動力式泵和容積式泵除了原理上有所不同以外,在工作特性和應用上也有較大的差異。
一、動力式泵的主要特點是:
①一定的泵在一定轉速下所產生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變。
②工作穩定,輸送連續,流量和壓力無脈動。
③一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作。
④離心泵在排出管路閥門關閉狀態下啟動,旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態下啟動,以減少啟動功率。
⑤離心泵適合于用高速電動機和汽輪機等直接驅動,結構簡單,制造成本低,維修方便。
⑥適用性能范圍廣,離心泵的流量可以從幾到幾十萬米3/時,揚程可以從數米到數千米;軸流泵一般適用于大流量和低揚程(20米以下)。離心泵和軸流泵的效率一般在80%以下,高的可達90%。
⑦適宜輸送粘度很小的清潔液體(例如清水),特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用于給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
二、容積式泵的主要特點是:
①一定的泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的,幾乎不隨壓力而變。工作點壓力和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況,因此當泵在排出管路不通(相當于系統阻力無限大)的情況下運轉時,其壓力和軸功率會增大到使泵或原動機破壞,所以必須設置安全閥來保護泵(蒸汽直接作用或壓縮空氣驅動的泵例外)。
②往復泵的流量和壓力有較大脈動,需要采取相應的消減脈動措施;回轉泵一般無脈動或只有小的脈動。
③具有自吸能力,泵啟動后即能抽除管路中的空氣吸入液體。
④啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開。
⑤往復泵是低速機械,尺寸大,制造和安裝費用也大;回轉泵轉速較高,可達3000轉/分。
⑥往復泵適用于高壓力(有高達350兆帕的)和小流量(100米3/時以下);回轉泵適用于中小流量(400米3/時以下)和較高壓力(35兆帕以下)。總的來說,容積泵的效率高于動力式泵,而且效率曲線的高效區較寬。往復泵的效率一般為70~85%,高的可達90%以上。
⑦往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物,有的泵如隔膜泵可輸送泥漿、污水等,主要用于給水、提供高壓液源和計量輸送等。回轉泵適宜輸送有潤滑性的清潔的液體和液氣混合物,特別是粘度大的液體,主要用于油品、食品液體的輸送和液壓傳動方面。
三、泵的選型原則
1.使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。
2.必須滿足介質特性的要求。
對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵,要求軸封可靠或采用無泄漏泵,如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵
對輸送腐蝕性介質的泵,要求對流部件采用耐腐蝕性材料。
對輸送含固體顆粒介質的泵,要求對流部件采用耐磨材料,必要時軸封用采用清潔液體沖洗。
3.機械方面可靠性高、噪聲低、振動小。
4.經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。
5.離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。
因此除以下情況外,應盡可能選用離心泵:
a、有計量要求時,選用計量泵。
b、揚程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時,可選用往復泵,如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。
c、揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。
d、介質粘度較大(大于650~1000mm2/s)時,可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。
e、介質含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時,可選用旋渦泵。
f、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、氣動(電動)隔膜泵。
四、泵的選型依據
泵選型依據,應根據工藝流程,給排水要求,從五個方面加以考慮,既液體輸送量、裝置揚程、液體性質、管路布置以及操作運轉條件等。
1.流量是選泵的重要性能數據之一,它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時,以最大流量為依據,兼顧正常流量,在沒有最大流量時,通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。
2.裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據,一般要用放大5%—10%余量后揚程來選型。
3.液體性質,包括液體介質名稱,物理性質,化學性質和其它性質,物理性質有溫度c密度d,粘度u,介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統的揚程,有效氣蝕余量計算和合適泵的類型:化學性質,主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。
4. 裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側最低液面,排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等,以便進行系統揚程計算和汽蝕余量的校核。
5. 操作條件的內容很多,如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS(絕對)、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。
五、選泵的具體操作
根據泵選型原則和選型基本條件,具體操作如下:
1.根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件,確定選擇臥式、立式和其它型式(管道式、潛水式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式等)的泵。
2.根據液體介質性質,確定清水泵,熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質泵,或者采用無堵塞泵。安裝在爆炸區域的泵,應根據爆炸區域等級,采用相應的防爆電動機。
3.根據流量大小,確定選單吸泵還是雙吸泵;根據揚程高低,選單級泵還是多級泵,高轉速泵還是低轉速泵(空調泵)、多級泵效率比單級泵低,如選單級泵和多級泵同樣都能用時,首先選用單級泵。
4.確定泵的具體型號
確定選用什么系列的泵后,就可按最大流量,(在沒有最大流量時,通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量),取放大5%—10%余量后的揚程這兩個性能的主要參數,在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號。操作如下:
利用泵特性曲線,在橫坐標上找到所需流量值,在縱坐標上找到所需揚程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點正好落在特性曲線上,則該泵就是要選的泵,但是這種理想情況一般很少,通常會碰上下列兩種情況:
第一種:交點在特性曲線上方,這說明流量滿足要求,但揚程不夠,此時,若揚程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚程相差很多,則選揚程較大的泵。或設法減小管路阻力損失。
第二種:交點在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內 ,就初步定下此型號,然后根據揚程相差多少,來決定是否切割葉輪直徑,
若揚程相差很小,就不切割,若揚程相差很大,就按所需Q、H、,根據其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點不落在扇狀梯形范圍內,應選揚程較小的泵。選泵時,有時須考慮生產工藝要求,選用不同形狀Q-H特性曲線。
5.泵型號確定后,對水泵或輸送介質的物理化學介質近似水的泵,需再到有關產品目錄或樣本上,根據該型號性能表或性能曲線進行校改,看正常工作點是否落在該泵優先工作區?有效NPSH是否大于(NPSH)。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度?
6.對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵(或密度大于1000kg/m3),一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度(或者該密度下)的性能曲線,特別要對吸入性能和輸入功率進行認真計算或較核。
7.確定泵的臺數和備用率:
a、對正常運轉的泵,一般只用一臺,因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當,(指揚程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節能角度講寧可選一臺大泵,而不用兩臺小泵,但遇有下列情況時,可考慮兩臺泵并聯合作:流量很大,一臺泵達不到此流量。
b、對于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺較小的泵工作,一臺備用(共三臺)。
c、對某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯操作,不用備用泵,在一臺泵檢修時,另一臺泵仍然承擔 生產上70%的輸送。
d、對需24小時連續不停運轉的泵,應備用三臺泵,一臺運轉,一臺備用,一臺維修。
8.一般情況下,客戶可提交其“選泵的基本條件”,由我司給予選型或者推薦更好的泵產品。如果設計院在設計裝置設備時,對泵的型號已經確定,按設計院要求配置。
六、泵的維護管理
泵要分為電與機兩個方面,對于機的方面,主要把以前的維護記錄調出來比對一下就知道了。其次就是電的方面了 ,要了解每臺泵電機的功率,對他的控制系統有一定的了解。
七、泵的發展趨勢
泵是企業不可缺少的重要設備之一,受工作條件影響,經常出現腐蝕、氣蝕、沖刷、磨損等現象,導致設備失效。企業只能投入大量的資金購入新泵,而報費大量的部件,造成資金的大量浪費。 國內的泵的設計和制造基本上還是遵守“金屬”思想,即采用不銹鋼、碳鋼材料作為主要的泵體材料,面對高腐蝕、強沖刷的環境,就需要高鎳合金,甚至采用鈦、鋯、鉭等優良的耐腐蝕材料,這些稀有金屬材料價格昂貴且價格浮動大,并且制造成本高和制造工藝復雜等原因造成此類泵的價格昂貴,一般幾萬到幾百萬不等,也就造成了此類泵的采購成本高。伴隨著國際先進泵體研究的發展和新材質泵體的應用,國內科研機構借鑒西方發達國家對泵體研究的發展思路,國內少數企業機構開始研制無機非金屬材料如陶瓷、玻璃鋼、石墨和碳素制品以及合成有機高分子材料如塑料、玻璃纖維或碳纖維增強的工程塑料等。這些國內的泵類的發展趨勢迎合了國際趨勢,并且很快在國內取得了良好的使用效果。
正是通過像此類細節問題的有效解決,才實現了歐美日韓企業生產成本低,競爭力強的優勢。國內企業在不斷引進先進設備、高薪聘請管理人員的同時,卻忽略了此類日常設備管理細節,只是片面的通過降低工人工資、減少福利待遇等措施來降低成本,造成工人勞動積極性低、管理混亂的狀況也就在所難免。
顯而易見,此類材料的使用極大降低了生產費用,無需采購高價值金屬,無需特殊設備和專業人員制作,而且使用效果良好、壽命更長、修復更簡單,其巨大優勢絕非傳統泵體材料能比。泵體新材料的應用,極大降低了泵體材料費用和維修維護費用。
