湖北快三走势图
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  • 关于安装底阀易出现的问题及解决方案

    水泵的安装有自灌式和上  吸式 ,采用上  吸式时一般采用底阀 ,但这种方式有一个很大的缺点 ,就是底阀容易漏水 ,导致水泵经常吸不上  水 ,这一方面造成了需要经常灌水的麻烦 ,另一方面也容易导致水泵的空转而损坏电机。目前解决这个问题的方法很多采用加真空引水罐的方式 ,但也只能用于水泵采用机械密封的情况 ,如果水泵选用的是填料密封 ,那么采用这种方式也解决不了问题 ,也会出现吸不上  水的问题 ,这种方式投资也比较大。也有的采用在出水口接一根管到进水口 ,需要灌水的时候打开管上  的阀门进行灌水。但这也需要人主动去灌水 ,当水泵设为自动时 ,需要发现上  不了水了才去处理。如果发现不及时会造成水泵的长时间空转而损坏电机。我公司针对这些现实中经常出现的问题 ,设计出了一个 成本低效果好的解决方案:在出水管和进水管之间安装一根连通管 ,中间加一个电磁阀 ,加控制器和水泵联动 ,在水泵启动前先启动电磁阀 ,延时适当的时间再启动水泵 ,并关闭电磁阀。这样就实现了自动灌水的目的 ,达到无人值守 ,保护电机的目的。<了解详情>

  • 各种泵的选型原则、依据和具体操作方式

    设计院在设计装置设备时 ,要确定泵的用途和性能并选择崩型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始 ,那么以什么原则来选泵呢?依据又是什么?

     

       了解泵选型原则

       1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。

       2、必须满足介质特性的要求。

       对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵 ,要求轴封可靠或采用无泄漏泵 ,如磁力驱动泵隔膜泵屏蔽泵

       对输送腐蚀性介质的泵 ,要求对流部件采用耐腐蚀性材 料 ,如AFB不锈钢耐腐蚀泵 ,CQF工程塑料磁力驱动泵

       对输送含固体颗粒介质的泵 ,要求对流部件采用耐磨材 料 ,必要时轴封用采用清洁液体冲洗。

       3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。

       4、经济上  要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。

       5离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。

       因 此除以下情况外 ,应尽可能选用离心泵

       a、有计量要求时 ,选用计量泵

       b、扬程要求很高 ,流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时 ,可选用往复泵 ,如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵.

       c、扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。

       d、介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时 ,可考虑选用转子泵或往复泵(齿轮泵.螺杆泵

       e、介质含气量75% ,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时 ,可选用旋涡泵

       f、对启动频繁或灌泵不便的场合 ,应选用具有自吸性能的泵 ,如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵

       二、知道泵选型的基本依据

       泵选型依据 ,应根据工艺流程 ,给排水要求 ,从五个方面加以考虑 ,既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等

       1、流量是选泵的重要性能数据之一 ,它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时 ,以最大流量为依据 ,兼顾正常流量 ,在没有最大流量时 ,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

       2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据 ,一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。

       3、液体性质 ,包括液体介质名称 ,物理性质 ,化学性质和其它性质 ,物理性质有温度c密度d ,粘度u ,介质中固体颗粒直径和气体的含量等 ,这涉及到系统的扬程 ,有效气蚀余量计算和合适泵的类型:化学性质 ,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性 ,是选用泵材 料和选用那一种轴封型式的重要依据。

       4装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向 ,吸如侧最低液面 ,排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材 料、管件规格、数量等 ,以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。

       5操作条件的内容很多 ,如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(绝对)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
       
      三、选泵的具体操作

      根据泵选型原则和选型基本条件 ,具体操作如下:

       1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件 ,确定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的泵。

       2、根据液体介质性质 ,确定清水泵 ,热水泵还是油泵化工泵耐腐蚀泵杂质泵 ,或者采用无堵塞泵
    安装在爆炸区域的泵 ,应根据爆炸区域等级 ,采用相应的防爆电动机。

       3、根据流量大小 ,确定选单吸泵还是双吸泵;根据扬程高低 ,选单级泵还是多级泵 ,高转速泵还是低转速泵(空调泵)、多级泵效率比单级泵低 ,如选单级泵和多级泵同样都能用时 ,首先选用单级泵。

       4、确定泵的具体型号
     确定选用什么系列的泵后 ,就可按最大流量 ,(在没有最大流量时 ,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量) ,取放大5%—10%余量后的扬程这两个性能的主要参数 ,在型谱图或者系列特性曲线上  确定具体型号。操作如下:
     利用泵特性曲线 ,在横坐标上  找到所需流量值 ,在纵坐标上  找到所需扬程值 ,从两值分别向上  和向右引垂线或水平线 ,两线交点正好落在特性曲线上   ,则该泵就是要选的泵 ,但是这种理想情况一般很少 ,通常会碰上  下列两种情况:
      第一种:交点在特性曲线上  方 ,这说明流量满足要求 ,但扬程不够 ,此时 ,若扬程相差不多 ,或相差5%左右 ,仍可选用 ,若扬程相差很多 ,则选扬程较大的泵。或设法减小管路阻力损失。
      第二种:交点在特性曲线下方 ,在泵特性曲线扇状梯形范围内 ,就初步定下此型号 ,然后根据扬程相差多少 ,来决定是否切割叶轮直径 ,
        若扬程相差很小 ,就不切割 ,若扬程相差很大 ,就按所需QH、 ,根据其ns和切割公式 ,切割叶轮直径 ,若交点不落在扇状梯形范围内 ,应选扬程较小的泵。选泵时 ,有时须考虑生产工艺要求 ,选用不同形状Q-H特性曲线。

     5、泵型号确定后 ,对水泵或输送介质的物理化学介质近似水的泵 ,需再到有关产品目录或样本上   ,根据该型号性能表或性能曲线进行校改 ,看正常工作点是否落在该泵优先工作区?有效NPSH是否大于(NPSH)。也可反过来以NPSH校改几何安装高度?

    6、对于输送粘度大于20mm2/s的液体泵(或密度大于1000kg/m3) ,一定要把以水实验一泵特性曲线换算成该粘度(或者该密度下)的性能曲线 ,特别要对吸入性能和输入功率进行认真计算或较核。

    7、确定泵的台数和备用率:
      对正常运转的泵 ,一般只用一台 ,因 为一台大泵与并联工作的两台小泵相当 ,(指扬程、流量相同) ,大泵效率高于小泵 ,故从节能角度讲宁可选一台大泵 ,而不用两台小泵 ,但遇有下列情况时 ,可考虑两台泵并联合作:
      流量很大 ,一台泵达不到此流量。
      对于需要有50%的备用率大型泵 ,可改两台较小的泵工作 ,两台备用(共三台)
     对某些大型泵 ,可选用70%流量要求的泵并联操作 ,不用备用泵 ,在一台泵检修时 ,另一台泵仍然承担 生产上  70%的输送。
    对需24小时连续不停运转的泵 ,应备用三台泵 ,一台运转 ,一台备用 ,一台维修。

    8、一般情况下 ,客户可提交其选泵的基本条件 ,由我司给予选型或者推荐更好的泵产品。如果设计院在设计装置设备时 ,对泵的型号已经确定 ,按设计院要求配置。

       9确定泵的台数和备用率:

       对正常运转的泵 ,一般只用一台 ,因 为一台大泵与并联工作的两台小泵相当 ,(指扬程、流量相同) ,大泵效率高于小泵 ,故从节能角度讲宁可选一台大泵 ,而不用两台小泵 ,但遇有下列情况时 ,可考虑两台泵并联合作:

       流量很大 ,一台泵达不到此流量。

       对于需要有50%的备用率大型泵 ,可改两台较小的泵工作 ,两台备用(共三抬)

       对某些大型泵 ,可选用70%流量要求的泵并联操作 ,不用备用泵 ,在一台泵检修时 ,另一抬泵仍然承担生产上  70%的输送。

       对需24小时连续不停运转的泵 ,应备用三台泵 ,运转 ,一台备用 ,一台维修。

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  • 水泵扬程估算干货 ,接好了!!!

    扬程、流量和功率是考察水泵性能的重要参数:

    1.流量水泵的流量又称为输水量。

     

    它是指水泵在单位时间内输送水的数量。以符号Q来表示 ,其单位为升/秒、立方米/秒、立方米/小时。

     

    2.扬程水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度 ,通常以符号H来表示 ,其单位为米。

     

    离心泵的扬程以叶轮中心线为基准 ,分由两部分组成。从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度 ,即水泵能把水吸上  来的高度 ,叫做吸水扬程 ,简称吸程;从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度 ,即水泵能把水压上  去的高度 ,叫做压水扬程 ,简称压程。即水泵扬程=吸水扬程+压水扬程应当指出 ,铭牌上  标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程 ,它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。在选用水泵时 ,注意不可忽略。否则 ,将会抽不上  水来。


    3.功率在单位时间内 ,机器所做功的大小叫做功率。

     

    通常用符号N来表示。常用的单位有:公斤·米/秒、千瓦、马力。通常电动机的功率单位用千瓦表示;柴油机或汽油机的功率单位用马力表示。动力机传给水泵轴的功率 ,称为轴功率 ,可以理解为水泵的输入功率 ,通常讲水泵功率就是指轴功率。 由于轴承和填料的摩擦阻力;叶轮旋转时与水的摩擦;泵内水流的漩涡、间隙回流、进出、口冲击等原因 。必然消耗了一部分功率 ,所以水泵不可能将动力机输入的功率完全变为有效功率 ,其中定有功率损失 ,也就是说 ,水泵的有效功率与泵内损失功率之和为水泵的轴功率。

     

    泵的扬程、流量计算公式:

    泵的扬程H=32是什么意思? 

     

    扬程H=32是说这台机器最多可以把水提高32米 

     

    流量=横截面积*流速 流速需要自己测定:秒表

     

    泵的扬程估算:

    水泵的扬程与功率大小没有关系 ,与水泵叶轮的直径大小和叶轮的级数有关 ,同样功率的水泵有可能扬程上  百米 ,但流量可能只有几方 ,也可能扬程只有几米 ,但是流量可能上  百方。总的规律是同样功率下 ,扬程高的流量少 ,扬程低的流量大 ,没有标准计算公式来确定扬程 ,与你的使用条件和出厂的水泵型号来确定。 可以按泵出口压力表来推算即可 ,如泵出口是1MPa(10kg/cm2)那扬程大约是100米 ,但是还要考虑吸入压力的影响。 对离心泵来说 ,它有三个扬程:实际吸水扬程、实际压水扬程和实际扬程 ,在没指明的情况下 ,一般认为扬程是指两水面的高度差。

     

    这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成 ,因 为这种系统是量常用的系统

     

    例:估算水泵扬程

     

    根据以上  所述 ,可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失 ,也即循环水泵所需的扬程:

     

    1、冷水机组阻力:取80 kPa(8m水柱);

     

    2、管路阻力:取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m ,则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa;如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50% ,则局部阻力为60 kPa*0.5=30 kPa;系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa(14m水柱);

     

    3、空调末端装置阻力组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大 ,故取前者的阻力为45 kPa(4.5水柱);

     

    4、二通调节阀的阻力:取40 kPa(0.4水柱)。

     

    5、于是 ,水系统的各部分阻力之和为:80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa(30.5m水柱)

     

    6、水泵扬程:取10%的安全系数 ,则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。  

     

    根据以上  估算结果 ,可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围 ,尤其应防止因 未经过计算 ,过于保守 ,而将系统压力损失估计过大 ,水泵扬程选得过大 ,导致能量浪费。

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  • 如何降低水泵电机损耗?这里有妙招

    电机损耗类型

     

    水泵电动机在将电能转换为机械能的同时 ,本身也损耗一部分能量 ,电动机损耗一般可分为可变损耗、固定损耗和杂散损耗三部分。
     
    1. 可变损耗是随负荷变化的 ,包括定子电阻损耗(铜损)、转子电阻损耗和电刷电阻损耗。
     
    2. 固定损耗与负荷无关 ,包括铁芯损耗和机械损耗。铁损又由磁滞损耗和涡流损耗所组成 ,与电压的平方成正比 ,其中磁滞损耗还与频率成反比。
     
    3. 其他杂散损耗是机械损耗和其他损耗 ,包括轴承的摩擦损耗和风扇、转子等由于旋转引起的风阻损耗等。
     
    降低电机损耗的措施
    1. 定子损耗
    定子I^2R损耗俗称定子铜耗 ,定子铜耗与输出功率关系很大 ,输出功率越大 ,输入电流越大 ,温度越高 ,定子铜耗越大。以额定输入额定负荷为参考 ,效率较高的电机 ,定子铜耗在五大损耗中比重最大 ,一般大于总损耗的30%。
     
    降低电动机定子I^2R损耗的主要方法有:
    (1)增加定子槽截面积 ,在同样定子外径的情况下 ,增加定子槽截面积会减少磁路面积 ,增加齿部磁密;
    (2)增加定子槽满槽率 ,这对低压小电动机效果较好 ,应用最佳绕线和绝缘尺寸、大导线截面积可增加定子的满槽率;
    (3)尽量缩短定子绕组端部长度 ,定子绕组端部损耗占绕组总损耗的1/4~1/2,减少绕组端部长度,可提高电动机效率。实验一表明,端部长度减少20%,损耗下降10%。
     
    2. 转子损耗
    转子I^2R损耗俗称转子铜耗 ,主要与转子电流和转子电阻有关。
     
    电动机转子I^2R损耗相应的节能方法主要有:
    (1)减小转子电流 ,这可从提高电压和电机功率因 素两方面考虑;
    (2)增加转子槽截面积;
    (3)减小转子绕组的电阻 ,如采用粗的导线和电阻低的材 料 ,这对小电动机较有意义 ,因 为小电动机一般为铸铝转子 ,若采用铸铜转子 ,电动机总损失可减少10%~15% ,但现今的铸铜转子所需制造温度高且技术尚未普及 ,其成本高于铸铝转子15%~20%。
     
    3. 铁芯损耗
    交流电机的交变磁场在铁心中产生的涡流电流损耗 ,涡流过大 ,使得电机整体温升过高 ,绕组散热速度降低 ,导致绕组过热电机烧坏。
     
    降低电动机铁耗的方法有:
    (1)减小磁密度 ,增加铁芯的长度以降低磁通密度 ,但电动机用铁量随之增加;
    (2)减少铁芯片的厚度来减少感应电流的损失 ,如用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片可减小硅钢片的厚度 ,但薄铁芯片会增加铁芯片数目和电机制造成本;
    (3)采用导磁性能良好的冷轧硅钢片降低磁滞损耗;
    (4)采用高性能铁芯片绝缘涂层;
    (5)热处理及制造技术 ,铁芯片加工后的剩余应力会严重影响电动机的损耗 ,硅钢片加工时 ,裁剪方向、冲剪应力对铁芯损耗的影响较大。顺着硅钢片的碾轧方向裁剪、并对硅钢冲片进行热处理 ,可降低10%~20%的损耗等方法来实现。
     
    4. 杂散损耗
    电动机在负载运行时的总杂耗由空载杂耗和负载杂耗组成。空载杂耗是指 ,由空载试验一所测定的铁耗中除了磁通在定子导磁部分产生的基本铁耗外的各种损耗之和;负载杂耗是指除铁耗、机械损耗和定转子铜耗以外, 由电机的负载电流所引起的各种损耗之和。
     
     目前对电动机杂散损耗的认识仍然处于研究阶段 ,降低杂散损失的主要方法有:
    (1)采用热处理及精加工降低转子表面短路;
    (2)转子槽内表面绝缘处理;
    (3)通过改进定子绕组设计减少谐波;
    (4)改进转子槽配合设计和配合减少谐波 ,增加定、转子齿槽、把转子槽形设计成斜槽、采用串接的正弦绕组、散布绕组和短距绕组可大大降低高次谐波;采用磁性槽泥或磁性槽楔替代传统的绝缘槽楔、用磁性槽泥填平电动机定子铁芯槽口 ,是减少附加杂散损耗的有效方法。
     
    5. 风摩损耗
    电机转动过程中 ,转子外表面、散热风扇均与空气产生摩擦 ,空气会对转动部位产生阻力 ,克服这些阻力所耗用的功就叫风损摩耗。
     
    风摩损耗占电机总损失的25%左右 ,应引起重视。摩擦损失主要有轴承和密封引起 ,可采取以下措施降低:
    (1)尽量减小轴的尺寸 ,但需满足输出扭矩和转子动力学的要求;
    (2)使用高效轴承;
    (3)使用高效润滑系统及润滑剂;
    (4)采用先进的密封技术。
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  • 水锤是个什么东西?有多危险?怎么预防?

    水锤又称水击。是指水或其他液体输送过程中 ,由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因  ,流速突然变化且压强大幅波动的现象。说的通俗些:突然停电或阀门关闭太快 ,由于压力水流的惯性 ,产生水流冲击波 ,就象锤子敲打一样 ,我们称之为水锤。
     
    水锤效应有多可怕 ,3D动画告诉你:

    供水管道壁光滑 ,后续水流在惯性的“帮凶”下 ,水力迅速达到最大 ,所以容易造成破坏作用(如破坏阀门和水泵等) ,这就是水力学中的“水锤效应” ,也叫正水锤;相反 ,阀门或水泵突然开启 ,也会产生水锤效应 ,叫负水锤。这种大幅波动的压力冲击波 ,极易导致管道因 局部超压而破裂、损坏设备等。所以水锤效应防护是供水管道工程设计施工中必须要考虑的关键因 素。
     
    水锤有多危险?

     
    水锤产生的条件
     
    1、阀门突然开启或关闭;
     
    2、水泵机组突然停车或开启;
     
    3、单管向高处输水(供水地形高差超过20米);
     
    4、水泵总扬程(或工作压力)大;
     
    5、输水管道中水流速度过大;
     
    6、输水管道过长 ,且地形变化大。
     
    7、不规范的施工是给水管道工程存在的隐患
    7.1如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求。

     

    蒸汽系统水锤现象:

     
    水锤效应的危害
     
    水锤引起的压强升高 ,可达管道正常工作压强的几倍 ,甚至几十倍。这种大幅度的压强波动 ,对管路系统造成的危害主要有:
     
     
    1、引起管道强烈振动 ,管道接头断开;
     
    2、破坏阀门 ,严重的压强过高造成管道爆管 ,供水管网压力降低;
     
    3、反之 ,压强过低又会导致管子的瘪塌 ,还会损坏阀门和固定件;
     
    4、引起水泵反转 ,破坏泵房内设备或管道 ,严重的造成泵房淹没 ,造成人身伤亡等重大事故 ,影响生产和生活。
     
    消除或减轻水锤的防护措施
     
    对于水锤的防护措施很多 ,但需根据水锤可能产生的原因  ,采取不同的措施。
     
    降低输水管线的流速 ,可在一定程度上  降低水锤压力 ,但会增大输水管管径 ,增加工程投资。输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。
     
    减少输水管道长度 ,管线愈长 ,停泵水锤值愈大。由一个泵站变两个泵站 ,用吸水井把两个泵站衔接起来。 
     
    停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关 ,几何扬程愈高 ,停泵水锤值也愈大。因 此 ,应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。 
     
    事故停泵后 ,应待止回阀后管道充满水再启动水泵。 
     
    启泵时水泵出口阀门不要全开 ,否则会产生很大的水冲击。很多泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。
     
    停泵水锤
     
    所谓停泵水锤是指突然断电或其他原因 造成开阀停车时 ,在水泵和压力管道中由于流速的突然变化而引起压力升降的水力冲击现象。例如电力系统或电器设备发生故障、水泵机组偶发故障等原因  ,都可能发生离心泵开阀停车 ,从而引发停泵水锤。
     
    停泵水锤的最高压力可达正常工作压力的200% ,甚至更高可以使管道及设备击毁 ,一般事故造成“跑水”、停水;严重事故造成泵房被淹、设备损坏、设施被毁 ,甚至于造成人身伤亡事故。
     
    设置水锤消除装置
     
    (1)采用恒压控制技术
    采用PLC自动控制系统 ,对机泵进行变频调速控制 ,对整个供水泵房系统操作实行自动控制。由于供水管网压力随着工况的变化而不断变化 ,系统运行过程中经常出现低压或超压现象 ,容易产生水锤 ,导致对管道和设备的破坏 ,采用PLC自动控制系统 ,通过对管网压力的检测 ,反馈控制水泵的开、停和转速调节 ,控制流量 ,进而使压力维持一定水平 ,可以通过控制微机设定机泵供水压力 ,保持恒压供水 ,避免了过大的压力波动 ,使产生水锤的概率减小。
     
     
    (2)安装水锤消除器
    该设备主要防止停泵水锤 ,一般安装在水泵出口管道附近 ,利用管道本身的压力为动力来实现低压自动动作 ,即当管道中的压力低于设定保护值时 ,排水口会自动打开放水泄压 ,以平衡局部管道的压力 ,防止水锤对设备和管道的冲击 ,消除器一般可分为机械式和液压式两种 ,机械式消除器动作后由人工恢复 ,液压式消除器可自动复位。
     
     
    (3)在大口径的水泵出水管上  安装缓闭止回阀
    可有效的消除停泵水锤 ,但因 阀门动作时有一定的水量倒流 ,吸水井须有溢流管。缓闭止回阀有重锤式和蓄能式两种。这种阀门可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。一般在停电后3~7 s内阀门关闭70%~80% ,剩余20%~30%的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节 ,一般在10~30 s范围。值得注意的是 ,当管路中存在驼峰而发生弥合水锤时 ,缓闭止回阀的作用就十分有限。
     
    (4)设置单向调压塔
    在泵站附近或管道的适当位置修建 ,单向调压塔的高度低于该处的管道压力。当管道内压力低于塔内水位时 ,调压塔向管道补水 ,防止水柱拉断 ,避免弥合水锤。但其对停泵水锤以外的水锤如关阀水锤的降压作用有限。此外单向调压塔采用的单向阀的性能要绝对可靠 ,一旦该阀门失灵 ,可能导致发生较大的水锤。
     
    (5)在泵站内设置旁通管(阀) 
    在泵系统正常运行时 ,由于水泵压水侧水压高于吸水侧的水压 ,止回阀关闭。当事故断电突然停泵后 ,水泵站出口处压力急剧降低 ,而吸水侧压力则猛升。在此差压下 ,吸水总管中的瞬态高压水即推开止回阀阀板流向压水总管的瞬态低压水 ,并使该处低水压有所升高;(传递价值 ,分享经验一 ,让每个人平等地提升自我 ,做化工设备管理行业粉丝最喜爱的媒体 ,欢迎关注公众号:化工设备管理与培训)另一方面 ,使水泵吸水侧的水锤升压也得到降低。这样一来 ,水泵站两侧的水锤升、降压都得到控制 ,从而有效地减少和防止了水锤危害。 
     
    (6)设置多级止回阀 
    在较长的输水管路中 ,增设一个或多个止回阀 ,把输水管划分成几段 ,每段上  均设止回阀。当水锤过程中输水管中水倒流时 ,各止回阀相继关闭把回冲水流分成数段 ,由于每段输水管(或回冲水流段)内静水压头相当小 ,从而降低了水锤升压。此项防护措施 ,可有效的用于几何供水高差很大的情况;但不能消除水柱分离的可能性。其最大的缺点是:正常运行时水泵电耗增大、供水成本提高。
     
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  • 泵的振动问题分析 (1)

    当泵及其关联系统发生故障时 ,通常归结到四种类型:断裂 ,疲劳 ,摩擦磨损或泄漏。断裂的原因 是过载 ,例如超过预期的压力 ,或管口负荷超出推荐的水平。疲劳的条件是施加的载荷是交变的 ,应力周期地超过材 料破裂的耐久极限 ,泵部件的疲劳主要由振动过大引起 ,而振动大由转子不平衡 ,泵和驱动机之间轴中心线的过大不对中 ,或固有频率共振放大的过大运动引起。
     
    摩擦磨损和密封泄漏意味着转子和定子之间的相互定位没有在设计的容差范围。这可以动态发生 ,一般原因 是过大的振动。当磨损或泄漏位于壳体单个角度位置 ,常见的原因 是不可接受的管口载荷量 ,及其导致的或独立的泵/驱动机不对中。在高能泵(特别是加氢裂化和锅炉给水泵) ,另一个在定子一个位置摩擦的可能性是温度变化太快 ,导致每个部件由于随温度的变化 ,长度和装配不匹配。
     
    有一些特定的方法和程序可供遵循 ,降低发生这些问题的机会;或如果发生了 ,帮助确定解决这些问题的方法。
     
    振动评估
     
    关于泵的振动和其它不稳定机械状态的诊断或预测 ,应包括如下评估:

     

    • 转子动力学行为 ,包括临界转速 ,激励响应 ,和稳定性
    • 扭转临界转速和振荡应力 ,包括起机/停机瞬态
    • 管路和管口负荷引起的不稳定应力 ,和不对中导致的扭曲
    • 由于扭振、止推和径向负荷导致高应力部件的疲劳
    • 轴承和密封的稳态和动态行为
    • 正常运行和连锁停机过程的润滑系统运行
    • 工作范围对振动的影响
    • 组合的泵和系统中的声学共振(类似喇叭)
     
    通常讨论的振动问题是轴的横向振动 ,即与轴垂直的转子动力学运动 ,然而 ,振动问题也会在泵的定子结构发生 ,如立式泵 ,另外振动也会发生在轴向 ,也可能涉及扭振。
     
    泵的运行点对振动的影响
    尽量运行在BEF点 ,否则 ,离心泵随节流振动变大 ,除非节流伴随转速的改变如VFD。在给定转速运行远低于BEF ,与远高于BEF一样 ,使流体的速度角度与各级叶轮或扩散器或蜗壳舌部的流道角度不匹配。在低于入口或出口回流的流量下 ,转子叶轮稳定的侧负荷和摇动可能引起摩擦 ,甚至损坏轴承。一些工厂考虑未来生产扩容 ,购买大于需求能力的设备 ,但是这样会产生几年的本应可靠设备的性能不可靠。如图1的典型结果 ,尽管运行在低于BEF是允许的甚至对某些应用是必须的 ,但是绝不要使泵长时间运行在低于厂家提供的“最小连续流量” ,否则脉动和振动将有阶跃升高。

     

     

    泵入口设计对振动的影响
    入口法兰的机械连接 ,以及泵叶轮上  游的液压设计 ,都会显著影响泵的振动。避免在大的管口有无限制的膨胀节(管路“柔性节”) ,然而 ,主要的液压问题是要有足够的静压避免气蚀。这意味着不仅仅具有足够的净正入口压头(NPSHA) ,还要高一些以满足厂家公布的3%压头下降NPSHR(需要的NPHS)。当NPSHA到3xNPHSR时 ,高频气蚀(有时听不见的)将引起叶轮流道入口侧或摩擦环出口侧的侵蚀 ,并导致低频有时流道通过频率振动增加。除了入口压力太低 ,如果泵运行在远离BEF点 ,进入的流体对旋转的叶轮流道的冲击角度会与泵的设计者在该转速下预测的不同 ,将在入口或出口发生流道失速 ,分别导致入口或出口回流。这种内部回流可引起流道压力侧的气蚀 ,导致旋涡状流随叶轮旋转 ,但是以一个较慢的转速 ,在意想不到的次同步频率激励转子临界转速 ,显著增大振动。

     

    平衡
    不平衡是机器振动过大最常见的原因 (大约50%) ,紧随其后的是不对中。一般认为平衡分静态(质量中心偏离中心 ,质量分布主轴仍与旋转中心线平行)和动态(质量中心轴与旋转轴成角度)。对应轴向短的部件(如一个止推垫圈)二者的差别可以忽略 ,只需要单面静态平衡。对于长度大于1/6直径的部件 ,应考虑动态不平衡 ,至少需要双面平衡。对于运行在二阶临界转速(对泵不常见)的转子 ,甚至双面平衡还不够 ,可能需要某些形式的高速模态平衡(即平衡去重考虑最接近的固有频率模态形状)。不平衡表现为1X频率 ,这是因 为转子的重点以转速旋转 ,使振动运动以相同频率。一般它也导致一个圆形轴心轨迹 ,尽管如果转子在滑动轴承内承受高负荷轨迹可能为椭圆。
     
    泵/驱动机对中
    不对中仅次于不平衡 ,是旋转机器振动问题第二个最常见的原因 。通常区分为两种形式:平行不对中和角不对中 ,一般不对中是两种的结合。有时一个转子必须在冷态和未运行时偏移 ,以便在运行和热态时保持对中。不对中主要引起2X转频振动 ,因 为高度椭圆的轨迹驱使轴运行在不对中的一侧。有时不对中负荷可导致高次谐频(即转子转速整数倍频 ,尤其3X) ,甚至可能降低振动 ,因 为它加载转子使其对轴承壳异常变强。或者 ,不对中可实际上  引起1X振动增大 ,通过抬起转子使其离开重力加载的“轴承位置” ,使轴承运行在相对卸载状态(这也可导致轴不稳定 ,后述)。典型的不对中特征表现为2X振动 ,香蕉或数字8形轨迹 ,通常伴随相对较大的轴向运动 ,也是在2X ,因 为联轴器经历非线性“压弯”每转两次。
     
    共振
    振动超标是常见的问题 ,尤其在变频系统 ,很可能存在一个激励频率等于一个固有频率。为了避免共振 ,转子和轴承座的固有频率应该与“运球”型的力频率很好分离 ,它们很可能是1X转频(典型不平衡) ,2X(典型不对中) ,或叶轮流道数乘以转速(称为“流道通过”振动 ,当叶轮流道通过一个蜗壳舌或扩散器流道“切流”)
     
    实际上   ,共振放大(常称为“Q”值)系数通常介于2至25之间 ,如果引起振动的力是稳定的而不是振荡的。Q取决于能量消耗的量 ,称为“阻尼” ,它在碰撞中发生。在一个汽车车身 ,这个阻尼由冲击吸收器提供;在一个泵 ,它大部分由轴承和“环形密封”转子和定子之间的流体陷阱提供 ,像平衡活塞。
     
    对应共振 ,模态冲击测试是非常有效和被证明的方法 ,可快速发现共振的原因 并从根本解决它。典型的解决方法包括对最大振动运动区域选择性的支撑 ,或者增加质量。模态“敲击“测试最好在机器运行中进行 ,这样 ,轴承和密封是“承载的”并支撑转子 ,在泵的典型运行状态。确认你或服务商具有在机器运行条件下进行“敲击”测试的能力。
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  • 泵的振动问题分析 (2)

    转子动力学评估
     
    转子动力学需要一个比结构动力学更专业计算机程序 ,因 为它必须包括的影响如:
    1. 在轴承 ,叶轮和密封 ,作为转速和负荷的函数的三维刚度和阻尼
    2. 叶轮和止推平衡装置流体激励力 ,和
    3. 陀螺效应
     
    然而 ,一些大学和商业组织开发了转子动力学程序 ,可用的程序包括各种计算子程序 ,用于轴承和圆形密封(如摩擦环和平衡鼓)的刚度和阻尼系数计算 ,临界转速计算 ,激励响应和转子稳定性计算 ,它包括轴承和密封阻尼和“交叉耦合刚度”的影响(即与运动垂直的的反作用力)。
     
    流体“增加质量”对转子动力学固有频率的影响
     
    围绕转子的流体以三种方式增加转子的惯性:流体被困在叶轮通道直接增加质量;由于叶轮和轴材 料的存在移动的流体直接对转子系统增加质量 ,由于转子在流体中的振动 ,它必须移动这个质量;以及在紧密间隙中的流体 ,一定比转子振动加速度更快地加速以保持连续性 ,并因 此可能会增加很多倍于其移动的质量(称为Stroke Effect)。
     
    环形密封“Lomakin效应”对转子动力学固有频率的影响
     
    泵的环形密封(例如 ,摩擦环和平衡鼓)可对动力学特性影响很大 ,通过改变转子支撑刚度从而转子固有频率 ,因 此可以避开或导致强一倍和二倍转频激励与一个低固有频率之间可能的共振。环形密封的刚度和阻尼小部分由挤压油膜和流体动力楔(对滑动轴承设计广为所知)提供。然而 ,由于在环形密封中相对轴承来说存在高的轴向对圆周流速比例 ,由于圆周间隙变化可以在环形间隙产生很大的力 ,随着转子偏心的发展引起Bernoulli压降 ,这被称为Lomakin效应 ,并且是泵的环形密封中最大的刚度和阻尼力产生机制。
     
    Lomakin效应直接取决于通过密封的压降 ,对于恒定系统流阻它产生Lomakin支撑刚度大约随着转速的平方而变化。然而 ,对于大约恒定的系统压头 ,导致只有很小的Lomakin效应随转速的变化。其它重要的参数是环形密封长度 ,直径和间隙;流体特性是次要的除非涉及非常高的粘度。然而 ,流体漩涡可以导致Lomakin效应的显著下降 ,或者增加伴随它的交叉耦合 ,重要的是 ,当交叉耦合反作用力超过阻尼反作用力 ,它可能引起转子动力学不稳定(如合理设置的转子动力学程序所估算的那样)。
     
    间隙效应是最强的几何尺寸影响 ,Lomakin效应大约与其平方成反比。间隙影响很大的物理解释是 ,它给圆周压力分布(Lomakin效应的原因 )通过圆周流动而消除。任何环形密封腔带有切槽在一定程度具有与增加间隙相同的效果 ,在这个角度看深槽比浅槽更差。
     
    转子扭转分析
     
    横向转子动力学分析可以通常不包括其它泵系统部件 ,如驱动机 ,泵壳体 ,轴承座 ,基础或管道 ,然而 ,泵轴的扭转振动和各种泵固定结构的振动是取决于系统的 ,由于振动的固有频率和振型随部件的质量 ,刚度和阻尼而变化的 ,不是包含在泵中的那些。
     
    尽管扭振问题再泵不常见 ,除非由高频VDF激励的电动机驱动 ,或由往复发动机驱动 ,复杂的泵/驱动链具有扭振问题的可能性。这可以通过计算进行检查 ,包括前几阶扭振临界转速 ,和系统在起机瞬态 ,稳态运行 ,连锁和电动机控制的瞬态过程中对激励的强迫振动响应。强迫响应应该按照静态的加上  振荡的应力之和 ,在驱动链的最高应力元件 ,通常是最小轴直径处。
     
    一般计算前两个扭振模型足够覆盖期望的激励频率范围 ,为此 ,泵机组必须按照至少三个部分建模:泵转子 ,联轴器(包括任何垫块)和驱动机转子。如果使用柔性联轴器(如盘联轴器) ,联轴器的刚度将与轴的刚度在一个数量级 ,必须包含在分析中。联轴器扭转刚度的良好估计 ,通常相对独立与速度和稳态扭矩 ,列在联轴器样本数据中 ,通常提供给定尺寸的刚度范围。
     
    如果包含齿轮箱 ,每个齿轮必须单独考虑 ,按照惯量和啮合比。如果泵或驱动转子与将转子连接到联轴器的轴相比不是至少几倍的扭转刚度 ,那么单个轴长度和内部叶轮应包括在模型中 ,然而对工业泵来说要求最后一步是不常见的。
     
    手工计算前几个扭转固有频率的方法由Blevins给出 ,然而泵的扭振计算应该包括系统阻尼的影响。为了以足够精度确定轴的应力 ,应该使用数字的程序 ,如Holzer方法 ,传递矩阵法或有限元分析(FEA)。
     
    最低扭转振型是在泵/驱动系统最常被激起的 ,这个扭转振型的大部分运动发生在泵的轴上  。这种情况下 ,主要的阻尼来自泵叶轮 ,当它由于扭振运动运行在稍高和稍低的瞬时转速时消耗的能量。这个阻尼的粗略估计公式:
     
    阻尼 = 2x(额定扭矩)x(估计的频率)/(额定转速)^2
     
    为了确定期望的大扭振激励的频率 ,以及这些频率下发生扭矩值 ,任何给定转速和流量下的泵的扭矩可以乘以一个单位系数“p.u.” ,重要频率下的p.u.系数可从特定系统的电机和控制生产商那里获得 ,一般是感兴趣的状态下稳定运行扭矩的大约0.01至0.05 ,峰-峰值。来自电动机的最重要的扭转激励频率是极数乘以滑差频率(对感应电动机) ,转速乘以极数 ,以及转速本身;泵的不稳定的流体扭矩也存在 ,频率表现为转速乘以叶轮流道数 ,强度等于传递的扭矩除以流道数 ,一般具有的最大值也是在0.01至0.05区间 ,不在BEP最佳运行点运行和/或叶轮少于4个流道一般具有较高的值。
     
    对于包括变速或VFD的系统 ,应该特别关注 ,除了激励频率扫描一个大的范围从而增加发生共振的机会 ,老式的VFD控制器提供新的激励 ,表现在电动机转速的各种“控制脉冲”乘数 ,通常为6X或12X ,以及也常为整分数约数。控制器生产厂商可以预测这些频率及其相关的p.u.系数。
     
    对机组扭转特性的可接受度的判断应该基于在所有运行状态 ,受迫响应轴应力是否在疲劳极限预留了足够安全系数之下。对一个仔细分析的转子系统 ,推荐的最小安全系数是2。
     
    转子动力稳定性
     
    转子动力稳定性指一种现象 ,即使主动的稳定的激励非常低 ,具有反应支持力的转子及其系统能够成为自激的 ,导致可能灾害性的振动水平。转子动力不稳定性的一个关键因 素是交叉耦合刚度 ,交叉刚度源于在轴承和其它紧密的旋转间隙中建立的流体动力油膜 ,流体动力油膜具有倾向于将转子推回到其中心位置的有利效果 – 这是典型的流体膜(轴颈)轴承的工作原理。然而 ,除此之外 ,交叉耦合力矢量作用在与运动垂直的方向 ,与源自流体阻尼的矢量方向相反 ,因 此很多人将交叉耦合刚度理解为负阻尼。交叉耦合作用对稳定性是非常重要的 ,如果交叉耦合力矢量变成大于阻尼矢量 ,振动引起反应力以一种反馈的方式导致不断增加的振动 ,轴心轨迹不断变大直到产生严重摩擦 ,或由于大的运动反馈停止。
     
    轴半速涡动是一个在低于一阶非临界阻尼的轴弯曲固有频率下的受迫响应 ,它是由流体激励力驱动的 ,产生力的静态压力场以低于转速的某个速度旋转 ,流体旋转的速度成为涡动速度。涡动最常见的原因 是围绕叶轮前或后侧板 ,或在轴颈轴承的间隙的流体旋转 ,这种流体旋转一般是转速的约45% ,因 为流体在定子壳壁是固定的 ,在转子表面以转子的速度旋转 ,这样在旋转间隙建立起大约半速的“库艾特流”分布。驱动这个涡动的压力分布一般是倾斜的 ,这样交叉耦合的分量与涡动运动方向相同 ,并且可能很强。如果某种原因 间隙在一侧减小 ,例如由于偏心 ,结果耦合的力进一步增加。如果流体涡动频率随转速增加而增加 ,直到涡动位于一个转子很小阻尼的临界转速 ,交叉耦合力的作用相位相对于对它的反应力成为不稳定的(力导致变形导致更大的力) ,那么“轴涡动”变为所谓的“轴振荡” ,它是很具破坏性的 ,迅速地磨损掉泵腔内密封所需要的紧密设计间隙。
     
    轴振荡的特征是一旦它开始 ,所有自激发生在轴的弯曲固有频率 ,这样振动响应频率“锁定”固有频率。由于振荡开始于当涡动接近转速的一半 ,并等于轴的固有频率 ,正常的1X转速频率频谱和大概圆形的轴心轨迹现在表现出显著的大约0.45倍转速分量 ,在轨迹上  表现为一个环 ,反映每隔一转一次轨迹脉动。这种情况下的典型观察是振动“锁定”在固有频率上   ,导致在振荡开始之后转速升高 ,振动偏离涡动的恒定百分比转速。
     
    参数共振和分数频率
     
    已经发现 ,在透平机器中当转子与壳体的定子部件相互作用时 ,常见一些类型的非线性振动响应 ,它们一般归结到参数共振类型 ,超出了本文讨论的范围。它们可导致大的振动 ,尽管相对低的驱动力。一般来讲 ,这些共振是由轴承支撑松动或在轴承、密封或其它旋转间隙处的摩擦引起的 ,征状是脉动的轴心轨迹 ,在转速的整分数倍频 ,如1/2 ,1/4等振动较大。
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