离心泵的选型

1、离心泵在味精生产中的应用马雄斌（广州奥桑味精食品有限公司，广州 510280）摘要：本文主要介绍了味精生产中常用泵在使用中应注意的问题，特别是离心泵的选用和安装使用应注意的问题。关键词：谷氨酸溶液，泵使用的常见误区，离心泵的选用。1. 前言在味精生产中，液体输送是最常见的工艺生产过程，所以各种化工用泵和食品卫生级泵广泛应用于味精生产中。我们公司味精年产能力为40000吨，所使用的各类泵就有近300台。由于液体的性质不同，如粘度、腐蚀性、干物质含量、固体悬浮物含量等不尽相同，而且诸如温度、压力、流量等输送条件也有较大的差别，因此不同工艺条件液体中所使用的泵也不尽相同。生产中最常用的泵是离心泵，占

2、85%以上。其它还有齿轮泵、螺杆泵、隔膜泵、磁力泵等，其中离心泵最常用。由于液体性质的不同，有输送清水的铸铁离心泵，有输送热水的热水循环泵，有输送物料的不锈钢离心泵，有输送腐蚀性介质的衬塑离心泵，有输送硝酸的磁力泵，有输送消泡油和糖浆的齿轮泵，有输送含固体悬浮液的螺杆泵等等。2. 泵使用和选型中常出现的问题在离心泵使用中常见的误区有：（1） 关小进口阀门；（2） 启动前泵内没有充满液体，泵内及吸入管路容易积存空气，造成泵体震动大；（3） 启动时出口阀全开，易造成超电流烧电机。停泵后才关闭阀门，易造成管路内液体倒流，使叶轮反转而损坏。（4） 双端面机械密封忘记开密封水，容易损坏机械密封。在选型时

3、，机械密封的选用也是至关重要。在我们公司一期技改工程实施过程中，超滤谷氨酸液输送泵的机械密封选用的是国产机械密封，机械密封采用石墨环/不锈钢，由于出口压力较大为5Bar，而料液中含有小固体颗粒，机械密封不到一个月就损坏需更换，不但影响生产，而且维修费用也大幅增加。后来我们选用了美国Durro公司的不锈钢离心泵，机械密封选用碳化钨或碳化硅，使用情况良好，一般一年才需更换一次机械密封，确保了生产的正常运行。在真空循环系统如蒸发器循环泵的机械密封选型中，应选用双端面机械密封，于保证密封的可靠性，防止气体串入泵内产生类似于气蚀现象的震动。在谷氨酸尾液浓缩蒸发器运行中，曾出现一效循环泵震动大电机电流偏大

4、，联轴器胶圈容易剪断现象。操作工曾用关小进口阀门来处理，但造成泵体震动大。我们分析原因后，最后确定如下解决方法：（1） 泵进、出口加装防震橡胶膨胀节，进口阀门全开。推荐精选（2） 泵出口加装阀门，调节阀门开度大小，确保电机电流不超过额定值。（3） 重新调校泵体与电机直线度。经此处理后，一效循环泵振动现象排除，电流稳定，联轴器胶圈使用寿命大大延长。在麸酸溶液输送泵的选用中，由于麸酸溶液含固量较大，原使用闭式叶轮离心泵容易造成结晶体破碎，经选用开式叶轮后，输送的液体结晶较完好，提高了收率。在输送高粘度、高固含量的悬浮液时，螺杆泵是最好的选择。刚开始使用杆泵时，生产车间操作工常出一些操作失误：a)

5、进口阀没有全开，料液容易抽空，造成衬套损坏。b) 进口阀关小调节流量或关闭，引起事故甚至安全事故。后来我们增加了螺杆泵防干磨、温度保护装置，安装变频调节实现流量自动调节。并对有关人员培训，保证设备运转正常。3. 离心泵的选择离心泵的选择常出现一些误区：根据流量要求、输送垂直高度加上20%余量而大致选泵。忽略了输送的管道摩擦损失，安装高度是否足够、系统的气蚀余量也没有计算核定。现将离心泵选型步骤简单介绍如下：3.1 液体粘度的影响若被输送的液体粘度远大于常温下清水的粘度，则根据HvisQvis曲线，Hvis将随Qvis之增加而更为急剧地下降，同时轴功率却增大。现就粘度对流量、扬程、功率的影响表示

6、如下：Qvis = CQ*QW-Hvis =（1-CH*QW/ QW）*HW-BHPVIS = CHP * SPgr *BHPW-Qvis ：粘度条件下的流量，m3/sHvis ：粘度条件下的扬程，mBHPW：粘度条件下的轴功率，kWQW-：无粘度下的水流量，m3/s QW：在最佳效率下的水流量，m3/sHW：水的总扬程，mBHPW：水的轴功率，kWCQ：流量的粘度修正系数CH：总扬程的粘度修正系数CHP：轴功率的修正系数3.2 密度的影响液体密度和离心泵的压头与流量之间的关系无关，而且泵的效率也不随液体的密度而改变，但泵的轴功率却随液体密度而改变。BHPSP = SPgr * BHPWBHP

7、SP ：液体密度下的轴功率SPgr ：液体密度BHPW ：水的情况下的轴功率3.3 总扬程的计算推荐精选系统压头（总扬程）H为总排出压头hd减去总吸入压头hs，即H = hd-hs 。其中：（1） 吸入口压头 hs = hss +hps - hfs hss ：吸入口静压头hps ：吸入口表压hfs ：吸入口摩擦损失压头（2） 排出口总压头 hd = hsd +hpd+hfd,hsd ：排出口静压头hpd ：排出口表压hfd, ：排出口摩擦损失压头（3） 摩擦损失压头 hf =hf1 + hf2hf1 ：管路摩擦损失 （查表一）hf2 ：阀门或管件摩擦损失hf2 =KV2/2gV：平均线速度m/

8、sg：重力加速度9.81m/s2K：可由表二查出。（注：表一、表二、表三为参考国外有关标准换算成公制，供参考）表一：每100米管道水的摩擦压头损失（供参考）DN25DN50流量（m3/h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)0.50.4630.4111.5440.691.53.2551.0325.4761.43311.6382.49419.83103.73530.2125.21642.9146.96757.69168.97874.511811.21993.522013.6610114.362216.43030.094053.825080DN80DN100流量（m3/

9、h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)201.88100.14252.89150.3推荐精选DN80DN100流量（m3/h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)304.06200.5355.43250.76407301.11458.75351.415010.77401.795512.8452.256014.14502.726517.99603.787020.5705.137523.31806.758026.68908.348529.8710010.39033.4711012.299537.2213017.0610040.915022.

10、4711049.4818031.85DN150DN200流量（m3/h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)400.24200.02500.36400.06600.5600.16700.67800.22800.881000.34901.071200.471001.321400.631101.571600.791201.8518011402.762001.251603.172201.471803.962501.882004.853002.652205.824004.612507.46500730010.66009.9840018.6770013.51DN250DN30

11、0流量（m3/h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)推荐精选DN250DN300流量（m3/h）每100米管道损失(m)流量（m3/h）每100米管道损失(m)300.01500.01500.03700.02700.061000.051000.111500.121300.182000.171600.262500.262000.393000.362500.613500.473000.864000.623501.125000.964001.487001.785002.189002.917004.0811004.289007.0113005.8610008.611500

12、7.74表二：阀门和接头的摩擦阻力系数K值类 型规 格DN25DN50DN100DN150DN250DN500K 值闸阀0.40.250.150.10.060.03止回阀2底阀0.8球阀0.10.0780.060.050.0480.04蝶阀1.50.90.680.6管式过滤器1.51.10.90.60.4大小头0.05方型进口0.5标准弯头0.420.380.320.280.250.2长弯头0.40.30.220.170.140.08三通0.220.20.140.120.080.063.4 泵的净正吸上压头NPSH（Net Positive Section Head）离心泵吸上液体主要靠泵进口

13、处真空度的作用。当泵进口与吸水面之间的垂直距离过高或叶轮转速过快时，则随着流量的增大泵进口处的压力可能降至所输送液体的蒸汽压，即泵容易产生气蚀。离心泵在产生气蚀时将发出噪音，泵体振动，流量不能再增大，压头和效率都明显下降，以至无法工作。为避免气蚀现象，泵的安装高度必须小于某一定值，以确保叶轮内压力均高于液体的饱和蒸汽压。一般情况下，计算出现有的净正吸上压头NPSHa，当泵所需NPSH推荐精选r等于或小于NPSHa时，泵就不会产生气蚀。NPSHa = has hvpa = hpsa+ hsshfshvpaNPSHa ：现有的净正吸上压头has ：吸入口表压hss：吸入口静头压hfs：摩擦损失压头

14、hvpa：液体在对应温度下的二次蒸汽压头，查表三。表三：水的性能表温度（）密度绝对蒸汽压（m ）51.0000.09101.0000.12150.9990.18200.9980.24250.9970.32300.9960.43350.9950.56400.9920.76450.9910.97500.9881.28550.9871.61600.9832.07650.9822.62700.9803.26750.9764.02800.9724.94850.9696.09900.9657.43950.9628.991000.95810.793.5 离心泵的选用根据上述1-4项步骤可确定泵的流量、压头、

15、功率及汽蚀余量，从而确定泵的型号。至于选择哪一种类型的离心泵，主要根据所输送液体的性质来决定。例如液体的腐蚀性、温度、粘度以及是否易燃易爆等，都是选用离心泵类型的重要依据。适用于特殊要求的离心泵有不锈钢化工泵、玻璃钢泵、塑料泵、陶瓷泵、石墨泵、屏蔽泵、管道泵、拉波泵、高速液氨泵、低温泵和专用水泵等。泵的类型一经确定后，便可根据特定管路要求的流量和扬程以及汽蚀余量等来查阅该类产品样本上的性能参数表和性能曲线，并按管路要求的流量和扬程均增加10%的原则来确定一个合理的型号。4. 离心泵的安装和操作离心泵的安装和操作可参考离心泵的使用说明书，一般应注意如下问题：推荐精选(1) 离心泵的安装高度必须低

16、于允许吸上高度，以免出现气蚀和吸不上液体的现象。因此在管路布置时应尽可能减小吸入管路的流动阻力。(2) 离心泵在启动前必须向泵内充满待输送的液体，保证泵内和吸入管路内无空气积存。(3) 离心泵应在出口阀关闭的条件下启动，这样启动功率最小。停泵前也应先关闭出口阀，以免排出管路内液体倒流，使叶轮受冲击而被损坏。(4) 离心泵在运转中应定时检查和维护，注意泵轴液体泄露、发热等情况，保持泵的正常操作。参考文献：1、 化工原理 姚玉英等 天津大学出版社，1999年版2、 化学工程师手册 袁一等 机械工业出版社 2001年版3、 Pump Engineering Manual,R.E.syska and J.R.Bink The durinron Company,Inc. 19804、 Unit ooeration of chemical Engineering Mccabe,Smith,Harrictt McGraw-Hill International Editions,1993.作者联系方式：马雄斌 中法合资广州奥桑味精食品有限公司动力设