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多级泵节能方法以及什么是水泵必需汽蚀余量和有效汽蚀余量

点击:122 日期:2021-04-23 选择字号:
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多级泵节能方法以及什么是水泵必需汽蚀余量和有效汽蚀余量
多级泵节能方法主要以下几种方法:
        1、提高泵本身的效率
        在泵的设计与制造上狠下功夫,采用先进的设计和加工手段制造泵,或者采用先进技术实现泵的利用效率。
        据介绍,国内生产石化用泵的制造厂有100多家,除了一般油泵、化工流程泵和水泵外,近年来自主研发或引进国外技术,开发了炼油和化工装置的高温高压进料泵、高速泵、低温泵、屏蔽泵和化工流程泵等,部分满足了石化生产的需要。产品质量有了较大提高,规格进一步增加,满足了国内石化工业80%的石化泵的需要。


        2、应用变频器改变泵的转速,提高泵的运行效率
        实践证明,变频调速装置是企业技术改造、节能降耗的理想设备。毫无疑问,这种调速方式将成为石化企业中驱动系统的中枢。
        泵类的选择,多是根据满负荷工作需要来选型。实际应用中,泵在大部分时间并非工作于满负荷状态。离心泵的主要性能参数包括流量Q、扬程H、功率N和效率η.而在转速变化时,由泵的近似法则:
        n/n1=Q/Q1、
        H/H1=[n/n1]3、
        N/N1=[n/n1]3=[Q/Q1],
        由上面公式可以看出当改变泵的转速时,其流量、扬程及功率都变化。功率与转速的三次方成正比,转速降低时功率大大降低。例如当电机在额定转速的80%运行时,理论上其消耗的功率为额定功率的(80%)3,即51.2%,除去机械损耗、电机铜、铁损等影响,节能效率也接近40%.由于转速与频率成正比,变频节能即源于此。
        3、泵的选型与使用正确与否,也决定着石化工业节能降耗的真正实现
        机泵是炼油厂的心脏,在炼油过程中机泵输送的物流总量约为原油加工量的40多倍,所以耗电量大是可想而知的。在炼油装置中,电动机是应用面最广、数量最多的电气设备之一,其大部分负载为机泵,而定速泵在所耗功率中,被工艺物流吸收作有用功率的仅占30%~40%,其60%~70%的电能消耗于调节阀节流控制压降和因为处理量、及设计裕量大所造成的“大马拉小车”而导致的泵出口阀压降上。
        所以,作为泵的管理者和使用者,首先应合理地选用泵,要做到选型最大限度地合理,即站在系统的角度上做到各组成(泵、电机、各种相关附件)的匹配是最佳的、最合理的,正确地确定泵的几何安装高度,这是提高泵运行效率的关键;其次要选择适当的调节方式,这里有两种情况:对于工艺流程经常变化或者泵本身就是为调节工艺参数而设置的,泵就要适时进行调节。
        在调节中,应尽量选用变速调节,不用节流调节。至于选用何种调速方式,还应具体问题具体分析。对于工艺参数基本稳定,泵选用过大,现场采取关小阀门调节流量,造成泵的工作流量远小于额定流量,工作压力远高于额定压力的情况,采用切割叶轮外径的方式调节比较经济。
        4、控制资源和能源的浪费,提高水泵效率
        在泵组运行过程,通过注意细节、挖掘能效的做法,实现操作挖潜、状态运行振动检测动态管理,进一步控制资源和能源的浪费。加强现场维护和管理任何机器都需要进行维护和保养,由于现场维护和管理不善造成泵运行效率较低的事例是很多的。




1、水泵必需汽蚀余量
        对于给定泵,在给定转速和流量下必需具有的汽蚀余量称为必需汽蚀余量,常用NPSHr表示。又称为泵的汽蚀余量,是规定泵要达到的汽蚀性能参数。NPSHr和泵的内部流动有关,是由泵本身头定的,其物理意义是表示液体在泵进口部分压力下降的程度,也就是为了保征泵不发生汽蚀,要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。


        必须汽蚀余量与装置参数无关,只与泵进口部分的运动参数(vo、wo、wk等)有关,这些运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说NPSHr是由泵本身(吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。对于既定的泵,不论何种介质(黏性大介质因影响速度分布除外),在一定转速和流量下流经泵进口,因速度大小相同故有相同的压力降,即NPSHr相同。
        所以NPSHr与液体的性质无关(不考虑热力学因素)。NPSHr越小,表示压力降小,要求装置必须提供的NPSHa小,因而泵的抗汽蚀性能越好。因此: r代表required必需的,由泵本体决定,具体与转速,叶轮形式等有关;
        2、水泵有效汽蚀余量
        有效汽蚀余量NPSH
        泵吸入口处单位质量的液体超出液体汽化压力的富裕能量(以m液柱计),称汽蚀余量。其值等于从基准面算起泵吸入口的总吸入压力减去该液体的汽化压力(绝压,以m液柱计),即:


        式中Ps———泵吸入口压力,Pa
        Pv———液体在该温度下的汽化压力,Pa
        us———泵吸入口平均流速,m/s
        ρ———液体密度,kg /m3
        有效汽蚀余量是指由泵安装条件所确定的汽蚀余量,常用NPSHa表示。又称为装置汽蚀余量,是由吸入装置提供的在泵进口处单位重量液体具有的超过汽化压力水头的富余能量。NPSHa越大,泵越不容易发生汽蚀。有效汽蚀余量的大小与装置参数及液体性质(p、pv等)有关。因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比,所以NPSHa随流量的增加而减小。因此: A代表available有效的,可以提供的,这个由系统和管路决定,必须经过严格计算;
        保证泵不气蚀,NPSHa必须大于NPSHr。具体大多少,各种不同形式的泵都有经验值, 一般把泵的必须汽蚀余量增加0.5-1m的富余能头作为允许汽蚀余量。

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