購買一臺品質(zhì)良好的設(shè)備并不能確保*運行。如果不是專門為特定應(yīng)用而設(shè)計,那么zuihao的設(shè)備也會出現(xiàn)問題。每臺離心泵都具有特定的使用工況和運行范圍,一旦偏離這些使用工況和運行范圍,將會給泵(組)的安全、可靠運行帶來隱患。
由于不少用戶/工程公司/設(shè)計院對離心泵的理論和工程實踐經(jīng)驗缺乏非常全面的了解,以至于經(jīng)常做出一些不合適的要求和運行,從而導(dǎo)致非zuijia選型和不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用,運行及維護費用將大幅度提高。
本文將結(jié)合工程實踐經(jīng)驗,對離心泵選型和應(yīng)用中存在的一些誤區(qū)進行闡述和說明,以避免廣大用戶出現(xiàn)產(chǎn)品選型和應(yīng)用不佳的情況。
1.1效率越高越好
高效意味著能耗費用低,這是每個終用戶所期望的,也一直是每個離心泵制造商所追求的目標(biāo)之一。之所以稱之為“目標(biāo)之一”,是因為一些特定場合用重要離心泵(例如超長使用壽命的核電站重要用泵、火電廠高壓鍋爐給水泵以及石化行業(yè)的api泵等),始終將*安全穩(wěn)定運行(即可靠性)放在*位。
高效也意味著較小的(耐磨環(huán)、平衡機構(gòu)等)運轉(zhuǎn)間隙、較細的泵軸、嚴格的公差配合以及不會干擾流體流動的光滑過渡的流道等,這會造成用戶的維護時間和成本大幅度的提高。
但是很遺憾,不少買方/終用戶/工程公司的決策人員卻簡單地要求將“高效”應(yīng)用于所有場合的離心泵,強制執(zhí)行g(shù)b19762-2007《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》標(biāo)準(zhǔn)。更有甚者在很多項目招標(biāo)過程中,首先直接比較泵的效率或強制規(guī)定泵的效率值,效率低的制造商將被直接淘汰,既不科學(xué)也不合理。這是對標(biāo)準(zhǔn)的誤讀,也是標(biāo)準(zhǔn)條款不明晰和標(biāo)準(zhǔn)本身缺陷所造成的。其實,早在2001年歐盟委員會便出臺了“studyonimprovingtheenergyefficiencyofpumps”,該報告認識到:對泵效率的選擇是大的挑戰(zhàn),只能給予簡單的指導(dǎo)。
泵的效率隨著轉(zhuǎn)速、葉輪形狀、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(如api標(biāo)準(zhǔn)要求大的耐磨環(huán)間隙)、介質(zhì)特性的不同而變化……
也就是說,對于一些特定場合用泵,相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)并不適用。盡管在泵系統(tǒng)生命周期內(nèi)的能耗費用超過維護費,但具體操作人員往往極其關(guān)注的是泵系統(tǒng)在現(xiàn)場的穩(wěn)定運行。與節(jié)能相比,優(yōu)先考慮的是有效維護。
不同的公司對于不同用途的離心泵在設(shè)計理念上各不相同,有的將節(jié)能放在*位,有的注重可靠性,有的關(guān)注超長的使用壽命。上世紀(jì)80年代,是中國火力發(fā)電大發(fā)展的時期,國外的電站泵生產(chǎn)廠家紛紛搶灘中國市場,絕大多數(shù)電站泵廠家的產(chǎn)品均以安全可靠性高而著稱,其中有一家號稱其產(chǎn)品在同行中效率zuigao而搶得一些*,且經(jīng)用戶使用后發(fā)現(xiàn)其效率確實較同行略高一些,但卻存在一個非常致命的缺陷--頻繁斷軸,終被踢出了中國電力市場。因此,離心泵并非效率越高越好,高效往往是以犧牲安全可靠性和壽命為代價。
1.2泵的必需汽蝕余量越低越好
對于用戶來說,泵的必須汽蝕余量npshr越低越好,這樣可以大大降低裝置高度(即裝置汽蝕余量npsha),有效降低投資成本。
在大多數(shù)泵系統(tǒng)中,npsha趨于隨著流量的增加而減小,而npshr趨于隨著流量的增加而增加。因此,在系統(tǒng)設(shè)計之前,應(yīng)考慮泵制造商的建議及其應(yīng)用經(jīng)驗,檢查并確認在所有預(yù)期運行的流量范圍之內(nèi)給出一個足夠的安全裕量。同時,在確定裝置汽蝕余量時,買方和賣方應(yīng)當(dāng)弄清楚小連續(xù)穩(wěn)定流量與泵的吸入比轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,一般來說,泵的小連續(xù)穩(wěn)定流量隨著吸入比轉(zhuǎn)速的增加而增加……,選擇吸入比轉(zhuǎn)速的大小及npsh安全裕量時,應(yīng)當(dāng)考慮現(xiàn)有的工業(yè)水平和制造廠經(jīng)驗。
在相同的轉(zhuǎn)速和流量下,npshr越低,泵的吸入比轉(zhuǎn)速越高。與較低的吸入比轉(zhuǎn)速泵設(shè)計相比,較高的吸入比轉(zhuǎn)速泵更有可能遇到不良的振動和噪音,同時,允許的運行區(qū)間也變得較窄。
關(guān)于吸入比轉(zhuǎn)速對離心泵運行可靠性的影響,同行具有非常豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗,并給出了吸入比轉(zhuǎn)速的大限定值,可供泵選型時參考。其中,uop5-11-7規(guī)范[2]中規(guī)定的吸入比轉(zhuǎn)速的限定值在得到了廣泛認可和應(yīng)用,其規(guī)定如下:泵的吸入比轉(zhuǎn)速不得高于13000(m3/h,rpmm);當(dāng)泵送介質(zhì)為水或水含量超過50%的溶液,并且泵的單級葉輪的功率超過75kw時,吸入比轉(zhuǎn)速不得高于11000(m3/h,rpm,m)。隨著科技的發(fā)展,今天,在不加大葉輪進口直徑的情況下,人們改善離心泵吸入性能的可選擇手段較多,吸入比轉(zhuǎn)速的限值也相應(yīng)提高。
1.3泵的臨界轉(zhuǎn)速距離實際轉(zhuǎn)速越遠越好
在實際工程招投標(biāo)過程中,工程公司/設(shè)計院/用戶為了防止泵運行過程中出現(xiàn)共振,希望一階橫向臨界轉(zhuǎn)速離泵額定轉(zhuǎn)速越遠越好(如早期核電站常規(guī)島主給水泵招標(biāo)文件中要求“泵組軸系在水中的*臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)高于其額定工況點對應(yīng)轉(zhuǎn)速的125%”,幾年后要求“泵組軸系在水中的*臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)高于其額定工況點對應(yīng)轉(zhuǎn)速的135%”,然而近的一次卻要求“泵組軸系在水中的*臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)高于其額定工況點對應(yīng)轉(zhuǎn)速的150%”),同時,要求滿足現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)。
從技術(shù)角度來說,泵的臨界轉(zhuǎn)速*可以設(shè)計得距離實際轉(zhuǎn)速很遠。但是,卻忽略了臨界轉(zhuǎn)速對泵性能的影響(與泵的能效要求相矛盾)。在同等條件下,臨界轉(zhuǎn)速越高,軸系越粗,意味著泵的效率越低。為此,應(yīng)根據(jù)不同的泵型及不同的使用工況,合理確定臨界轉(zhuǎn)速與泵的額定轉(zhuǎn)速之間的差值。
1.4離心泵可以處理氣液兩相流
離心泵的溶氣運行是十分復(fù)雜的氣液兩相流流動,國內(nèi)外同行對此進行了大量的研究。在對離心泵葉輪進行特殊設(shè)計(例如葉輪后蓋板為半開式,并在后蓋板葉輪流道上接近葉輪入口處開設(shè)回流孔)的情況下,含氣量達到10%(體積含量)時,離心泵仍能持久穩(wěn)定工作;而對于普通離心泵,可以處理夾帶少量氣體(1%至2%體積含量)的液體。
液體中夾帶少量氣體可以緩沖汽蝕汽泡坍塌所產(chǎn)生的沖擊力,并可以減少由此產(chǎn)生的不良噪音、振動和侵蝕損壞。但是,當(dāng)氣體含量達到6%時,普通離心泵就可能會產(chǎn)生汽蝕、氣阻等現(xiàn)象,并導(dǎo)致性能(流量、揚程及效率)的急劇下降。
并非泵的效率越高越好。高效通常以犧牲運行可靠性為代價。泵的必需汽蝕余量并非越低越好。一方面受現(xiàn)有工業(yè)設(shè)計和制造水平的限制;另一方面會導(dǎo)致吸入比轉(zhuǎn)速偏高,泵允許的運行區(qū)間變窄。
應(yīng)根據(jù)不同的泵型及不同的使用工況,合理確定臨界轉(zhuǎn)速與泵的額定轉(zhuǎn)速之間的比值。普通離心泵可以處理少量夾帶氣體的液體。嚴禁泵在小連續(xù)穩(wěn)定流量以下長時間運行。通常,禁止泵在出口閥門全開的情況下啟泵。
原則上,填料密封結(jié)構(gòu)不能直接用于機械密封。應(yīng)避免泵出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。工業(yè)凈水不適用于高溫泵冷卻夾套的冷卻。