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常用水泵(離心泵)選型原則與案列分析

點(diǎn)擊次數(shù):1511 發(fā)布時(shí)間:2014-09-29

水泵是一種面大量廣的通用型機(jī)械設(shè)備,它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力冶金、礦山、選船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國(guó)防各部門(mén),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)泵產(chǎn)量達(dá)525.6萬(wàn)臺(tái)。泵的電能消耗占全國(guó)電能消耗的21%以上。因此大力降低泵有能源消耗,對(duì)節(jié)約能源具用十分重大的意義。近年來(lái),我們泵行業(yè)設(shè)計(jì)研制了許多高效節(jié)能產(chǎn)品,如IHF、CQB、FSB、UHB等型號(hào)的泵類(lèi)產(chǎn)品,對(duì)降低泵的能源消耗起了積極作用。

常用水泵的選型原則解析
一、選水泵(離心泵)列出基本數(shù)據(jù): 
1、介質(zhì)的特性:介質(zhì)名稱(chēng)、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。 
2、介質(zhì)中所含因體的顆粒直徑、含量多少。 
3、介質(zhì)溫度:(℃) 
4、所需要的流量一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時(shí)對(duì)流量的影響。農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水,還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。 
5、壓力:吸水池壓力,排水池壓力,管道系統(tǒng)中的壓力降(揚(yáng)程損失)。 
6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長(zhǎng)度、管道附件種類(lèi)及數(shù)目,吸水池至壓水池的幾何標(biāo)高等)。 
如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。在設(shè)計(jì)布置管道時(shí),應(yīng)注意如下事項(xiàng):
1、合理選擇管道直徑,管道直徑大,在相同流量下、液流速度小,阻力損失小,但價(jià)格高,管道直徑小,會(huì)導(dǎo)致阻力損失急劇增大,使所選泵的揚(yáng)程增加,配帶功率增加,成本和運(yùn)行費(fèi)用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度綜合考慮。 
2、排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的最大壓力。 
3、管道布置應(yīng)盡可能布置成直管,盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長(zhǎng)度,必須轉(zhuǎn)彎的時(shí)候,彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃。 
4、泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(mén)(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門(mén)用來(lái)調(diào)節(jié)泵的工況點(diǎn),逆止閥在液體倒流時(shí)可防止泵反轉(zhuǎn),并使泵避免水錘的打擊。(當(dāng)液體倒流時(shí),會(huì)產(chǎn)生巨大的反向壓力,使泵損壞)
二、選水泵離心泵)確定流量、揚(yáng)程: 
1、如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常、最大流量,應(yīng)按最大流量考慮。 
2、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,應(yīng)考慮留有一定的余量。對(duì)于ns>100的大流量低其不意揚(yáng)程泵,流量余量取5%,對(duì)ns<50的小流量高揚(yáng)和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,對(duì)質(zhì)量低劣和運(yùn)行條件惡劣的泵,流量余量應(yīng)取10%。 
3、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量,應(yīng)換算成體積流量。 
三、水泵離心泵)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)的總成本最低。 
4、自吸離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸液無(wú)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)盡可能選用自吸離心泵:
有計(jì)量要求時(shí),選用計(jì)量泵
揚(yáng)程要求很高,流量很小且無(wú)合適小流量高揚(yáng)程自吸離心泵可選用時(shí),可選用往復(fù)泵,如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。
揚(yáng)程很低,流量很大時(shí),可選用軸流泵和混流泵。
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)
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。
對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合,應(yīng)選用具有自吸性能的泵,如自吸式自吸離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(dòng)(電動(dòng))隔膜泵。
二、水泵的選型依據(jù)上海勝歐泵閥在此為你詳細(xì)介紹:
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、最小、最大三種流量。選擇泵時(shí),以最大流量為依據(jù),兼顧正常流量,在沒(méi)有最大流量時(shí),通??扇≌A髁康?。1倍作為最大流量。
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(lái)選型。
3、液體性質(zhì),包括液體介質(zhì)名稱(chēng),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(lèi)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)最低液面,排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長(zhǎng)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(離心泵) 
通過(guò)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(wèn)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(cè)都有詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。問(wèn)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、離心泵理論分析
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(guò)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(guò)關(guān)小水泵進(jìn)出口的閥門(mén),使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰颉o@然,ΔP=HB-HA完全通過(guò)閥門(mén)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]。 
2) 設(shè)計(jì)過(guò)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(kāi)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(kāi)始調(diào)試運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)水泵電機(jī)電流過(guò)大,離心泵出水管振動(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(mén),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(mén)上。 
解決辦法:更換一臺(tái)低揚(yáng)程水泵,測(cè)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(kāi)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(mén)已全部打開(kāi),水過(guò)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(cè)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(mén)全開(kāi)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(jiàn),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。 最終查明原因有二:① 水泵入口安裝了進(jìn)口刷式水過(guò)濾器,過(guò)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,水泵性能變差; ② 泵的流量和揚(yáng)程都非常小, 系統(tǒng)阻力較大。將刷式過(guò)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(guò)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。 
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