二次供水設(shè)備中水泵流量揚(yáng)程
二次供水設(shè)備中流量確定
a、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。
b、生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定余量。
ns>；100大流量低其不意揚(yáng)程泵，流量余量取5%，對(duì)ns<；50小流量高揚(yáng)水泵，流量余量取10%，50≤ns≤100泵，流量余量也取5%，對(duì)質(zhì)量低劣和運(yùn)行條件惡劣泵，
流量余量應(yīng)取10%。
c、基本數(shù)據(jù)只給重量流量，應(yīng)換算成體積流量。
高溫重質(zhì)油泵用機(jī)械密封選用
對(duì)石化行業(yè)來說，高溫重質(zhì)油泵用機(jī)械密封選用一直是一大難題，例如催化裂化油漿泵、回?zé)捰捅谩⒊核妆?、初餾塔底泵、減壓塔底泵、延遲焦化輻射進(jìn)料泵等。
高溫重質(zhì)油泵介質(zhì)具有以下共同特點(diǎn)：
溫度高：一般340～400℃；
介質(zhì)粘度大：溫度下一般運(yùn)動(dòng)粘度為（12～180）×10-6m/s；
介質(zhì)有顆粒：如催化劑、焦炭、含有砂粒等其他雜質(zhì)。
高溫重油介質(zhì)泵用機(jī)械密封?，F(xiàn)各個(gè)企業(yè)都采用焊接金屬波紋管機(jī)械密封?，F(xiàn)使用情況較好有DBM型、XL-604/606/609型、YH-604/606/609型等。波紋管材料采用AM350
、INCONEL718、哈氏B、C等不銹鋼；耐腐蝕高溫合金等，有波片采用雙層結(jié)構(gòu)，使其承壓力從2MPa上升到5MPa，這些都有效解決了波紋管失彈問題。
針對(duì)波紋管內(nèi)側(cè)結(jié)焦和結(jié)炭以及含固體顆粒等情況，解決辦法有關(guān)資料已做了相關(guān)說明，比如采用蒸汽吹掃、摩擦副采用“硬對(duì)硬”、采用外沖洗等等，這些一定程度
上起到了較好作用，這里不再過多闡述。以前提出各種方法再實(shí)際應(yīng)用中種種因素影響效果不夠理想。更好提高機(jī)械密封使用壽命，節(jié)資降耗，針對(duì)各種情況，建議應(yīng)
把以下措施綜合起來采用：
a）將金屬波紋管設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)波紋管機(jī)械密封有自清洗離心作用，這可以減少波紋管外圍沉積和內(nèi)側(cè)結(jié)焦。
b）對(duì)摩擦副組對(duì)材料，建議使用“硬對(duì)硬”結(jié)構(gòu)，一般采用碳化鎢對(duì)碳化鎢（其中選YG6-YG6）和碳化鎢對(duì)碳化硅。選用“硬對(duì)硬”結(jié)構(gòu)，必須注意以下幾個(gè)問題：
1）冷卻系統(tǒng)要保障，禁止冷卻水中斷，端面升高，潤滑膜閃蒸而降低密封端面潤滑，加劇磨損；
2）機(jī)械密封安裝過程中，要給密封端面澆一些潤滑油（機(jī)油或黃油均可）。止起泵時(shí)。密封端面缺乏潤滑而造成干摩擦；
3）采用清潔外沖洗是解決溶劑顆粒堆積比較有效方法之一，但這種方法浪費(fèi)較大，各種泵介質(zhì)、溫度、壓力（一般要求沖洗液壓力比介質(zhì)側(cè)壓力高0.07～0.12MPa）又
各不相同，外沖洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就更繁雜，加之外沖洗設(shè)施投入以及維護(hù)費(fèi)用消耗，會(huì)造成弊大于利，尤其是一些中小型企業(yè)。許多企業(yè)封油系統(tǒng)棄之不用，就沒有設(shè)這套
系統(tǒng)，針對(duì)這些情況，建議使用配用隔離介質(zhì)多密封結(jié)構(gòu)，如油漿泵、回?zé)捰捅玫龋褂秒p端面機(jī)械密封，兩組密封端面之間充滿隔離介質(zhì)（干凈機(jī)油等），如圖3所
示。
這種結(jié)構(gòu)可有效延長機(jī)械密封使用壽命，一般可達(dá)6000～8000h以上。另外，采用這種考慮以下兩點(diǎn)：
①靠近葉輪一組密封端面材料選用“硬對(duì)硬”結(jié)構(gòu)（如YG6-YG6）；而靠近機(jī)械密封壓蓋一組密封端面既可選用浸銅或銻碳——石墨對(duì)碳化鎢或碳化硅；
②對(duì)高溫油泵選用隔離介質(zhì)，要具有熱分解溫度、自燃點(diǎn)、閃點(diǎn)高（一般260℃以上）、熱氧化穩(wěn)定性好、高溫蒸發(fā)損失小特點(diǎn)。
泵管道設(shè)計(jì)圖示
離心泵調(diào)節(jié)方式與能耗分析
離心泵與管路系統(tǒng)特性曲線圖分析了離心泵流量調(diào)節(jié)幾種主要方式：出口閥門調(diào)節(jié)、泵變速調(diào)節(jié)和泵串、并聯(lián)調(diào)節(jié)。用特性曲線圖分析了出口閥門調(diào)節(jié)和泵變速調(diào)節(jié)兩
種方式能耗損失，并進(jìn)行了對(duì)比，指出離心泵用變速調(diào)節(jié)流量比用出口閥門調(diào)節(jié)流量可以更好節(jié)約能耗，且節(jié)能效率與流量變化大小有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意變速調(diào)
節(jié)范圍，才能更好應(yīng)用離心泵變速調(diào)節(jié)。
離心泵是廣泛應(yīng)用于化工工業(yè)系統(tǒng)一種通用流體機(jī)械。它具有性能適應(yīng)范圍廣（包括流量、壓頭及對(duì)輸送介質(zhì)性質(zhì)適應(yīng)性）、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、操作費(fèi)用
低等諸多優(yōu)點(diǎn)。通常，所選離心泵流量、壓頭可能會(huì)和管路中要求不一致，或生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，此時(shí)都要求對(duì)泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)是改變離心泵工作點(diǎn)
。離心泵工作點(diǎn)是由泵特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線共同決定，，改變?nèi)魏我粋€(gè)特性曲線都可以達(dá)到流量調(diào)節(jié)目。目前，離心泵流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速
控制以及泵并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。各種調(diào)節(jié)方式原理不同，除有自己優(yōu)缺點(diǎn)外，造成能量損耗一樣，尋求最佳、能耗最小、最節(jié)能流量調(diào)節(jié)方式，必須全面了解離心泵流量
調(diào)節(jié)方式與能耗之間關(guān)系。
1、二次供水設(shè)備中水泵流量調(diào)節(jié)主要方式
1.1改變管路特性曲線
改變離心泵流量最簡單方法就是利用泵出口閥門開度來控制，其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線位置來改變泵工作點(diǎn)。
1.2改變離心泵特性曲線
比例定律和切割定律，改變水泵轉(zhuǎn)速、改變水泵結(jié)構(gòu)（如切削葉輪外徑法等）兩種方法都能改變離心泵特性曲線，達(dá)到調(diào)節(jié)流量（同時(shí)改變壓頭）目。已經(jīng)工作水泵，
改變水泵結(jié)構(gòu)方法不太方便，改變了水泵結(jié)構(gòu)，降低了水泵通用性，盡管它某些時(shí)候調(diào)節(jié)流量經(jīng)濟(jì)方便[1]，生產(chǎn)中也很少采用。這里僅分析改變離心泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量
方法。從圖1中分析，當(dāng)改變水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量從Q1下降到Q2時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速（或電機(jī)轉(zhuǎn)速）從n1下降到n2，轉(zhuǎn)速為n2下泵特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2（管
路特曲線不變化）交于點(diǎn)A3Q2，H3，點(diǎn)A3為調(diào)速調(diào)節(jié)流量后新工作點(diǎn)。此調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)效果明顯、快捷、安全可靠，可以延長水泵使用壽命，節(jié)約電能，另外降低轉(zhuǎn)速
運(yùn)行還能有效降低離心泵汽蝕余量NPSHr，使泵遠(yuǎn)離汽蝕區(qū)，減小離心泵發(fā)生汽蝕可能性[2]。缺點(diǎn)是改變泵轉(zhuǎn)速需要有變頻技術(shù)來改變?cè)瓌?dòng)機(jī)（通常是電動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)速，
原理復(fù)雜，投資較大，且流量調(diào)節(jié)范圍小。
1.3泵串、并連調(diào)節(jié)方式
當(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任務(wù)時(shí)，可以采用離心泵并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺(tái)相同型號(hào)離心泵并聯(lián)，壓頭變化不大，但加大了總輸送流量，并聯(lián)泵總效率與單臺(tái)泵效率
相同；離心泵串聯(lián)時(shí)總壓頭增大，流量變化不大，串聯(lián)泵總效率與單臺(tái)泵效率相同。
2、不同調(diào)節(jié)方式下泵能耗分析
對(duì)不同調(diào)節(jié)方式下能耗分析時(shí)，文章僅針對(duì)目前廣泛采用閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)方式加以分析。離心泵并、串聯(lián)操作目提高壓頭或流量，化工領(lǐng)域運(yùn)用不多
，其能耗可以結(jié)合圖2進(jìn)行分析，方法基本相同。
2.1閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)功耗
離心泵運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入泵軸功率N為：
N＝vQH／η
式中N——軸功率，w；
Q——水泵有效壓頭，m；
H——水泵實(shí)際流量，m3/s；
v——水泵流體比重，N/m3；
η——水泵效率。
當(dāng)用閥門調(diào)節(jié)流量從Q1到Q2，工作點(diǎn)A2消耗軸功率為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實(shí)際有用功率，W；
vQ2H2－H3——閥門上損耗功率，W；
vQ2H21／η－1——離心泵損失功率，W。
2.2變速調(diào)節(jié)流量時(shí)功耗
進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到離心泵比例定律，其應(yīng)用條件，以下分析均指離心泵變速范圍±20%內(nèi)，且離心泵本身效率變化不大[3]。用電動(dòng)機(jī)變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時(shí)，
工作點(diǎn)A3泵消耗軸功率為：
NA3＝vQ2H3／η
同樣經(jīng)變換可：
NA3＝vQ2H3＋vQ2H31／η－1（2）
式中vQ2H3——實(shí)際有用功率，W；
vQ2H31／η－1——離心泵損失功率，W。
3、二次供水設(shè)備中結(jié)論
目前離心泵通用出口閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種主要流量調(diào)節(jié)方式，水泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)約能耗比出口閥門調(diào)節(jié)大多，這點(diǎn)可以從兩者功耗分析和功耗對(duì)比分析看出。
離心泵流量與揚(yáng)程關(guān)系圖，可以更為直觀反映出兩種調(diào)節(jié)方式下能耗關(guān)系。水泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕可能性。當(dāng)流量減小越大時(shí)，變速調(diào)
節(jié)節(jié)能效率也越大，即閥門調(diào)節(jié)損耗功率越大，，泵變速過大時(shí)又會(huì)造成泵效率降低，超出水泵比例定律范圍，，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該從多方面考慮，二者之間綜合出最佳
流量調(diào)節(jié)方法。
為何離心泵啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥？
因離心泵啟動(dòng)時(shí)，泵出口管路內(nèi)還沒水，還不存管路阻力和提升高度阻力，泵啟動(dòng)后，泵揚(yáng)程很低，流量很大，此時(shí)泵電機(jī)（軸功率）輸出很大（據(jù)泵性能曲線），很
容易超載，就會(huì)使泵電機(jī)及線路損壞，啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥，才能使泵正常運(yùn)行。
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