離心泵最小連續(xù)流量

1、離心泵最小連續(xù)流量化工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站陳偉離心泵在小流址區(qū)域長期運(yùn)行，可能會產(chǎn)生汽蝕和機(jī)械故障。本文分折了彷響離心泵最小流且值的因素.介紹了 最小連埃流蠱的確定方法。43 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved hitp:A# © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved hitp:A前 言化丄主產(chǎn)，尤其是石汕化丄生產(chǎn)中準(zhǔn)往

2、由 于開工試車有時需要用重度較油人的淸水試 車）、工藝條件改變及無合適小流娥離心泵可供 選用時，常要求離心泵在小流雖區(qū)域下長時間 運(yùn)行。泵在不產(chǎn)生過熱、汽蝕及機(jī)械故障（振動、 噪盧超標(biāo)，軸承壽命縮短等）的情況下能夠正常 工作的最小流址稱離心泵的最小連續(xù)流量。最小連續(xù)流董有兩種：一種是最小連續(xù)穩(wěn) 定流量，另一種是最小連續(xù)熱控流量。最小連續(xù)穩(wěn)定流疑是指泵在不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定的噪聲沿;振動限度下泵能夠正常工作的最小 流雖。該值一憑由泵廠通過試驗(yàn)的方法測得并提 供給用戶。最小連續(xù)熱控流量是指泵能夠維持工作而 其運(yùn)行不致被泵送液體的溫升所損害的故小流 量。影響因素影響離心泵域小連續(xù)流量的因素有7種：1.

3、離心泵內(nèi)部功率損失引起液體溫度升 高；2. 葉綸流道內(nèi)產(chǎn)生旋渦及葉輪出口處產(chǎn) 生二次回流,3. 葉輪流道內(nèi)液體脫流；4. 引起泵及管路內(nèi)的壓力產(chǎn)生波動；5. 對于有駝峰特性的離心泵引起喘振；6. 產(chǎn)生徑向力（尤其對單蝸殼泵）；7. 軸向力噌大。因素1使泵過熱或產(chǎn)生汽蝕。根據(jù)因素1, 可確定最小連續(xù)熱控流量。因素2、3、4、5使泵產(chǎn)生附加的振動和噪 聲。'根據(jù)這些因索，可確定泵的最小連續(xù)穩(wěn)定 流量。因素少、7厳響泵軸和軸承，必要時應(yīng)對軸 和軸承（尤其是軸承）進(jìn)行加固。 色最小連續(xù)熱控流量泵內(nèi)液體的溫升可能導(dǎo)致:泵的過熱和汽 蝕。泵的過熱影響密封壽命，并使介質(zhì)的腐蝕 加劇。泵的汽燭使泵的性

4、能惡化，效率下降，而 且嚴(yán)覓破壞過流部件并產(chǎn)生噪聲和振動。1. 泵的溫開X泵的溫升M等于泵內(nèi)液體功率損耗引起 的溫升"，和液體等爛壓縮引起的溫升",。即（1）（1）功率損耗引起的溫升比由下式確定：Afr= 1000C （ i _1） ©式中H泵的揚(yáng)程,m；g9.81m2/s；C比熱 kJ/kg-<C （對水 C=4.18kJ/ kg-1 >；”泵的效率。（2）等摘壓縮引起的溫升"，考慮液體的壓縮性，計(jì)算液體在無損耗、無 熱交換時的等埔壓縮溫升AX。由下式確 定：心4匸(3)式中H泵的揚(yáng)程，T.泵的吸入溫度匸。At,隨揚(yáng)程的增加而上升，但&qu

5、ot;，與卜切相 比很微小，在確定最小流雖時一般可不考慮等 爛溫升因此泵的溫升可近似按下式確 定：loofeG"*1)匕(4)2. 泵的許用溫升燈<1)防止泵的過熱當(dāng)NPSHa遠(yuǎn)大于NPSH時，泵的許用 溫升門山泵的材質(zhì)，介質(zhì)特性及密封情況等 綜合確定。(2)防止泵的汽蝕當(dāng)NPSHa和NPSHr較接近或當(dāng)輸送 易汽化介質(zhì)(如液態(tài)烽時，泵的許用溫升匸門 由汽蝕條件確定。小流燉汽蝕條件下的飽和蒸 汽壓P按下式確定：P侶 P"-NPSgg Pa(5)式中Pv吸入溫度T.下的飽和蒸汽 壓，Pa；NPSHq裝置汽蝕余M,m； y液體密度,kg/m3； g9.81m2/so按&#

6、163;值，查有關(guān)圖表，得出巴壓力下該 液休對應(yīng)的飽和溫度T鳥泵的許用溫升A門按下式確定：旳=幾-幾匕(6)式屮：T.-一泵的吸入溫度,to注：在一怙般算中，水的許用溫升可按以下經(jīng)驗(yàn)值確定: 清水汞(如JS泵、S、Sh泵)：20心； 鍋爐給水泵：AfW810C;液態(tài)矩泵：山：iwic；:塑料泵：MWT0U。3. 最小連續(xù)熱控流最小連續(xù)熱控流量gm按下式確定:QZ7IW曙犒SyM式中PdnQmG下泵的軸功率，kW;HmlaQzJ下泵的揚(yáng)程，me顯然需通過試算才能確定。為方便估算,QnhJ可近似按下式確定：0 -1 - - (8)LQ"*-(1000CCAtD + Ha)y °

7、， 式中Pa泵額定點(diǎn)的軸功率,kW：H.泵關(guān)死點(diǎn)的揚(yáng)程，me顯然，按式8計(jì)算的Q耐偏安全。4. 校核按式4確定的心與門比較。如心VCA門安全。5. 應(yīng)用舉例某石化廠用一臺沈陽水泵廠生產(chǎn)的SJA4 x 6 x 151/2L型離心泵輸送液化乙烯,0=243 m3/h,H = 183m ,幾=1 68.3kW ,7； = - 40*C , NPSHa= 6.5m,NPSH產(chǎn) 5叫幾=1.4MP。, y= 449 kg/m3, C= 4.6 kJ/kg-1,工藝要求 QOmVh,問是否安全？解:按式4圖1 4x6xl5；L型泵查SJA4x6xl5 1/2L泵性能曲線圖（圖1）,當(dāng) Q = 120m3/

8、h 時9H = 215m卯=58%oA/= 0.332t按式5計(jì)算PI:=1.43MPa該壓力下乙烯的飽和溫度“- 39.64C由式6計(jì)算仙,M = T；-T.= 0.3613AKCAC安全。最小連續(xù)穩(wěn)定流量泵在小流量下工作，會產(chǎn)生諸如旋渦，二 次回流、脫流等不利因素，從而導(dǎo)致泵和借路的 附加振動和噪聲。最小連續(xù)穩(wěn)定流童是為了保證泵在小流量 區(qū)域長期工作但其噪聲及振動值不超標(biāo)而確定 的流最值C該值山泵廠通過試驗(yàn)獲得并提供給用戶。 一般每個規(guī)格的泵有一個最小連續(xù)穩(wěn)定流量。 如沈陽水泵廠的SJA4x6xl5%L型泵，其 tQnln>90.8m7h,約為額定流量的38%, SJA3x4xl3%

9、L 型泵，QwiJ=11.4m7h, 約為額定流蜀的11%。但有些泵廠為方便起見.將同一個系列 的泵籠統(tǒng)地聞定一個比例作為其放小連續(xù)穩(wěn)於 流量。如/H型化工泵、IS型淸水泵等在樣 本、使用說明書中規(guī)定泵不能在小于額定流量 的30%以下長期工作。瑞上Sulzer公司對原動機(jī)輸入功率100 kW以上及較高比轉(zhuǎn)速的離心泵作了研究，發(fā) 現(xiàn)即使在額定流量的2535%左右，泵入口處 已發(fā)生回流現(xiàn)象，同時泵和賞路產(chǎn)生很大的振 動。對這些泵必須右較爲(wèi)的故小連續(xù)穩(wěn)定流呈 值，如圖2。泵在小流雖下工作，軸向力增加，同時產(chǎn)生 徑向力（單蝸克泵尤甚），長期工作將降低泵軸 和軸承的壽命。因此對必須長期在小流量下工圖2最

10、小連續(xù)流錄與泵的比轉(zhuǎn)連、型式的關(guān)系注：比轉(zhuǎn)速J Qn«葉=” H護(hù)云斎式中n<l泵柚轉(zhuǎn)速，r/minQ泵額定流此nP/s,雙吸葉輪為Q/2；H一泵額定揚(yáng)程，m,多級泵為斗G為級數(shù)）作的泵，腸要時應(yīng)對泵軸、軸承（尤其是軸承） 進(jìn)行加固。最小連續(xù)流量從理論上而言，址小連續(xù)流世取用小連續(xù) 熱控流鼠和赧小連續(xù)穩(wěn)定流雖的大者。但在實(shí)際應(yīng)用中，我們?？砂l(fā)現(xiàn)泵廠捉供 的最小連續(xù)穩(wěn)定流鼠偏保守。門致眾本不需采 用旁路調(diào)節(jié)的泵采用了旁路調(diào)節(jié)，增加了骨路 投資及能耗。一般帀言對原動機(jī)輸入功率100kW以下注：1.在AP1610-1989 （笫七版）的離心泵數(shù)址農(nóng)中理求泵 制造廠提供熱控、穩(wěn)定兩種最

11、小連續(xù)流貴伯： minimum continuous flow：THERMAL（m3/h） STABLE（m$/h）實(shí)際壷用中的最小連續(xù)流12由工程公司（設(shè)計(jì)院）確定。2. 美國ANSI/ASMEJB73.1M-1984 乂端吸式化工流程 '用臥式離心泵的數(shù)據(jù)表中只耍求泵廠提供哉小連純 流址：MINIMUM CONTINUOUS FLOW（m7h> 45 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved hitp:A的泵，可按最小連續(xù)熱控流童礪定最小連續(xù)

12、流 昴。對原動機(jī)輸入功率lOOOkW以上的泵，可 按最小連續(xù)穩(wěn)定流疑確定最小連續(xù)流雖。對輸入功率介于100lOOOkW之間的泵， 取二者的大值。化工部設(shè)備中心站機(jī)泵技術(shù)委員會組織化 八院、化四院編寫的機(jī)泵數(shù)據(jù)表»TCEU K102 -93上的離心泵數(shù)據(jù)表也只要求泵廠提供最小 連續(xù)流量值。即由泵廠根據(jù)計(jì)算熱控流昴值試驗(yàn)測得穩(wěn) 定流鈕值后，自行確定圾小連續(xù)流量值。流量控制方法為了安全生產(chǎn)，當(dāng)離心泵必需在小于最小 連續(xù)流量下長期工作的親可采用旁路調(diào)節(jié)的辦 法進(jìn)行操作。旁路調(diào)節(jié)般用孔板，不用閥，因?yàn)榭装鍍r(jià) 廉、工作可靠。當(dāng)NPSHZ /VPSHrr較接近時，液體 返回至吸入槽，使小流星液體升

13、高的溫度在槽 內(nèi)混合后降低，如圖3。當(dāng)NPSH。遠(yuǎn)大于NPSH,也可直接返 回至泵吸入口。一 47 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All riglits reserved lutp:A*ki.nei一 # 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All riglits reserved lutp:A*ki.nei圖3泵在小流疑下的管路調(diào)節(jié)'佶息參考文獻(xiàn)1. (瑞士)Sulzer Centrifugal Pamp

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15、化工工程裝備信息網(wǎng)”一 # 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All riglits reserved lutp:A*ki.nei“化工工程裝備信息網(wǎng)”是由化工部設(shè)備 設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，及其設(shè)備、機(jī)泵技術(shù)委員會. 上海迅羽化工工程髙技術(shù)中心，化工設(shè)備設(shè) 計(jì)編輯部等部門利用自身的工程、技術(shù)、信息 優(yōu)勢.為適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而共同 籌建的全國性信息網(wǎng)，并編輯出版定期的“化工 工程裝備信息”內(nèi)部資料。本網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：輻射面廣，內(nèi)容豐富實(shí)用性 強(qiáng)，服務(wù)全面入網(wǎng)方式：加入本信息網(wǎng)，除免費(fèi)享有繪新“化工工程裝備信息”內(nèi)部資 料.還可享有各項(xiàng)免費(fèi)服務(wù)項(xiàng) 目。按入網(wǎng)方式分別為A類年 服務(wù)費(fèi)躡低為300元八B類; C類。用戶自行選擇。信息欄目：工程動態(tài).項(xiàng)目信息.市場分 析.設(shè)計(jì)動態(tài)，機(jī)泵行情.防腐 材料產(chǎn)品介紹，價(jià)格行悄，四 新成果，標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)，新書介紹, 供需信息等。一 # 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All riglits reserved lutp:A*ki.nei凡需參加本網(wǎng)的用