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    2. 離心泵選型及工程實例-濟泉百科知識

      離心泵是靠葉輪攪動流體旋轉的離心力產生壓力,輸送流體。 在選用離心泵時,要確定泵的用途和性能并選擇泵型。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始,那么以什么原則來選泵呢?依據又是什么?
      一 、 泵選型原則
      1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。
      2、機械方面可靠性高、噪聲低、振動小
      3、經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。
      4、離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。
      因此除以下情況外,應盡可能選用離心泵:
      有計量要求時,選用計量泵
      揚程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時,可選用往復泵,如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。
      揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。
      介質粘度較大(大于650~1000mm2/s)時,可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)
      介質含氣量75%,流量較小且粘度小于37。4mm2/s時,可選用旋渦泵。
      對啟動頻繁或灌泵不便的場合,應選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。
      二、泵的選型依據
      泵選型依據,應根據工藝流程,給排水要求,從五個方面加以考慮,既液體輸送量、裝置揚程、液體性質、管路布置以及操作運轉條件等
      1、流量是選泵的重要性能數據之一,它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。 如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時,以最大流量為依據,兼顧正常流量,在沒有最大流量時,通??扇≌A髁康?。1倍作為最大流量。
      2、裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據,一般要用放大5%—10%余量后揚程來選型。
      3、液體性質,包括液體介質名稱,物理性質,化學性質和其它性質,物理性質有溫度c密度d,粘度u,介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統的揚程,有效氣蝕余量計算和合適泵的類型:化學性質,主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。
      4、 裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側最低液面,排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等,以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。
      5、 操作條件的內容很多,如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS(絕對)、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。
      三、中央空調循環水泵
      通過對中央空調系統工程中因循環水泵揚程選擇不當,導致工程失敗事例的分析,強調合理選擇循環水泵揚程的重要性,并提出了一些選擇的方法,對中央空調設計有參考價值。
      1、問題的提出
        在中央空調系統中,循環水泵夏季輸送冷凍水,冬季輸送熱水至空調末端裝置。工程設計應按照空調系統水流量和系統阻力選擇性能良好的水泵。有關暖通空調設計手冊都有詳細設計計算方法。問題在于實際工程設計時,某些工程師未按照計算方法進行設計計算,而是憑經驗想當然,對系統以及某些空調設備、配件等新產品缺乏認真研究,結果導致所選擇的水泵不能滿足要求,或者造成運行費用增加,甚至水泵不能正常工作,這不得不引起空調設計者的高度重視。
      2、理論分析
      空調系統水流量的大小由負荷及供回水溫差確定,系統阻力通過水力計算求得。按流量和阻力選擇的水泵,運行時應處于高效區,其工作點為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點。而工程中選擇的水泵常常出現兩種不正常情況。
      1) 設計時比較保守,水系統實際流速取值較低,估算系統阻力較大,導致選水泵時揚程加大,使所選擇的循環水泵揚程比設計流量下的系統阻力大得多。
        流量QA是系統設計流量,在此流量下水泵揚程為HB即可。實際選擇的水泵揚程為HS。為了保證QA,則要改變管路特性,即通過關小水泵進出口的閥門,使管路特性曲線由Ⅰ變為Ⅱ。顯然,ΔP=HB-HA完全通過閥門節流, 這是非常不經濟的,也是工程中需避免出現的情況,如果冬季運行采用同一套泵工作,由于流量變小,節流更嚴重,就更不經濟,甚至造成水泵工作點不穩定[2]。
      2) 設計過于自信,對空調系統阻力估算偏小,所選泵揚程小于設計流量下系統阻力。
      3、工程實例
      例1:甲工程為一單體高層建筑,建筑高度29m,泵房設在主樓地下室。 設計選用進口開利離心式冷凍機一臺,制冷量為1163 kW,配用2臺循環水泵,1用1備。
        剛開始調試運動時,發現水泵電機電流過大,水泵出水管振動厲害,且有異常聲音。 水泵揚程僅為0。28MPa,電機電流I=115A。 分析原因,為分集水器壓差僅為0。13MPa,所選水泵揚程偏大。此時水泵工作點為低揚程大流量,電機嚴重超載[3];水泵氣蝕嚴重,管路抖動厲害,聲音異常;關小水泵和冷凍機蒸發器進、出口閥門,保證蒸發器進出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa,使水泵恢復正常工作。

      水泵揚程為0。48MPa,分集水器壓差為0。10MPa,蒸發器壓差為0。1MPa,系統阻力并不大,而水泵大部分壓頭完全消耗在關小的閥門上。
      解決辦法:更換一臺低揚程水泵,測試數據如表2(新泵)。對比表2數據,電機電流由82A降為40A,其運行經濟性不言而喻。
        例2:乙工程為一區域空調,制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱。設計2907kW冷凍機2臺,循環水泵3臺,2用1備。 系統調試時開一臺冷凍機,一臺循環水泵。幾分鐘后,水泵出水管振動厲害且伴有異常聲音,冷凍機不能啟動,故障顯示冷凍水循環水量不夠。檢查系統閥門已全部打開,水過濾器全部清洗干凈,系統排氣較徹底。銘牌參數:Q為500m3。h-1, H為0。475MPa,N為90kW;測試數據:蒸發器進出口壓差0。02MPa, 水泵進出口壓差0。14 MPa,集水器壓力0。27MPa,分水器壓力0。40 MPa。據該水泵性能曲線,當揚程H=0。14MPa時,在系統閥門全開情況下,流量Q應大于500m3。h-1才對,而此時水流指示器自鎖,顯示流量不足。由此可見,水泵工作異常。事實上,如此大的系統,水泵揚程H=0。14MPa也是不可能的。 最終查明原因有二:① 水泵入口安裝了進口刷式水過濾器,過濾器網孔太小,導致水泵入口阻力太大,產生嚴重氣蝕,水泵性能變壞; ② 泵的流量和揚程都非常小, 系統阻力較大。將刷式過濾器濾網拆下運行,分、集水器壓差達0。45MPa,水泵揚程為0。52MPa。如兩臺泵同時運行,循環流量增大,系統阻力還要增大。顯然水泵不能保證系統正常運行。
        解決方法:更換水過濾器濾網;對系統重新進行水力計算,更換水泵。這既造成了較大的經濟損失,又影響了空調系統正常運行,教訓是深刻的。
      4 結論
      1) 空調系統循環水泵的選取并不難,但要引起設計人員足夠的重視,經驗要與理論計算相結合。
        2) 對水泵揚程的選取不能認為越大越保險,而要重視運行的經濟性。
        3) 目前空調產品更新換代較快,選用時要十分慎重,對其性能要認真研究

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