完善离心泵的操作方式

完善离心泵的操作方式完善离心泵的操作方式 离心泵作业不仅限于起停离心泵并令排除的流量到达指定排放流量 甚至 为了控制流量和水平高度 而在排放管线中安装控制阀这一工作也包括在内 为了避免轴承和密封垫的过早失效 内部潮湿表面过早受到侵蚀 以及内部旋 转与固定不动的金属表面之间的接触 我们要遵守一些非常基本的原则 在这 篇文章当中 Stan Shiels 提出了正确造作离心泵的原则以及离心泵不恰当操作 的通病 最常见的理想内部的不恰当的操作方式 假定此泵性能优良 排除由于维护和设计时产生的失效形式 离心泵失效的最普遍形式上与操 作有关的 总结如下 1 降低输送液体温度避免气穴现象发生 2 对泵的有效气蚀余量来说流量过高 3 低于流量下限情况下长时间操作 4 并联泵的不适当操作 5 无法对轴承提供足够的润滑 6 无法对机械密封装置理工符合要求的清洗条件 降低输送液体温度避免气蚀现象发生降低输送液体温度避免气蚀现象发生 虽然提供足够吸压即可避免气蚀现象的发生看起来很简明易懂 即只需要 泵的有效气蚀余量大于或等于泵的必须气蚀余量 其中一些误解还应该明确指 出 当泵的制造商将泵的实际气蚀余量曲线完善之时 已设计好的泵的实际气 蚀余量适合此工况 在这种情况下 通过先前所做的泵的水力性能测试所测的 的数据已经同比精确的流速下降 3 这表明泵的必须气蚀余量等于泵的有效气 蚀余量时 将产生轻微的气蚀现象 由于上述原因 当决定可接受的最小 npsh 余量时 推荐采用 3 英尺或 1 米的余量 下述管道断层为了杜绝气蚀 设计师的 npsh 余量要大于三英尺或一米 注水口的管道轮廓在不同平面会产生 90 度的变形 与抽吸泵情况 非常类似 甚至当 npsh 余量在 2 3 英尺时 组合而成的 液体漩涡有时会 导致气蚀现象的发生 我们将离心注水口减压装置放置于管道之中 在此管道内 不均匀 的流量被压入到双抽吸泵的吸力垫中 生产厂家的测试曲线表明 当 npsha 值大于 npshr 值的时候双抽吸泵的某一部分吸收总流量的相当大的一部分流 量 这部分会导致气蚀现象的发生 对泵的有效气蚀余量来说流量过高对泵的有效气蚀余量来说流量过高 基于流速与 npsha 值呈反比与 npshr 值成正比这一基本原理我们可以得出这 一结论 这两个参数没有交叉点 表一对此观点进行解释 如果工作流速比最高效率流速高出很多 很多离心泵将被安装在无法提供 足够吸压以避免气蚀现象的系统中在这领域可能再也不会才用这些泵 但实际 流速比预期流速高很多时 短时间内会导致作业疏忽 举个例子 利用循环控 制阀保证泵速大于最低允许流速 在很低或 近于零的清洗流量情况下 循环控 制阀会到达大于 50 的开放位置 当需要将容器内物品转移时 手动操作要小心 在本操作开始时目标容器 放置水平面很低抽吸器相对放置很高 这种方式导致静压头产生 从而导致开 始时流速很高 直到排出容器页面高度升高或抽吸容器页面降低 此项操作特 别危险 管道系统在排泄侧的阻力低 但存在抽吸管道相当长的断面 表一 低于流量下限情况下长时间操作低于流量下限情况下长时间操作 离心泵最适宜操作的范围是最佳效率点的 85 与 110 之间 然而目前为 止大多数离心泵不得不在此范围之外进行工作 这一量度是两个主要参数的函 数值 它可以适合在此范围之外进行操作 根据以下已知数据 我们可以通过 这些参数对泵进行计算 叶轮最大直径 BEP FLOW NPSHR at BEP Flow Head at BEP Flow Pump Operating Speed RPM 以下公式计算 Ss 和 S RPM 为泵每分钟旋转速度 Qbep 为最大直径叶轮泵在 BEP 处的流量 Hbep 为最大直径叶轮泵在 BEP 处的压头 NPSHRbep 为最大直径叶轮泵特性曲线上 BEP 点处的有效压头 许用最低持续流量也受到其他参数的影响 例如叶轮压头液体特定的重力 预计在低流速下工作时间的百分比 这一以流量为离心泵不引起损伤或过早失 效的前提下可承受的流量 当已知泵的特定流量和吸入特定流量 泵最大叶轮 直径的 BEP 流量的近似百分比就可以估算出来 此流量基于在循环吸入计算 从这估值可以估算出特定泵大致的最低持续流量 叶轮的外部轮廓可以通过提 高初始值进行优化 当给定条件很少 可忽略 建议在确定最低允许持续流量 之前与生产厂家工程师进行沟通交流 对离心泵操作更具争议的领域吗后续文章做更深入的讨论 叶轮外部轮廓 尺寸会影响气蚀系数 由以下公式定义 此处为气蚀系数 g 为重力常数 NPSH 为网状有效吸入压头 u1 为叶轮 入口处液体圆周速度 这是一个独立于尺寸旋转速度而存在的无量纲系数 几何尺寸简单的泵都 可采用此系数 泵工作时流速为零或接近于零泵工作时流速为零或接近于零 离心泵通常把容器内的物体泵出至零水平高度 泵有时不需人看管如果水 平面下降到泵干涸的一点处 很快机械密封将会失效 在这种情况下 即使一 小部分循环流量可流到抽吸容器中 也不会缓和这个问题 因为离心泵还是会泵 空容器 很多应用实例通过安装双重机械密封圈进行密封作为最好的保护措施 即使泵在完全干涸的情况下运行时 也会保持润滑状态 在无危险应用中 用 带有包装的密封圈泵使用寿命更长 前提是外部提供润滑液对包装进行润滑 这来源当然要和泵出的液体能共存 在该情况下 成批释放作为普通操作 因此泵的工作时间很长 但是释放 是有间隙的 当释放暂停时 特别是当关闭释放阀时 一部分持续循环流体回 流至吸入源也有助于泵的保护 离心泵缺乏循环保护 在出现零流量的时间段 内 会时常发生失效现象 所有离心泵经过几分钟的零流量的运行会导致气封 原因是能量 传递至液体中 导致液体到达沸点 值得牢记的是 一旦离心泵产 生气封 知道叶轮把 压头传递给液体 泵才会产生明显的的卸荷 大部分为气 体的液气混合物的压头 产生很小的压差 通常在泵开始工作之前 需要使之 停止工作并使气体凝结成液体 并联泵的不适当操作并联泵的不适当操作 本题目在先前文章 Pump Academy 中已有详尽论述 但其基本技术也值 得依据离心泵操作的普遍原理进行叙述 以下原则适用于离心泵的所有操作 需对泵进行连续的或间歇性的并行操作步骤 通过并联操作关闭所有泵的压头 特别注意 尽可能相近 与推荐值 之间差值不超过 2 3 避免一个或多个泵并联操作时性能曲线过于平坦的现象发生 推荐 建议停止点额定点之间有 10 20 的差值 一直通过并联操作初始相同的 泵 其中磨损较严重的一方的液压制动点在表二中表示出来 高压头上升 直到关闭 低压头上升直到关闭 为了并联操作而设计而成的多级泵或昂贵的单极泵 双极泵应通过 低流量截止装置予以保护 避免因低速汇流工况而导致多种损害的发生 泵开始时可能完全相同 但随着使用时间的增加 泵的性能会有所不同 低于某一特定符合流动速率时 性能较好的泵会有效中止性能较差的泵的 工作状态 停止低速流量的操作会阻止因这些原因而导致的主要损伤 出水口入水口管道外形和长度应与泵 抽吸器和入水口压头相适应 适用于离心泵并联操作的管道外形应包括吸入集管和排除总管 这些尺寸 的轮廓要比单体泵要大 吸入管道和排出管道外形的差异会经常导致泵流 量的差异 表二 无法对轴承提供足够的润滑无法对轴承提供足够的润滑 这一标题叙述很简单 并且很重要以至于不能把它忽视掉 尽管勤劳的泵 工人努力使之保持足够的润滑状态 欠润滑也在所难免 在此主要讨论转压轴 承原件的润滑 可采用油润滑和脂润滑 本文所述不足以结束完整的主题内容 但基本要素适用面很大 泵早期失效的危险性不考虑在内 油润滑有三种基本形式 压力推进 过滤式和以及用冷却油液在封闭循环 系统中对此轴承供油 油浴和油雾润滑 压力推进系统是最复杂的系统 并经常与低压截止保护系统共同工作 通 常出现在大型多级泵装置中 我们所付安心的关键领域是 维持正确的油液稠度 对粘稠度的变化做周期性的监测 总酸值以 及油入口的含量 有时对磨损微粒的铁谱分析有助于诊断即将发生的轴承损伤 润滑 油冷却性能下降会导致油温升高 因此周期性油温监测很重要 油液过滤差速器压力和对轴承的主要油液 供压也需要持续监测 油池润滑外壳通常包含一个常液面注油器 尽管一些使用者选择密封轴承 盖并用一种二至三年替换一次的合成油液 对于那些包含零液面注油器的轴承 盖 应采用以下基本原则 根据生产厂家的相关技术文件 选用为出轴承工作温度的适当稠度 油液 对恒定液面加油器内的存油进行维护 对补给油进行清理 防止杂质潮气进入轴承盖中 对注油器页面的变质进行观察 牢记若注油器的页面不随时间推 移而下降 可能是由于注油器和轴承之间有封闭连接 油雾润滑和油池润滑所用为相同稠度的油液 就尽管有危险存在 低粘度 油通常可以一边装满一边使用 然而大多数油雾系统会安装一个警报器用于检 测油雾压力的流失 周期性检查轴承盖以确保轴承盖处油雾通风状态良好 除 此之外 此系统还加装冷凝物收集装置以确保轴承盖的冷凝和排污效果 滚动轴承的脂润滑要注意一下几点 脂类型选择速度较高 3000 转每分钟或以上 用硬脂 速度较低用 软脂 和油池润滑相同 油脂润滑内油稠度也一致 油脂的用量 泵作业者对轴承添加油脂的工作是非常重要的 因为 脂润滑失效的主要原因之一是脂过量 此处越多不一定越好 添加油脂时 待添加油脂和原始油脂的兼容性至关重要 对于油液选型问题来说 当不确定哪种油脂最适合哪种特定应用场 合时 建议工程师针对轴承应用的相关机械知识进行考虑 无法对机械密封装置理工符合要求的清洗条件无法对机械密封装置理工符合要求的清洗条件 机械密封的清洗规程是控制密封操作环境的一种方式 任何改变清洗流量 参数的事件会改变密封的环境 并且会导致密封失效 以下这些通常情况下用 于密封清洗的参数应周期性进行检查以达到机械密封需求 流量自泵流向密封装置以确保温度正常 清洗液应与从泵流出的流量温度 相同 冷却液会显示发热装置缺少充足的流量 这通常也是监测流量的唯一途 径 因为大多数清洗规程不包括对流量的监测 应对来自密封腔流向抽吸泵的吸入清洗流量进行温度测量 开始监测此温 度并建立一个基准 回流至抽吸泵的流量若有明显的增长 表面流量受到抑制 排除清洗冷却液需要足够的冷却液才能达到要求的清洗温度 流出冷却液 冷却器随着使用时间变长而开始发臭或污染环境 通常在冷却器开始发臭之前 清洗液允许达到密封失效点 冷却液的不同温度和清洗液提供给轴承的温度应 人为监控 并在污染发生过久之前对冷却器进行清理或替换 双非受压轴承根据密封件中的一个液体压头提供一种轻微压力差 此压力 差为密封间隙与周围大气之间的压力差 密封件的水平位置与压力应用于监测 变化的迹象 双重非受压密封件通常用于易挥发的液体装置 在此为水蒸汽压 力高于大气压力并且任何常规密封件蒸汽泄露可以通过密封孔排除至安全的收 集点 密封件压力若出现明显增长会导致开始时密封内部失效 密封件密封等 级降低会表明外部密封失效 应对简单的采用了密封件的双重非受压密封件进行监控 密封件压力必须 维持在高于密封腔压力以上的某一压力 以使用于密封操作 密封件液面下降 会表明初始密封或外部密封失效 对外部密封明显泄露的进一步观察来确定哪 个失效 密封件压力流失会指出压力覆盖系统失效 警报器通常用于装有密封 件的双重密封系统中 建议对这些参数进行监控以对足够的密封液的不足进行 早期警告 利用溢流道隔离液的双重受压密封应对隔离液出口入口处的温度和压力进 行例行检查如果隔离液回流压力允许下降至低于密封腔压力以下的某个值 且 泵内介质材料为研磨材料 密封将失效 并不是所有这些系统都有流量指示装 置 差异温度的增加通常会表明 内部密封泄漏率的增加 但会意味着溢流道流 量减少 密封溢流道入口压力的监测有助于进行诊断 由于回流温度升高 溢 流道回流压力降低 这会导致内部密封失效 结言结言 尽管导致离心泵失效的原因越来越多 本文所讨论的内容已经可以处理相 关领域的大部分问题 离心泵操作者必须要把它们所处理问题的范围扩大到所 有者的领域 操作者要熟悉泵如何操作 监测泵的关键以及明白需要对什么进 行探索 很多拥有大量离心泵的加工工厂并不提供充足的理想的内部操作培训 以保证