离心泵选型 螺杆泵

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离心泵是靠叶轮搅动流体旋转的离心力产生压力,输送流体. 在选用离心泵时,要确定泵的用途和性能并选择泵型.这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始,那么以什么原则来选泵呢?依据又是什么?
" o: k4 B5 g. c  e2 N. \一、泵选型原则
& u$ K: K6 J; z0 M1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求.
8 H7 Y, t2 T+ c. B4 H$ U2、机械方面可靠性高、噪声低、振动小
3、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低.
4、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点.
因此除以下情况外,应尽可能选用离心泵:
& T0 m0 b" [5 `8 o& l5 \. ^有计量要求时,选用计量泵
扬程要求很高,流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时,可选用往复泵,如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵.
扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵.
% C' s* Y8 S+ ~9 A' i! A介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,可考虑选用转子泵或往复泵(齿轮泵、螺杆泵)
  L' s( n6 f5 ^4 H  I1 S介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,可选用旋涡泵.
; N+ Y6 B4 b4 E4 L. V" }对启动频繁或灌泵不便的场合,应选用具有自吸性能的泵,如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵.
二、泵的选型依据
泵选型依据,应根据工艺流程,给排水要求,离心泵,从五个方面加以考虑,既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等
! f+ a( I- j% a+ f1、流量是选泵的重要性能数据之一,它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力. 如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量.选择泵时,以最大流量为依据,兼顾正常流量,在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量.
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据,一般要用放大5%m10%余量后扬程来选型.
, ~- t) L! U$ P7 D0 c3、液体性质,包括液体介质名称,物理性质,化学性质和其它性质,物理性质有温度c密度d,粘度u,介质中固体颗粒直径和气体的含量等,这涉及到系统的扬程,有效气蚀余量计算和合适泵的类型:化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性,是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据.
4、 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向,吸如侧最低液面,排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等,以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核.
" e# C) Y- E; h0 U4 Q$ ^+ a8 A5、 操作条件的内容很多,如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(绝对)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的.
# L( }( F: W8 @8 o三、中央空调循环水泵
$ l) X9 d. I, Z% N7 H* v通过对中央空调系统工程中因循环水泵扬程选择不当,导致工程失败事例的分析,强调合理选择循环水泵扬程的重要性,并提出了一些选择的方法,对中央空调设计有参考价值.
- w3 O" ]: I8 b' K* H7 U; F1、问题的提出
在中央空调系统中,循环水泵夏季输送冷冻水,冬季输送热水至空调末端装置.工程设计应按照空调系统水流量和系统阻力选择性能良好的水泵.有关暖通空调设计手册都有详细设计计算方法.问题在于实际工程设计时,某些工程师未按照计算方法进行设计计算,而是凭经验想当然,对系统以及某些空调设备、配件等新产品缺乏认真研究,结果导致所选择的水泵不能满足要求,或者造成运行费用增加,甚至水泵不能正常工作,这不得不引起空调设计者的高度重视.
2、理论分析
空调系统水流量的大小由负荷及供回水温差确定,系统阻力通过水力计算求得.按流量和阻力选择的水泵,运行时应处于高效区,其工作点为水泵性能曲线和管路特性曲线的交点.而工程中选择的水泵常常出现两种不正常情况.
1) 设计时比较保守,水系统实际流速取值较低,估算系统阻力较大,导致选水泵时扬程加大,使所选择的循环水泵扬程比设计流量下的系统阻力大得多.
流量QA是系统设计流量,在此流量下水泵扬程为HB即可.实际选择的水泵扬程为HS.为了保证QA,则要改变管路特性,即通过关小水泵进出口的阀门,使管路特性曲线由Ⅰ变为Ⅱ.显然,DP=HB-HA完全通过阀门节流, 这是非常不经济的,也是工程中需避免出现的情况,如果冬季运行采用同一套泵工作,由于流量变小,节流更严重,就更不经济,甚至造成水泵工作点不稳定[2].
; [2 g  W2 U9 t/ N( u: ^4 w2) 设计过于自信,对空调系统阻力估算偏小,所选泵扬程小于设计流量下系统阻力.
3、工程实例
  E# R7 W$ |- I  f# h例1:甲工程为一单体高层建筑,建筑高度29m,泵房设在主楼地下室. 设计选用进口开利离心式冷冻机一台,制冷量为1163 kW,配用2台循环水泵,1用1备.
刚开始调试运动时,发现水泵电机电流过大,水泵出水管振动厉害,且有异常声音. 水泵扬程仅为0.28MPa,电机电流I=115A. 分析原因,为分集水器压差仅为0.13MPa,所选水泵扬程偏大.此时水泵工作点为低扬程大流量,电机严重超载[3];水泵气蚀严重,管路抖动厉害,声音异常;关小水泵和冷冻机蒸发器进、出口阀门,保证蒸发器进出口要求的压差Dp=(92+/-5)kPa,使水泵恢复正常工作.
2 L% N7 F, a) e+ F+ c, v; Q; p水泵扬程为0.48MPa,分集水器压差为0.10MPa,蒸发器压差为0.1MPa,系统阻力并不大,螺杆泵,而水泵大部分压头完全消耗在关小的阀门上.
解决办法:更换一台低扬程水泵,测试数据如表2(新泵).对比表2数据,电机电流由82A降为40A,其运行经济性不言而喻.
例2:乙工程为一区域空调,制冷加热站集中向多幢建筑物供冷、供热.设计2907kW冷冻机2台,循环水泵3台,2用1备. 系统调试时开一台冷冻机,一台循环水泵.几分钟后,水泵出水管振动厉害且伴有异常声音,冷冻机不能启动,故障显示冷冻水循环水量不够.检查系统阀门已全部打开,水过滤器全部清洗干净,系统排气较彻底.铭牌参数:Q为500m3.h-1, H为0.475MPa,N为90kW;测试数据:蒸发器进出口压差0.02MPa, 水泵进出口压差0.14 MPa,集水器压力0.27MPa,分水器压力0.40 MPa.据该水泵性能曲线,当扬程H=0.14MPa时,在系统阀门全开情况下,流量Q应大于500m3.h-1才对,而此时水流指示器自锁,显示流量不足.由此可见,水泵工作异常.事实上,如此大的系统,水泵扬程H=0.14MPa也是不可能的. 最终查明原因有二:① 水泵入口安装了进口刷式水过滤器,过滤器网孔太小,导致水泵入口阻力太大,产生严重气蚀,水泵性能变坏; ② 泵的流量和扬程都非常小, 系统阻力较大.将刷式过滤器滤网拆下运行,分、集水器压差达0.45MPa,水泵扬程为0.52MPa.如两台泵同时运行,油泵,循环流量增大,系统阻力还要增大.显然水泵不能保证系统正常运行.
2 t- F; C' P' m" C解决方法:更换水过滤器滤网;对系统重新进行水力计算,更换水泵.这既造成了较大的经济损失,又影响了空调系统正常运行,教训是深刻的.
4 结论
( o# \3 `- n+ H% u+ h1) 空调系统循环水泵的选取并不难,但要引起设计人员足够的重视,经验要与理论计算相结合.
2 T: P1 [7 B  V. t0 S5 f* y2) 对水泵扬程的选取不能认为越大越保险,而要重视运行的经济性.
8 |( U6 |4 B/ `2 O' R3) 目前空调产品更新换代较快,选用时要十分慎重,对其性能要认真研究