購買(mǎi)一臺品質(zhì)良好的設備并不能確保運行。如果不是專(zhuān)門(mén)為特定應用而設計，那么好的設備也會(huì )出現問(wèn)題。每臺離心泵都具有特定的使用工況和運行范圍，一旦偏離這些使用工況和運行范圍，將會(huì )給泵(組)的安全、可靠運行帶來(lái)隱患。
由于不少用戶(hù)/工程公司/設計院對離心泵的理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗缺乏非常全面的了解，以至于經(jīng)常做出一些不合適的要求和運行，從而導致非最佳選型和不恰當的應用，運行及維護費用將大幅度提高。
本文將結合工程實(shí)踐經(jīng)驗，對離心泵選型和應用中存在的一些誤區進(jìn)行闡述和說(shuō)明，以避免廣大用戶(hù)出現產(chǎn)品選型和應用不佳的情況。
1.1 效率越高越好
高效意味著(zhù)能耗費用低，這是每個(gè)最終用戶(hù)所期望的，也一直是每個(gè)離心泵制造商所追求的目標之一。之所以稱(chēng)之為“目標之一”，是因為一些特定場(chǎng)合用重要離心泵(例如超長(cháng)使用壽命的核電站重要用泵、火電廠(chǎng)高壓鍋爐給水泵以及石化行業(yè)的API泵等)，始終將長(cháng)期安全穩定運行(即可靠性)放在第一位。
高效也意味著(zhù)較小的(耐磨環(huán)、平衡機構等)運轉間隙、較細的泵軸、嚴格的公差配合以及不會(huì )干擾流體流動(dòng)的光滑過(guò)渡的流道等，這會(huì )造成用戶(hù)的維護時(shí)間和成本大幅度的提高。
但是很遺憾，不少買(mǎi)方/最終用戶(hù)/工程公司的決策人員卻簡(jiǎn)單地要求將“高效”應用于所有場(chǎng)合的離心泵，強制執行GB19762-2007《清水離心泵能效限定值及節能評價(jià)值》標準。更有甚者在很多項目招標過(guò)程中，首先直接比較泵的效率或強制規定泵的效率值，效率低的制造商將被直接淘汰，既不科學(xué)也不合理。這是對標準的誤讀，也是標準條款不明晰和標準本身缺陷所造成的。其實(shí)，早在2001年歐盟委員會(huì )便出臺了“STUDY ON IMPROVING THE ENERGY EFFICIENCY OF PUMPS”，該報告認識到：對泵效率的選擇是最大的挑戰，只能給予簡(jiǎn)單的指導。
泵的效率隨著(zhù)轉速、葉輪形狀、執行標準(如API標準要求大的耐磨環(huán)間隙)、介質(zhì)特性的不同而變化……
也就是說(shuō)，對于一些特定場(chǎng)合用泵，相關(guān)能效標準并不適用。盡管在泵系統生命周期內的能耗費用超過(guò)維護費，但具體操作人員往往極其關(guān)注的是泵系統在現場(chǎng)的穩定運行。與節能相比，優(yōu)先考慮的是有效維護。
不同的公司對于不同用途的離心泵在設計理念上各不相同，有的將節能放在第一位，有的注重可靠性，有的關(guān)注超長(cháng)的使用壽命。上世紀80年代，是中國火力發(fā)電大發(fā)展的時(shí)期，國外知名的電站泵生產(chǎn)廠(chǎng)家紛紛搶灘中國市場(chǎng)，絕大多數電站泵廠(chǎng)家的產(chǎn)品均以安全可靠性高而著(zhù)稱(chēng)，其中有一家號稱(chēng)其產(chǎn)品在同行中效率高而搶得一些份額，且經(jīng)用戶(hù)使用后發(fā)現其效率確實(shí)較同行略高一些，但卻存在一個(gè)非常致命的缺陷--頻繁斷軸，最終被踢出了中國電力市場(chǎng)。因此，離心泵并非效率越高越好，高效往往是以犧牲安全可靠性和壽命為代價(jià)。
1.2 泵的必需汽蝕余量越低越好
對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，泵的必須汽蝕余量NPSHR越低越好，這樣可以大大降低裝置高度(即裝置汽蝕余量NPSHA)，有效降低投資成本。
在大多數泵系統中，NPSHA趨于隨著(zhù)流量的增加而減小，而NPSHR趨于隨著(zhù)流量的增加而增加。因此，在系統設計之前，應考慮泵制造商的建議及其應用經(jīng)驗，檢查并確認在所有預期運行的流量范圍之內給出一個(gè)足夠的安全裕量。同時(shí)，在確定裝置汽蝕余量時(shí)，買(mǎi)方和賣(mài)方應當弄清楚最小連續穩定流量與泵的吸入比轉速之間的關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)，泵的最小連續穩定流量隨著(zhù)吸入比轉速的增加而增加……，選擇吸入比轉速的大小及NPSH安全裕量時(shí)，應當考慮現有的工業(yè)水平和制造廠(chǎng)經(jīng)驗。
在相同的轉速和流量下，NPSHR越低，泵的吸入比轉速越高。與較低的吸入比轉速泵設計相比，較高的吸入比轉速泵更有可能遇到不良的振動(dòng)和噪音，同時(shí)，允許的運行區間也變得較窄。
關(guān)于吸入比轉速對離心泵運行可靠性的影響，國際同行具有非常豐富的工程應用經(jīng)驗，并給出了吸入比轉速的最大限定值，可供泵選型時(shí)參考。其中，UOP 5-11-7規范[2]中規定的吸入比轉速的限定值在全球得到了廣泛認可和應用，其規定如下：泵的吸入比轉速不得高于13000(m3/h, rpm m);當泵送介質(zhì)為水或水含量超過(guò)50%的溶液，并且泵的單級葉輪功率超過(guò)75 kW時(shí)，吸入比轉速不得高于11000 (m3/h, rpm, m)。隨著(zhù)科技的發(fā)展，今天，在不加大葉輪進(jìn)口直徑的情況下，人們改善離心泵吸入性能的可選擇手段較多，吸入比轉速的限值也相應提高。
1.3 泵的臨界轉速距離實(shí)際轉速越遠越好
在實(shí)際工程招投標過(guò)程中，工程公司/設計院/用戶(hù)為了防止泵運行過(guò)程中出現共振，希望一階橫向臨界轉速離泵額定轉速越遠越好(如早期核電站常規島主給水泵招標文件中要求“泵組軸系在水中的第一臨界轉速應高于其額定工況點(diǎn)對應轉速的125%”，幾年后要求“泵組軸系在水中的第一臨界轉速應高于其額定工況點(diǎn)對應轉速的135%”，然而最近的一次卻要求“泵組軸系在水中的第一臨界轉速應高于其額定工況點(diǎn)對應轉速的150%”)，同時(shí)，要求滿(mǎn)足現行能效標準。
從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，泵的臨界轉速可以設計得距離實(shí)際轉速很遠。但是，卻忽略了臨界轉速對泵性能的影響(與泵的能效要求相矛盾)。在同等條件下，臨界轉速越高，軸系越粗，意味著(zhù)泵的效率越低。為此，應根據不同的泵型及不同的使用工況，合理確定臨界轉速與泵的額定轉速之間的差值。
1.4 離心泵可以處理氣液兩相流
離心泵的溶氣運行是十分復雜的氣液兩相流流動(dòng)，國內外同行對此進(jìn)行了大量的研究。在對離心泵葉輪進(jìn)行特殊設計(例如葉輪后蓋板為半開(kāi)式，并在后蓋板葉輪流道上接近葉輪入口處開(kāi)設回流孔)的情況下，含氣量達到10%(體積含量)時(shí)，離心泵仍能持久穩定工作;而對于普通離心泵，可以處理夾帶少量氣體(1%至2%體積含量)的液體。
液體中夾帶少量氣體可以緩沖汽蝕汽泡坍塌所產(chǎn)生的沖擊力，并可以減少由此產(chǎn)生的不良噪音、振動(dòng)和侵蝕損壞。但是，當氣體含量達到6%時(shí)，普通離心泵就可能會(huì )產(chǎn)生汽蝕、氣阻等現象，并導致性能(流量、揚程及效率)的急劇下降。
總 結
并非泵的效率越高越好。高效通常以犧牲運行可靠性為代價(jià)。泵的必需汽蝕余量并非越低越好。一方面受現有工業(yè)設計和制造水平的限制;另一方面會(huì )導致吸入比轉速偏高，泵允許的運行區間變窄。
應根據不同的泵型及不同的使用工況，合理確定臨界轉速與泵的額定轉速之間的比值。普通離心泵可以處理少量夾帶氣體的液體。嚴禁泵在最小連續穩定流量以下長(cháng)時(shí)間運行。通常，禁止泵在出口閥門(mén)全開(kāi)的情況下啟泵。
原則上，填料密封結構不能直接用于機械密封。應避免泵出現反轉。工業(yè)凈水不適用于高溫泵冷卻夾套的冷卻。
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