經(jīng)驗分享｜離心泵的選擇和配置
仔細選擇和配置離心泵，可減少后續(xù)麻煩的產(chǎn)生—大概因為離心泵設(shè)備需要精心的維護，這讓排量泵的制造商感到很不滿意，但離心泵通常被認為是流程行業(yè)的主力,占泵的市場份額估計...
仔細選擇和配置離心泵，可減少后續(xù)麻煩的產(chǎn)生—大概因為離心泵設(shè)備需要精心的維護，這讓排量泵的制造商感到很不滿意，但離心泵通常被認為是流程行業(yè)的主力,占泵的市場份額估計為80%。這意味著操作人員更應(yīng)該通過更仔細地選擇和配置離心泵來減少后續(xù)麻煩的產(chǎn)生。
本文刊登于PROCESS《流程工業(yè)》
2021年第5期
《離心泵的選擇和配置》
本文作者系PROCESS德文版的自由撰稿人。
還記得著名的“B型泵”嗎？在過去，多余的第二泵（或“B泵”）通常是關(guān)鍵過程的強制要求，也是確保平穩(wěn)運行的關(guān)鍵；現(xiàn)在已經(jīng)有不同的技術(shù)解決方案。在理想情況下，智能監(jiān)控工具會在泵出現(xiàn)任何實際問題之前就發(fā)出警告。而且可以在已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的許多情況下或者可以以相對較低的費用進行改造但這可能會使操作員陷入一種錯誤的安全感。監(jiān)控不是靈丹妙藥，如果泵的設(shè)計不正確或安裝不當(dāng)，即使最好的監(jiān)控系統(tǒng)也只能提供非常有限的幫助?！氨檬呛玫?，只不過是設(shè)計不正確或操作不正確才導(dǎo)致泵出故障的”多年來，這也是在過程泵論壇的發(fā)言者共識。除了嚴(yán)重的操作錯誤外，泵故障的大多數(shù)發(fā)生率都是由被泵送的介質(zhì)或者操作方法的改變引起的。
那么在選擇合適的泵時，會出現(xiàn)什么問題呢？如果購買決策主要集中在泵的采購成本上，這將忽略生命周期成本，而不考慮所有的投資、運營以及維護成本。從一開始就以最好的方式設(shè)計泵會更經(jīng)濟。不過這就需要精確地定義被泵送的參數(shù)，如材料和操作條件，以及有關(guān)泵送任務(wù)的詳細信息。而且，關(guān)于將要被泵送的產(chǎn)品成分和特性的信息是絕對要準(zhǔn)確的。往往是由工廠在規(guī)劃過程中不斷地修改和再修改，避免出現(xiàn)缺失、不正確或者過時的基本信息。但在某些時候，需要訂購設(shè)備包括泵等以確保工廠能夠如期投產(chǎn)。如果泵制造商沒有收到經(jīng)修訂后的計劃數(shù)據(jù)，之后將不可避免地會出現(xiàn)操作問題。
這就是為什么過度標(biāo)注仍然是常見做法的原因之一，是為了避免常見問題的出現(xiàn)。畢竟，如果一個泵被證明是尺寸不足，這設(shè)計將是顯而易見地不正確，使過度尺寸這種思維方式成為首要的選擇。但這是一個明顯的誤解，不僅是因為涉及能量的浪費，而且在部分負載運行中，該泵的許多組件也會受到壓力和負荷的增加，除了振動等情況。
變頻器
有些人在看過大量泵相關(guān)出版書籍的知識后，認為可以暫時性假設(shè)，僅僅是電機與變頻器(FC)的結(jié)合，將確保所提供的能量以最好的方式使用。但這當(dāng)然不是真的：變頻器不能單獨在稀薄的空氣中運行，它本身也會“消耗”能量。因此，重要的是要首先澄清實際上是否真的需要一個變頻器。在動態(tài)變化的負載條件下，這個問題的答案一般是“是”，但根據(jù)具體的行業(yè)，還有其他方面需要考慮比如軟啟動、熱轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中。反過來看，在恒定負載下運行，或轉(zhuǎn)速在接近其工作點的泵是所有情況下最節(jié)能的解決方案。在這種情況下，選擇更高效、更小的驅(qū)動器，可能更具成本效益。
然而，盡管變頻器有很多優(yōu)點，但它們也會出現(xiàn)問題，特別是如果被用來實際地補償或中和與磨損相關(guān)的性能會下降。但是操作員通常甚至不會注意到這一點，直到磨損導(dǎo)致泵出現(xiàn)故障。
振動
振動是造成破壞的根本原因，但往往會被低估。根據(jù)設(shè)計，位移泵運行時會有或大或小的脈動，這是一個眾所周知的特征，通常用脈動阻尼器來補救。但卻很少有人知道離心泵也有脈動。這是因為當(dāng)系統(tǒng)和泵相互作用時會發(fā)生壓力振蕩，在最壞的情況下會導(dǎo)致壓力激增。如果泵出現(xiàn)缺陷而找不到明顯的原因時，這些壓力浪涌可能是原因，因為由此產(chǎn)生的力可能足夠高到足以破壞軸承。
是否有針對所有用途的單一泵設(shè)計？否
空腔一直是泵出現(xiàn)故障的一種跡象。以下應(yīng)該注意的6個建議
材料：如果擔(dān)心流體會隨著時間的推移而變化，應(yīng)預(yù)防性地選擇更穩(wěn)定的材料。注意：如果經(jīng)常發(fā)生故障，可能是因為沒有遵守使用酸或堿液的清潔程序。
速度：串聯(lián)的泵可以膨脹到相似的速度，最好的解決方案是選擇更大的速度差。
干運行：安裝干運行保護裝置，在出現(xiàn)故障時將關(guān)閉泵。
空腔：確保泵內(nèi)的液體溫度不過高或泵的吸入壓力不過低。
標(biāo)準(zhǔn)泵：標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點是操作者可以與制造商達成框架協(xié)議，操作者以后只需調(diào)用之前商定的泵類型，這不僅節(jié)省了時間，而且還提供了一個非常具有吸引力的采購優(yōu)勢。
經(jīng)驗交流：是必須的！在流程泵論壇上，這個總是排在第一位。運營商公司的管理層應(yīng)該意識到，參與運營的員工正在以相對具有成本效益的問題解決方案重返運營。為了以便在規(guī)劃和維護水泵時節(jié)省很多錢，運營商應(yīng)該在此增加一些預(yù)算。
液壓系統(tǒng)的故障
干運轉(zhuǎn)或空腔等液壓故障，會反復(fù)對泵系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，在離心泵上，必須確保泵中充滿被泵送的介質(zhì)，因為干運轉(zhuǎn)是機械密封絕對的“禁止”。如果一個泵開始像沙子滴落到鐵皮屋頂上一樣嘎吱作響，這時泵需要達到最大的濃度。因為這是空腔的聲音，空腔一直是泵出現(xiàn)故障的一種跡象。由于材料的去除，主要的受害者是葉輪，損壞的程度取決于材料的性質(zhì)。不銹鋼比青銅更耐空化，青銅比鑄鐵更能抵抗空腔。此外，空腔還會引起巨大的噪聲和振動，進而會對軸承、軸封和焊接接頭造成損壞。
正確的焊接接頭：原則上這是常規(guī)離心泵的一個臨界點，因為在系統(tǒng)的本質(zhì)上，通常不會看到泵出的液體在軸密封有少量泄漏。密封泵如罐裝電機泵和磁力耦合泵提供可靠性，因為它們不使用軸密封。
但是哪種設(shè)計更具有可靠性呢？如果需要最安全、最可靠的解決方案，那么罐裝電機泵是一種最合適的技術(shù)選擇，盡管價格更昂貴。而且來自德國一家古老的煉油廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，罐裝電機泵的平均故障間隔時間值約為180個月，而帶雙作用機械密封的離心泵則為50個月。因此，罐式電機泵的平均無故障工作時間比帶雙作用機械密封的離心泵大約高出四倍。
標(biāo)準(zhǔn)化
無論是內(nèi)部的運營商還是外部的工程服務(wù)提供商，通常都需要規(guī)劃復(fù)雜工業(yè)工廠的人，尤其是對現(xiàn)代泵技術(shù)沒有很好的理解。因為這樣可以限制在一些設(shè)計上，并將這些限制更少的變量中，減少無意義的產(chǎn)生。而且葉輪、材料、O形環(huán)和機械密封件的標(biāo)準(zhǔn)化也有助于簡化、簡單的工廠操作。
是否有一個經(jīng)過驗證的排除程序？或者換句話說是否有針對所有用途的單一泵設(shè)計？這個簡短的回答是：否！
但也有一些解決方案涵蓋了廣泛的應(yīng)用程序。因為目標(biāo)很明確，使用的不同系列的數(shù)量越少，需要保持庫存的不同備件就越少。而現(xiàn)場的維修技術(shù)人員對標(biāo)準(zhǔn)泵有更好的理解，相比更復(fù)雜的變量泵或完全不同的泵類型。同樣，這也適用于操作人員，因為許多泵的故障是基于泵的錯誤啟動和關(guān)閉程序。
總結(jié)
在訂購泵時，正確設(shè)計所需的足夠精確的數(shù)據(jù)是很少存在的，這可能是因為能做的很少。規(guī)劃者受制于時間的壓力，不允許出現(xiàn)任何延誤。泵制造商也無法通過杠桿“交貨時間”進行任意干預(yù)，建議可以采用以下方式解決：選擇具有較高材料質(zhì)量的速度控制泵；感應(yīng)式流量調(diào)節(jié)器有助于確保輸送速率既不低于也不超過允許范圍。而且可靠的監(jiān)測系統(tǒng)有助于工作人員更好的工作休息！
本文刊登于PROCESS《流程工業(yè)》
2021年第5期
《離心泵的選擇和配置》
本文作者系PROCESS德文版的自由撰稿人。
還記得著名的“B型泵”嗎？在過去，多余的第二泵（或“B泵”）通常是關(guān)鍵過程的強制要求，也是確保平穩(wěn)運行的關(guān)鍵；現(xiàn)在已經(jīng)有不同的技術(shù)解決方案。在理想情況下，智能監(jiān)控工具會在泵出現(xiàn)任何實際問題之前就發(fā)出警告。而且可以在已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的許多情況下或者可以以相對較低的費用進行改造但這可能會使操作員陷入一種錯誤的安全感。監(jiān)控不是靈丹妙藥，如果泵的設(shè)計不正確或安裝不當(dāng)，即使最好的監(jiān)控系統(tǒng)也只能提供非常有限的幫助?！氨檬呛玫?，只不過是設(shè)計不正確或操作不正確才導(dǎo)致泵出故障的”多年來，這也是在過程泵論壇的發(fā)言者共識。除了嚴(yán)重的操作錯誤外，泵故障的大多數(shù)發(fā)生率都是由被泵送的介質(zhì)或者操作方法的改變引起的。
那么在選擇合適的泵時，會出現(xiàn)什么問題呢？如果購買決策主要集中在泵的采購成本上，這將忽略生命周期成本，而不考慮所有的投資、運營以及維護成本。從一開始就以最好的方式設(shè)計泵會更經(jīng)濟。不過這就需要精確地定義被泵送的參數(shù)，如材料和操作條件，以及有關(guān)泵送任務(wù)的詳細信息。而且，關(guān)于將要被泵送的產(chǎn)品成分和特性的信息是絕對要準(zhǔn)確的。往往是由工廠在規(guī)劃過程中不斷地修改和再修改，避免出現(xiàn)缺失、不正確或者過時的基本信息。但在某些時候，需要訂購設(shè)備包括泵等以確保工廠能夠如期投產(chǎn)。如果泵制造商沒有收到經(jīng)修訂后的計劃數(shù)據(jù)，之后將不可避免地會出現(xiàn)操作問題。
這就是為什么過度標(biāo)注仍然是常見做法的原因之一，是為了避免常見問題的出現(xiàn)。畢竟，如果一個泵被證明是尺寸不足，這設(shè)計將是顯而易見地不正確，使過度尺寸這種思維方式成為首要的選擇。但這是一個明顯的誤解，不僅是因為涉及能量的浪費，而且在部分負載運行中，該泵的許多組件也會受到壓力和負荷的增加，除了振動等情況。
變頻器
有些人在看過大量泵相關(guān)出版書籍的知識后，認為可以暫時性假設(shè)，僅僅是電機與變頻器(FC)的結(jié)合，將確保所提供的能量以最好的方式使用。但這當(dāng)然不是真的：變頻器不能單獨在稀薄的空氣中運行，它本身也會“消耗”能量。因此，重要的是要首先澄清實際上是否真的需要一個變頻器。在動態(tài)變化的負載條件下，這個問題的答案一般是“是”，但根據(jù)具體的行業(yè)，還有其他方面需要考慮比如軟啟動、熱轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中。反過來看，在恒定負載下運行，或轉(zhuǎn)速在接近其工作點的泵是所有情況下最節(jié)能的解決方案。在這種情況下，選擇更高效、更小的驅(qū)動器，可能更具成本效益。
然而，盡管變頻器有很多優(yōu)點，但它們也會出現(xiàn)問題，特別是如果被用來實際地補償或中和與磨損相關(guān)的性能會下降。但是操作員通常甚至不會注意到這一點，直到磨損導(dǎo)致泵出現(xiàn)故障。
振動
振動是造成破壞的根本原因，但往往會被低估。根據(jù)設(shè)計，位移泵運行時會有或大或小的脈動，這是一個眾所周知的特征，通常用脈動阻尼器來補救。但卻很少有人知道離心泵也有脈動。這是因為當(dāng)系統(tǒng)和泵相互作用時會發(fā)生壓力振蕩，在最壞的情況下會導(dǎo)致壓力激增。如果泵出現(xiàn)缺陷而找不到明顯的原因時，這些壓力浪涌可能是原因，因為由此產(chǎn)生的力可能足夠高到足以破壞軸承。
是否有針對所有用途的單一泵設(shè)計？否
空腔一直是泵出現(xiàn)故障的一種跡象。以下應(yīng)該注意的6個建議
材料：如果擔(dān)心流體會隨著時間的推移而變化，應(yīng)預(yù)防性地選擇更穩(wěn)定的材料。注意：如果經(jīng)常發(fā)生故障，可能是因為沒有遵守使用酸或堿液的清潔程序。
速度：串聯(lián)的泵可以膨脹到相似的速度，最好的解決方案是選擇更大的速度差。
干運行：安裝干運行保護裝置，在出現(xiàn)故障時將關(guān)閉泵。
空腔：確保泵內(nèi)的液體溫度不過高或泵的吸入壓力不過低。
標(biāo)準(zhǔn)泵：標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點是操作者可以與制造商達成框架協(xié)議，操作者以后只需調(diào)用之前商定的泵類型，這不僅節(jié)省了時間，而且還提供了一個非常具有吸引力的采購優(yōu)勢。
經(jīng)驗交流：是必須的！在流程泵論壇上，這個總是排在第一位。運營商公司的管理層應(yīng)該意識到，參與運營的員工正在以相對具有成本效益的問題解決方案重返運營。為了以便在規(guī)劃和維護水泵時節(jié)省很多錢，運營商應(yīng)該在此增加一些預(yù)算。
液壓系統(tǒng)的故障
干運轉(zhuǎn)或空腔等液壓故障，會反復(fù)對泵系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，在離心泵上，必須確保泵中充滿被泵送的介質(zhì)，因為干運轉(zhuǎn)是機械密封絕對的“禁止”。如果一個泵開始像沙子滴落到鐵皮屋頂上一樣嘎吱作響，這時泵需要達到最大的濃度。因為這是空腔的聲音，空腔一直是泵出現(xiàn)故障的一種跡象。由于材料的去除，主要的受害者是葉輪，損壞的程度取決于材料的性質(zhì)。不銹鋼比青銅更耐空化，青銅比鑄鐵更能抵抗空腔。此外，空腔還會引起巨大的噪聲和振動，進而會對軸承、軸封和焊接接頭造成損壞。
正確的焊接接頭：原則上這是常規(guī)離心泵的一個臨界點，因為在系統(tǒng)的本質(zhì)上，通常不會看到泵出的液體在軸密封有少量泄漏。密封泵如罐裝電機泵和磁力耦合泵提供可靠性，因為它們不使用軸密封。
但是哪種設(shè)計更具有可靠性呢？如果需要最安全、最可靠的解決方案，那么罐裝電機泵是一種最合適的技術(shù)選擇，盡管價格更昂貴。而且來自德國一家古老的煉油廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，罐裝電機泵的平均故障間隔時間值約為180個月，而帶雙作用機械密封的離心泵則為50個月。因此，罐式電機泵的平均無故障工作時間比帶雙作用機械密封的離心泵大約高出四倍。
標(biāo)準(zhǔn)化
無論是內(nèi)部的運營商還是外部的工程服務(wù)提供商，通常都需要規(guī)劃復(fù)雜工業(yè)工廠的人，尤其是對現(xiàn)代泵技術(shù)沒有很好的理解。因為這樣可以限制在一些設(shè)計上，并將這些限制更少的變量中，減少無意義的產(chǎn)生。而且葉輪、材料、O形環(huán)和機械密封件的標(biāo)準(zhǔn)化也有助于簡化、簡單的工廠操作。
是否有一個經(jīng)過驗證的排除程序？或者換句話說是否有針對所有用途的單一泵設(shè)計？這個簡短的回答是：否！
但也有一些解決方案涵蓋了廣泛的應(yīng)用程序。因為目標(biāo)很明確，使用的不同系列的數(shù)量越少，需要保持庫存的不同備件就越少。而現(xiàn)場的維修技術(shù)人員對標(biāo)準(zhǔn)泵有更好的理解，相比更復(fù)雜的變量泵或完全不同的泵類型。同樣，這也適用于操作人員，因為許多泵的故障是基于泵的錯誤啟動和關(guān)閉程序。
總結(jié)
在訂購泵時，正確設(shè)計所需的足夠精確的數(shù)據(jù)是很少存在的，這可能是因為能做的很少。規(guī)劃者受制于時間的壓力，不允許出現(xiàn)任何延誤。泵制造商也無法通過杠桿“交貨時間”進行任意干預(yù)，建議可以采用以下方式解決：選擇具有較高材料質(zhì)量的速度控制泵；感應(yīng)式流量調(diào)節(jié)器有助于確保輸送速率既不低于也不超過允許范圍。而且可靠的監(jiān)測系統(tǒng)有助于工作人員更好的工作休息！
