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化工泵的選型規則

 正確選用不同工藝條件下操作的化工泵,使之滿足長周期、安全運轉和節能的要求,這對從事機泵工作的有關人員是非常重要的一件事。

  化工泵選型看似簡單,其實不然。要做出好的選型不是件容易的事情,往往需要依據很多實踐經驗,涉及泵、密封及輔助系統、調速系統、潤滑系統、冷卻系統、材料、電機、聯軸器、電器、儀表、工藝流程等多方面知識,有時需要設計單位、泵制造廠和用戶一起討論交流磋商,確定泵的***終選型方案。

  化工泵的類型、系列和型號的選擇

  ■ 選型條件

  1、輸送介質的物理化學性能:

  輸送介質的物理化學性能直接影響泵性能、材料和結構。介質的物理化學性能包括:名稱、特性(腐蝕、磨蝕、毒性等)、顆粒大小及含量、密度、粘度、汽化壓力等。必要時還應列出介質中的氣體含量,說明介質是否容易結晶等。

  2、工藝參數:

  工藝參數是泵選型的重要依據,應根據工藝流程和操作變化范圍慎重考慮。

  流量Q:工藝裝置中要求泵輸送的介質量,應給出正常、***大、***小流量。選泵時,要求泵額定流量不小于裝置的***大流量,或取正常流量的1.1~1.15倍。

  揚程H:工藝裝置所需要的揚程值,也稱為計算揚程。一般要求泵額定揚程為裝置所需揚程的1.05~1.1倍。

  進口壓力Ps和出口壓力Pd:指泵進出接管法蘭處的壓力,進出口壓力大小影響到泵殼的耐壓和軸封的要求。

  溫度:泵進口溫度,一般給出正常、***高、***低溫度。

  裝置氣蝕余量NPSHa:也稱為有效氣蝕余量。

  操作狀態:連續或間斷運行。

  ■ 泵類型的選擇

  選泵類型應根據裝置的工藝參數、輸送介質的物理和化學性質、操作周期和泵的結構特性等因素合理選擇。

  離心泵具有結構簡單,輸送液體無脈動,流量調節簡單等優點,所以除以下情況外,要盡可能地選用離心泵。

  有計量要求時選用計量泵;

  揚程很高流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可以選用時可選用往復泵;如氣蝕要求不高時也可以選用旋渦泵;

  揚程很低流量很大時選用軸流泵或混流泵;

  粘度較大(650~1000mm2/s)時,可以考慮選用轉子泵或往復泵,粘度特大時,可以選用特殊設計的高粘度轉子泵和高粘度往復泵;

  介質含氣量>5%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時,可以選用旋渦泵。如允許流量有脈動,可以選用往復泵。

  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、容積泵等。

  ■ 泵系列和材料的選擇

  泵的系列是指泵廠生產同一類結構和用途的泵,如IH、CZ、IJ、ZA型化工流程泵,AY型油泵,ZE型石油化工流程泵等。當泵的類型確定后,就可以根據工藝參數和介質特性來選擇泵的系列和材料。

  如果確定選用離心泵后,可進一步考慮如下項目:

  根據介質特性決定選用哪種特性泵,如清水泵、耐腐蝕泵、化工流程泵和雜質泵等。介質為劇毒、貴重或有放射性等不允許泄漏物質時,應考慮選用無泄漏泵(如屏蔽泵或磁力泵)或帶有泄漏液收集和泄漏報警裝置的雙端面機械密封。如介質為液化烴等容易揮發液體應選擇低氣蝕余量泵,如筒型泵。

  根據現場安裝條件選擇臥式泵、立式泵(含液下泵、管道泵)。

  根據流量大小選用單吸泵、雙吸泵、小流量離心泵。

  根據揚程高低選用單級泵、多級泵、高速離心泵等。

  以上各項確定后即可根據各類泵中不同系列泵的特點及生產廠的條件,選擇合適的泵系列及生產廠。

  ***后根據裝置特點及泵的工藝參數,決定選用哪一類制造與檢驗標準。如要求較高時,可選用API610標準,要求一般時,可選用GB5656(ISO5199)標準。

  ■ 泵型號的確定

  泵的類型、系列和材料選定后就可以根據泵廠提供的樣本及有關資料確定泵的型號(即規格)。

  離心泵型號的確定:

  額定流量和揚程的確定:額定流量一般直接采用***大流量,如缺少***大流量時,常常取正常流量的1.1~1.15倍。額定揚程一般取裝置揚程的1.05~1.1倍。對于粘度>20mm2/s或含有固體顆粒的介質,需要換算成輸送清水時的額定流量和揚程,再進行以下工作。

  查系列型譜圖:按額定流量和揚程查出初步選擇的泵型號,可能為一種,也可能為兩種以上。

  校核:按照性能曲線校核泵的額定工作點是否落在泵的有效工作區內;校核泵的氣蝕余量NPSHr是否符合要求。

  當符合上述條件者有兩種以上規格時,要選擇綜合指標***高者為***終選定的泵型號。具體可以比較以下參數:效率(泵效率高者為優)、重量(重量輕者為優)、和價格(價格低者為優)。

  ■ 原動機功率的確定

  離心泵軸功率Pa:

  Pa=QH/(3.6×102×η)

  Q:m3/h,H:m,η:<1。(如η=80%用0.8帶入計算)

  Pa:kW。

  原動機的配用功率P:

  P=KPa/ηt

  ηt——傳動效率(見表1)

  K——原動機功率裕量系數(見表2)

  計算出原動機的配用功率具體數值后,在選配原動機時要上靠原動機的實有功率檔。

  根據爆炸區域、防爆等級、電源和供氣情況等選擇合適的原動機。

  ■ 軸封形式的確定

  軸封是泵防止泵軸與殼體處泄漏而設置的密封裝置。常用軸封形式有填料密封、機械密封和動力密封。

  填料密封:結構簡單、價格便宜、維修方便、但泄漏量大、功耗大。所以填料密封用于輸送一般介質,如水;一般不用于石油及化工介質,尤其是不能用在貴重、易爆和有毒介質中。

  機械密封:也叫端面密封,密封效果好,泄漏量小,壽命長,但價格貴,加工安裝維修保養比一般密封要求高。機械密封適用于輸送石油和化工介質,可用于各種不同粘度、強腐蝕和含有顆粒介質。

  動力密封:可分為背葉片密封和副葉輪密封。泵工作時靠背葉片或副葉輪的離心力作用使軸密封處的介質壓力下降到常壓或負壓狀態,使泵在使用過程中不泄漏。停泵時離心力消失,這時要靠停泵密封裝置起到密封作用。

  與背葉片或副葉輪配套的停泵密封裝置中較多采用填料密封。填料密封有普通式與機械松緊式兩種。普通式填料密封與一般填料密封泵相似,要求軸封處保持微正壓,以避免填料的干摩擦。機械松緊式填料停泵密封采用配重,使泵在運行時填料松開,停泵時填料壓緊。

  為保證停泵密封裝置的壽命,減少泵的泄漏量,對采用動力密封的泵,對泵進口壓力應有限制,即:

  Ps<0.1Pd

  式中:Ps——泵進口壓力,MPa;

  Pd——進口壓力,MPa。

  動力密封性能可靠,價格便宜,維修方便,適合于輸送含有固體顆粒較多的介質,如燒堿工業中的堿泵、磷酸工業中的礦漿泵與料漿泵、電廠中的脫硫泵等。缺點是功耗較機械密封大,且停泵密封裝置的壽命較短。

  ■ 聯軸器及其應用

  聯軸器是為傳遞功率,補償泵軸與原動機軸的不同心,緩和沖擊,改變軸系的自振頻率和避免發生危害性振動等。

  聯軸器形式常有:爪形彈性聯軸器、彈性柱銷聯軸器、膜片聯軸器。

  爪形彈性聯軸器:又叫彈性塊聯軸器,特點是體積小,重量輕,結構簡單,安裝方便,價格低,常用于小功率及不太重要場合。

  彈性柱銷聯軸器:特點是結構簡單,安裝方便,容易更換,尺寸小,重量輕,傳遞功率大,廣泛用于各種旋轉泵中。在化工泵中也可以采用加長型彈性柱銷聯軸器。

  膜片聯軸器:結構簡單,不需要潤滑和維護,抗高溫,抗不對中性能好,傳遞功率大,但價格高。


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