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志存高遠(yuǎn) 力求完美
化工流程泵運(yùn)行中不可忽視的問題?。。?/div>
來源:
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作者:zhiliby
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發(fā)布時(shí)間: 2020-06-18
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化工企業(yè)中很大比例的流程泵失效原因是由于NPSH氣蝕余量的問題，被輸送介質(zhì)中混入了空氣、失油后的干摩擦或者流程泵的驅(qū)動(dòng)裝置在允許的工作范圍以外工作。錯(cuò)誤的使用和設(shè)計(jì)是流程泵損壞的主要原因，占所有損壞流程泵比例的90%~95%。而人們往往只能在流程泵出了問題之后才知道泵有問題了。
當(dāng)使用者聽到流程泵噼啪作響，就像沙子緩緩流淌到鐵皮屋頂時(shí)發(fā)出的聲音時(shí)，則要求流程泵的使用者高度注意，因?yàn)檫@種聲音表示出現(xiàn)了氣蝕，而無論在什么情況下氣蝕都表示泵受到了“委屈”。如何解決這一問題呢？請看本文下面的介紹。在本文中您可以了解到適合于在化工和醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中使用的葉片泵的內(nèi)容，這對您正確的選擇所需的葉片泵是很有幫助的。
不可小看的氣蝕
氣蝕到底發(fā)生了什么？按照伯努利原理，流動(dòng)介質(zhì)的速度越快，它所產(chǎn)生的靜壓力就越小。當(dāng)靜壓力小于液體的蒸發(fā)壓力時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)氣化汽泡或者氣泡，在高壓區(qū)很高的壓力和溫度條件下重新濃縮液化。
在葉片泵中，葉片泵吸入側(cè)的吸入口是最薄弱的環(huán)節(jié)，就像Rheinhütte先生所描述的那樣：那里形成的氣泡被吸入的液流所粉碎，但最終在葉片泵內(nèi)部又沖擊般的重新聚合在一起。由此而產(chǎn)生的液體微射流以非常高的速度和壓力（可達(dá)20 000bar）沖擊著葉片泵的內(nèi)表面，會(huì)帶來以下后果：
在氣化汽泡脈動(dòng)式的沖擊作用下使得葉片泵的零部件損壞（尤其是轉(zhuǎn)子葉片）；
改變了泵的工作特性曲線，從而也改變了泵的工作點(diǎn)（直至完全停止泵送）；
震動(dòng)和(固體)噪音猛增。
氣蝕的作用和后果與泵本身有著很大的關(guān)系，但也與流體介質(zhì)的性質(zhì)（溫度、氣化壓力）以及吸入側(cè)的設(shè)備條件有關(guān)。對于一些特殊情況，Rheinhütte先生建議在轉(zhuǎn)子葉輪前加裝一個(gè)導(dǎo)流輪。導(dǎo)流輪的工作原理類似一個(gè)初級(jí)泵，由它把所需輸送的液體介質(zhì)輸送到葉片泵中，提高了葉片泵吸入口的壓力（解決氣蝕余量問題）。它可以直接安裝在葉片泵的軸上，安裝在轉(zhuǎn)子葉輪之前。
KSB公司的研究證明，后來涂敷上去的涂層材料在很高的氣蝕強(qiáng)度下會(huì)迅速的剝落下來。環(huán)氧樹脂基涂刷的或噴涂的厚度在1mm以下的保護(hù)層，在氣蝕幾個(gè)小時(shí)之后即可出現(xiàn)密密麻麻針尖般的氣蝕點(diǎn)。在后續(xù)的氣蝕過程中，大塊大塊的涂層材料會(huì)從泵體上剝落下來。涂刷的、帶有增強(qiáng)纖維材料的防護(hù)涂層剝落的最快。因此KSB公司的專業(yè)人員建議說：定期的檢查防護(hù)涂層的情況，通過及時(shí)的涂層維護(hù)保養(yǎng)來避免泵體基本材料受損。
為了預(yù)測泵的氣蝕，Sulzer泵業(yè)公司利用了ETH公司為流體實(shí)驗(yàn)室研發(fā)設(shè)計(jì)的“空腔-有限表面-充填法”軟件。從而可以預(yù)測由于輸送高度差而引起的氣蝕。而且這種方法也能幫助泵的設(shè)計(jì)師通過氣蝕作用的準(zhǔn)確預(yù)測改進(jìn)轉(zhuǎn)子的幾何形狀。
很好的輸送含氣液體
若在接近沸點(diǎn)溫度情況下輸送冷凝液、液態(tài)氣體、碳?xì)浠衔?、微粒狀物質(zhì)或者制冷劑時(shí)，則由于這些液體很高的氣體含量對輸送泵也提出了很高的要求。Sero公司生產(chǎn)的SRZS多功能泵與傳統(tǒng)的葉片泵相比提供了更多的優(yōu)點(diǎn)。其很好的汲取性能，加之混合的抗氣蝕性能，使之非常適合于輸送含有氣體成分的液體介質(zhì)。
多功能泵在抗氣蝕和輸送含氣液體介質(zhì)方面有著很好的性能，輸送揚(yáng)程很高。氣泡和被輸送的液體介質(zhì)一同進(jìn)入泵內(nèi)被輸送出去，可輸送的含氣液體最高含氣量可達(dá)50％。液體和氣體的混合介質(zhì)可以在沒有任何輔助裝置的情況下毫無問題的進(jìn)行輸送。在含氣量達(dá)到10％時(shí)，從泵的工作特性曲線中看不到一點(diǎn)氣泡的影響，而且，與徑向葉片泵相比還大大的提高了Q/H段的特性。
Edur公司研發(fā)生產(chǎn)的氣浮多相泵也能夠可靠的輸送含氣介質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)廠的經(jīng)驗(yàn)，葉片泵通常必須在真實(shí)的工作條件下輸送沒有氣泡或者蒸汽析出的介質(zhì)。原因一方面可以是與設(shè)備有關(guān)的，另一方面也可以是涉及到流程工藝技術(shù)的原因，許多技術(shù)含量高的被輸送介質(zhì)通常都是由幾種必須控制好的不同相的介質(zhì)混合而成的。典型的就是輸送加氣飽和的，液-氣混合物或者干脆就是加氣液體。據(jù)Edur公司介紹，他們生產(chǎn)的泵在輸送分別輸入的液體和氣體時(shí)，有著很好的氣－液混合性能，具有很好的彌散度。
腐蝕性的介質(zhì)
輸送有腐蝕性的介質(zhì)時(shí)，大多數(shù)的流程泵或多或少的都會(huì)受到限制。而葉片泵則是一種非常適合于輸送含有固體成分介質(zhì)的流程泵，尤其是被輸送的含有固體成分的介質(zhì)呈懸浮物時(shí)。Granz技術(shù)大學(xué)的Helmut Jaberg教授在談到這種泵時(shí)說道：“只要懸浮液到達(dá)泵的吸入口，就會(huì)被順利的輸送出去?！?/span>
當(dāng)然，泵的生產(chǎn)廠家也必須想方設(shè)法防止泵內(nèi)與腐蝕介質(zhì)接觸的零部件出現(xiàn)磨損。例如采用塑性好的高硬度金屬材料，使用中性鑄鐵或者在金屬內(nèi)腔敷一層橡膠防護(hù)層。Jaberg先生的建議是：
較大的、易清潔的滑動(dòng)密封；
雙層殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
可調(diào)節(jié)的和可更換的磨損內(nèi)腔和內(nèi)膽；
耐壓的泵體；
使用防護(hù)軸套；
葉輪入口處厚實(shí)的結(jié)構(gòu)形狀。
泵的使用管理
除了流程泵設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤之外，流程泵失效原因目錄中錯(cuò)誤的操作和使用是其中重要的一項(xiàng)。這與流程泵的使用者缺乏相關(guān)的專業(yè)知識(shí)有著密切的關(guān)系，例如在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)將拆卸下來的流程泵錯(cuò)誤的放置在野外露天里。在這一問題上，路德維希斯港的巴斯夫公司有著自己的獨(dú)特做法，他們說：“最重要的是自己動(dòng)手?！?/span>
當(dāng)使用者聽到流程泵噼啪作響，就像沙子緩緩流淌到鐵皮屋頂時(shí)發(fā)出的聲音時(shí)，則要求流程泵的使用者高度注意，因?yàn)檫@種聲音表示出現(xiàn)了氣蝕，而無論在什么情況下氣蝕都表示泵受到了“委屈”。如何解決這一問題呢？請看本文下面的介紹。在本文中您可以了解到適合于在化工和醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中使用的葉片泵的內(nèi)容，這對您正確的選擇所需的葉片泵是很有幫助的。
不可小看的氣蝕
氣蝕到底發(fā)生了什么？按照伯努利原理，流動(dòng)介質(zhì)的速度越快，它所產(chǎn)生的靜壓力就越小。當(dāng)靜壓力小于液體的蒸發(fā)壓力時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)氣化汽泡或者氣泡，在高壓區(qū)很高的壓力和溫度條件下重新濃縮液化。
在葉片泵中，葉片泵吸入側(cè)的吸入口是最薄弱的環(huán)節(jié)，就像Rheinhütte先生所描述的那樣：那里形成的氣泡被吸入的液流所粉碎，但最終在葉片泵內(nèi)部又沖擊般的重新聚合在一起。由此而產(chǎn)生的液體微射流以非常高的速度和壓力（可達(dá)20 000bar）沖擊著葉片泵的內(nèi)表面，會(huì)帶來以下后果：
在氣化汽泡脈動(dòng)式的沖擊作用下使得葉片泵的零部件損壞（尤其是轉(zhuǎn)子葉片）；
改變了泵的工作特性曲線，從而也改變了泵的工作點(diǎn)（直至完全停止泵送）；
震動(dòng)和(固體)噪音猛增。
氣蝕的作用和后果與泵本身有著很大的關(guān)系，但也與流體介質(zhì)的性質(zhì)（溫度、氣化壓力）以及吸入側(cè)的設(shè)備條件有關(guān)。對于一些特殊情況，Rheinhütte先生建議在轉(zhuǎn)子葉輪前加裝一個(gè)導(dǎo)流輪。導(dǎo)流輪的工作原理類似一個(gè)初級(jí)泵，由它把所需輸送的液體介質(zhì)輸送到葉片泵中，提高了葉片泵吸入口的壓力（解決氣蝕余量問題）。它可以直接安裝在葉片泵的軸上，安裝在轉(zhuǎn)子葉輪之前。
KSB公司的研究證明，后來涂敷上去的涂層材料在很高的氣蝕強(qiáng)度下會(huì)迅速的剝落下來。環(huán)氧樹脂基涂刷的或噴涂的厚度在1mm以下的保護(hù)層，在氣蝕幾個(gè)小時(shí)之后即可出現(xiàn)密密麻麻針尖般的氣蝕點(diǎn)。在后續(xù)的氣蝕過程中，大塊大塊的涂層材料會(huì)從泵體上剝落下來。涂刷的、帶有增強(qiáng)纖維材料的防護(hù)涂層剝落的最快。因此KSB公司的專業(yè)人員建議說：定期的檢查防護(hù)涂層的情況，通過及時(shí)的涂層維護(hù)保養(yǎng)來避免泵體基本材料受損。
為了預(yù)測泵的氣蝕，Sulzer泵業(yè)公司利用了ETH公司為流體實(shí)驗(yàn)室研發(fā)設(shè)計(jì)的“空腔-有限表面-充填法”軟件。從而可以預(yù)測由于輸送高度差而引起的氣蝕。而且這種方法也能幫助泵的設(shè)計(jì)師通過氣蝕作用的準(zhǔn)確預(yù)測改進(jìn)轉(zhuǎn)子的幾何形狀。
很好的輸送含氣液體
若在接近沸點(diǎn)溫度情況下輸送冷凝液、液態(tài)氣體、碳?xì)浠衔?、微粒狀物質(zhì)或者制冷劑時(shí)，則由于這些液體很高的氣體含量對輸送泵也提出了很高的要求。Sero公司生產(chǎn)的SRZS多功能泵與傳統(tǒng)的葉片泵相比提供了更多的優(yōu)點(diǎn)。其很好的汲取性能，加之混合的抗氣蝕性能，使之非常適合于輸送含有氣體成分的液體介質(zhì)。
多功能泵在抗氣蝕和輸送含氣液體介質(zhì)方面有著很好的性能，輸送揚(yáng)程很高。氣泡和被輸送的液體介質(zhì)一同進(jìn)入泵內(nèi)被輸送出去，可輸送的含氣液體最高含氣量可達(dá)50％。液體和氣體的混合介質(zhì)可以在沒有任何輔助裝置的情況下毫無問題的進(jìn)行輸送。在含氣量達(dá)到10％時(shí)，從泵的工作特性曲線中看不到一點(diǎn)氣泡的影響，而且，與徑向葉片泵相比還大大的提高了Q/H段的特性。
Edur公司研發(fā)生產(chǎn)的氣浮多相泵也能夠可靠的輸送含氣介質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)廠的經(jīng)驗(yàn)，葉片泵通常必須在真實(shí)的工作條件下輸送沒有氣泡或者蒸汽析出的介質(zhì)。原因一方面可以是與設(shè)備有關(guān)的，另一方面也可以是涉及到流程工藝技術(shù)的原因，許多技術(shù)含量高的被輸送介質(zhì)通常都是由幾種必須控制好的不同相的介質(zhì)混合而成的。典型的就是輸送加氣飽和的，液-氣混合物或者干脆就是加氣液體。據(jù)Edur公司介紹，他們生產(chǎn)的泵在輸送分別輸入的液體和氣體時(shí)，有著很好的氣－液混合性能，具有很好的彌散度。
腐蝕性的介質(zhì)
輸送有腐蝕性的介質(zhì)時(shí)，大多數(shù)的流程泵或多或少的都會(huì)受到限制。而葉片泵則是一種非常適合于輸送含有固體成分介質(zhì)的流程泵，尤其是被輸送的含有固體成分的介質(zhì)呈懸浮物時(shí)。Granz技術(shù)大學(xué)的Helmut Jaberg教授在談到這種泵時(shí)說道：“只要懸浮液到達(dá)泵的吸入口，就會(huì)被順利的輸送出去?！?/span>
當(dāng)然，泵的生產(chǎn)廠家也必須想方設(shè)法防止泵內(nèi)與腐蝕介質(zhì)接觸的零部件出現(xiàn)磨損。例如采用塑性好的高硬度金屬材料，使用中性鑄鐵或者在金屬內(nèi)腔敷一層橡膠防護(hù)層。Jaberg先生的建議是：
較大的、易清潔的滑動(dòng)密封；
雙層殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
可調(diào)節(jié)的和可更換的磨損內(nèi)腔和內(nèi)膽；
耐壓的泵體；
使用防護(hù)軸套；
葉輪入口處厚實(shí)的結(jié)構(gòu)形狀。
泵的使用管理
除了流程泵設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤之外，流程泵失效原因目錄中錯(cuò)誤的操作和使用是其中重要的一項(xiàng)。這與流程泵的使用者缺乏相關(guān)的專業(yè)知識(shí)有著密切的關(guān)系，例如在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)將拆卸下來的流程泵錯(cuò)誤的放置在野外露天里。在這一問題上，路德維希斯港的巴斯夫公司有著自己的獨(dú)特做法，他們說：“最重要的是自己動(dòng)手?！?/span>
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