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多級泵節(jié)能方法以及什么是水泵必需汽蝕余量和有效汽蝕余量
點擊:950 日期:2021-04-23
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多級泵節(jié)能方法主要以下幾種方法:
1、提高泵本身的效率
在泵的設(shè)計與制造上狠下功夫,采用先進的設(shè)計和加工手段制造泵,或者采用先進技術(shù)實現(xiàn)泵的利用效率。
據(jù)介紹,國內(nèi)生產(chǎn)石化用泵的制造廠有100多家,除了一般油泵、化工流程泵和水泵外,近年來自主研發(fā)或引進國外技術(shù),開發(fā)了煉油和化工裝置的高溫高壓進料泵、高速泵、低溫泵、屏蔽泵和化工流程泵等,部分滿足了石化生產(chǎn)的需要。產(chǎn)品質(zhì)量有了較大提高,規(guī)格進一步增加,滿足了國內(nèi)石化工業(yè)80%的石化泵的需要。
2、應(yīng)用變頻器改變泵的轉(zhuǎn)速,提高泵的運行效率
實踐證明,變頻調(diào)速裝置是企業(yè)技術(shù)改造、節(jié)能降耗的理想設(shè)備。毫無疑問,這種調(diào)速方式將成為石化企業(yè)中驅(qū)動系統(tǒng)的中樞。
泵類的選擇,多是根據(jù)滿負荷工作需要來選型。實際應(yīng)用中,泵在大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài)。離心泵的主要性能參數(shù)包括流量Q、揚程H、功率N和效率η.而在轉(zhuǎn)速變化時,由泵的近似法則:
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當(dāng)改變泵的轉(zhuǎn)速時,其流量、揚程及功率都變化。功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比,轉(zhuǎn)速降低時功率大大降低。例如當(dāng)電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時,理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)3,即51.2%,除去機械損耗、電機銅、鐵損等影響,節(jié)能效率也接近40%.由于轉(zhuǎn)速與頻率成正比,變頻節(jié)能即源于此。
3、泵的選型與使用正確與否,也決定著石化工業(yè)節(jié)能降耗的真正實現(xiàn)
機泵是煉油廠的心臟,在煉油過程中機泵輸送的物流總量約為原油加工量的40多倍,所以耗電量大是可想而知的。在煉油裝置中,電動機是應(yīng)用面最廣、數(shù)量最多的電氣設(shè)備之一,其大部分負載為機泵,而定速泵在所耗功率中,被工藝物流吸收作有用功率的僅占30%~40%,其60%~70%的電能消耗于調(diào)節(jié)閥節(jié)流控制壓降和因為處理量、及設(shè)計裕量大所造成的“大馬拉小車”而導(dǎo)致的泵出口閥壓降上。
所以,作為泵的管理者和使用者,首先應(yīng)合理地選用泵,要做到選型最大限度地合理,即站在系統(tǒng)的角度上做到各組成(泵、電機、各種相關(guān)附件)的匹配是最佳的、最合理的,正確地確定泵的幾何安裝高度,這是提高泵運行效率的關(guān)鍵;其次要選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方式,這里有兩種情況:對于工藝流程經(jīng)常變化或者泵本身就是為調(diào)節(jié)工藝參數(shù)而設(shè)置的,泵就要適時進行調(diào)節(jié)。
在調(diào)節(jié)中,應(yīng)盡量選用變速調(diào)節(jié),不用節(jié)流調(diào)節(jié)。至于選用何種調(diào)速方式,還應(yīng)具體問題具體分析。對于工藝參數(shù)基本穩(wěn)定,泵選用過大,現(xiàn)場采取關(guān)小閥門調(diào)節(jié)流量,造成泵的工作流量遠小于額定流量,工作壓力遠高于額定壓力的情況,采用切割葉輪外徑的方式調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟。
4、控制資源和能源的浪費,提高水泵效率
在泵組運行過程,通過注意細節(jié)、挖掘能效的做法,實現(xiàn)操作挖潛、狀態(tài)運行振動檢測動態(tài)管理,進一步控制資源和能源的浪費。加強現(xiàn)場維護和管理任何機器都需要進行維護和保養(yǎng),由于現(xiàn)場維護和管理不善造成泵運行效率較低的事例是很多的。
1、水泵必需汽蝕余量
對于給定泵,在給定轉(zhuǎn)速和流量下必需具有的汽蝕余量稱為必需汽蝕余量,常用NPSHr表示。又稱為泵的汽蝕余量,是規(guī)定泵要達到的汽蝕性能參數(shù)。NPSHr和泵的內(nèi)部流動有關(guān),是由泵本身頭定的,其物理意義是表示液體在泵進口部分壓力下降的程度,也就是為了保征泵不發(fā)生汽蝕,要求在泵進口處單位重量液體具有超過汽化壓力水頭的富余能量。
必須汽蝕余量與裝置參數(shù)無關(guān),只與泵進口部分的運動參數(shù)(vo、wo、wk等)有關(guān),這些運動參數(shù)在一定轉(zhuǎn)速和流量下是由幾何參數(shù)決定的。這就是說NPSHr是由泵本身(吸水室和葉輪進口部分的幾何參數(shù))決定的。對于既定的泵,不論何種介質(zhì)(黏性大介質(zhì)因影響速度分布除外),在一定轉(zhuǎn)速和流量下流經(jīng)泵進口,因速度大小相同故有相同的壓力降,即NPSHr相同。
所以NPSHr與液體的性質(zhì)無關(guān)(不考慮熱力學(xué)因素)。NPSHr越小,表示壓力降小,要求裝置必須提供的NPSHa小,因而泵的抗汽蝕性能越好。因此: r代表required必需的,由泵本體決定,具體與轉(zhuǎn)速,葉輪形式等有關(guān);
2、水泵有效汽蝕余量
有效汽蝕余量NPSH
泵吸入口處單位質(zhì)量的液體超出液體汽化壓力的富裕能量(以m液柱計),稱汽蝕余量。其值等于從基準(zhǔn)面算起泵吸入口的總吸入壓力減去該液體的汽化壓力(絕壓,以m液柱計),即:
式中Ps———泵吸入口壓力,Pa
Pv———液體在該溫度下的汽化壓力,Pa
us———泵吸入口平均流速,m/s
ρ———液體密度,kg /m3
有效汽蝕余量是指由泵安裝條件所確定的汽蝕余量,常用NPSHa表示。又稱為裝置汽蝕余量,是由吸入裝置提供的在泵進口處單位重量液體具有的超過汽化壓力水頭的富余能量。NPSHa越大,泵越不容易發(fā)生汽蝕。有效汽蝕余量的大小與裝置參數(shù)及液體性質(zhì)(p、pv等)有關(guān)。因為吸入裝置的水力損失和流量的平方成正比,所以NPSHa隨流量的增加而減小。因此: A代表available有效的,可以提供的,這個由系統(tǒng)和管路決定,必須經(jīng)過嚴(yán)格計算;
保證泵不氣蝕,NPSHa必須大于NPSHr。具體大多少,各種不同形式的泵都有經(jīng)驗值, 一般把泵的必須汽蝕余量增加0.5-1m的富余能頭作為允許汽蝕余量。
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