(tǒng)阻力還要增大。顯然水泵不能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。解決方法:更換水過濾器濾網(wǎng);對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行水力計(jì)算,更換水泵。這既造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失,又影響了空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行,教訓(xùn)是深刻的。
    4、結(jié)論
    1) 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵的選取并不難,但要引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視,經(jīng)驗(yàn)要與理論計(jì)算相結(jié)合。
    2) 對(duì)水泵揚(yáng)程的選取不能認(rèn)為越大越保險(xiǎn),而要重視運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
    3) 目前空調(diào)產(chǎn)品更新?lián)Q代較快,選用時(shí)要十分慎重,對(duì)其性能要認(rèn)真研究