離心泵基礎知識-泵的啟動(第II部分)

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發布日期:2023-01-05 09:49
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這是文章的第2部分。

其它注意事項

以下是啟動泵時經常被忽視的其它檢查和操作步驟的匯總,沒有先后順序。

安全始終是第一位的,也是首要的指導方針。請注意,你可能正在使用高溫、含酸并自動啟動的加壓系統。你還站在旋轉設備的旁邊,如果不遵循正確的操作步驟,旋轉設備會毫不猶豫地“還以顏色”。

無論你在何處啟動設備,幾乎99 %的可能性是所有者都有一些必須遵循的步驟。

然而,我看到的最常見的疏忽是,操作手冊被丟棄,形成了一長串錯誤的操作習慣,其中包括現場必須做但沒有做的事情。用戶必須明白,沒有一臺工業泵是"即插即用"的。

一個簡單的檢查方法是用手旋轉泵(也稱為“盤車”),泵應該可以自由轉動,沒有束縛和摩擦。由于慣性,大型泵可能需要額外的扭矩,可以使用適當的工具來克服這些扭矩(注意使用工具的方式和位置,以防止損壞泵軸)。

應在潤滑完成或啟動后但在密封設置之前進行盤車(如果密封沖洗系統已工作或密封腔內充滿沖洗液并進行了充分的排氣,則可以在密封設置好之后進行盤車。盤車圈數通常控制在3圈~5圈)。此外,在聯軸器組裝之前進行盤車要容易得多。

這意味著,機組系統必須鎖定并掛牌(如防止機組意外啟動)。

在未先對沒有連接的驅動機進行旋轉方向檢查的情況下,切勿通電旋轉離心泵!不正確的旋轉可能是我看到的第二個最常見的錯誤。

對于一個新的系統來說,在施工管線中通常會殘留大量的污垢和碎屑。在泵啟動前,謹慎的做法是在吸入管線上安裝一只臨時(調試用)過濾器。過濾器必須有足夠的過流面積,以允許適當的流量,且不會明顯影響NPSH裕量問題。過濾器必須有一些測量自身壓差的方法,否則你將不知道何時被堵塞。

具有長且空的出口管線的泵系統將在初始啟動時出現問題。當管線充滿液體時,泵幾乎沒有阻力,因此它會運行在曲線的“末端(即runout點)”。你可以通過部分關閉出口閥來引入臨時的人造阻力。當填充管路系統時,水錘和相關損壞的風險也會增加。

在泵啟動之前,你應該知道儀表上(會顯示)的預期流量和壓力。此外,提前了解預期的安培讀數、頻率[ 如果使用變頻驅動器(VFD)]以及功率讀數。如果工廠沒有這些設備,我喜歡帶自己的頻閃轉速表、振動探頭和紅外數字溫度計(注意:通常需要獲得許可,許多設施不允許使用個人設備)。

啟動泵前,請確認機械密封支持系統是否已經工作?這在API密封沖洗方案Plan 21、23、32、41、52、53、54和62中尤為重要。

對于在填料函中使用填料的泵,檢查以確保是否有沖洗管線,如有,是否連接到干凈的液源?還需要檢查填料函是否有足夠的壓力(流量)。在打開泵的進口閥門和出口閥門之前,最好打開密封沖洗液。請咨詢泵和/或填料供應商,檢查填料泄漏率是否正確,該泄漏率將隨液體溫度及其它物理特性、軸轉速和尺寸而變化。

如果你無法為你的應用找到可靠的答案,請按照每英寸(每25 mm)軸直徑每分鐘10滴(的泄漏來確定)。在最初的磨合期,無論直徑如何,我通常都會選擇更寬松的泄漏率(每分鐘30到55滴)。

以較小的增量進行壓蓋調整,即每個壓蓋螺母每次調整一個相同的增量,分多次調整到位,調整時間間隔可達15到30分鐘。正確調整填料的關鍵是耐心。

啟動泵及其輔助設備時,應使用所有感觀。檢查是否有火花、煙霧和摩擦,如設置不當的軸承隔離器或擋油環。聆聽葉輪中氣泡的爆裂聲或急需潤滑的機械密封的尖叫聲。聞到了嗎?填料不應該冒煙。由于不平衡或汽蝕等,設備發生松動,你能感覺到地板和/或管道振動嗎?

始終盡量縮短泵在最小流量區域(曲線左側)或其附近運行的時間。同樣重要的是,不要讓泵在曲線最右側(靠近runout點)運行。

如果你正在泵送高溫介質,請避免熱沖擊問題 - 啟動前應遵循預熱(暖泵)程序。大型泵可能具有最小和最大允許溫升及冷卻速度。許多多級泵將需要一個預熱程序,該程序還需要在盤車裝置上緩慢旋轉一段指定的時間或預定的溫差。

啟動時,應密切監測軸承金屬溫度(或油溫)。不要用手去感受溫度,因為這不是一種精確的方法。更重要的是,大多數人會在 120°F(49℃)的溫度下感覺到軸承箱很熱。軸承金屬溫度或油溫接近175°F至180°F(80℃到82℃)并不罕見。要觀察的重要參數是溫度變化率。溫度快速上升是一個危險信號,出現這種情況時,建議關閉機組并調查根本原因。測量溫度的位置也很重要,插入軸承中或軸承外圈的鉑熱電阻比軸承油池或回油管道溫度更具真實性和及時性。

在調試過程中,電機可能會頻繁地啟動。請注意你的電機每單位時間內允許的啟動次數。通常,電機越大,極數越少,允許的啟動次數就越少。

泵出口閥狀態

經常有人問我:泵啟動時,出口閥應該打開還是關閉?我的答案是:這要視情況而定,但無論如何,泵進口閥門應該是打開的。

接下來,我們來看看葉輪。有很多事情需要考慮,但我們今天要回答的主要問題是:葉輪的幾何形狀是什么?根據該形狀,我們將確定比轉速(Ns)的范圍,見圖1。為了了解比轉速的概念,讓我們重點討論液體的方向路徑,特別是它如何進入和離開葉輪。Ns是揚程、功率和效率曲線形狀的預測指標。

低比轉速

如果液體以與軸中心線平行的路徑進入葉輪,并以與軸中心線成90度角(直角)的角度離開葉輪,則葉輪處于低比轉速范圍。

中比轉速

如果液體以與軸中心線平行的路徑進入葉輪,并在接近45度角的位置離開葉輪,則葉輪處于中等比轉速范圍。這些是混流式或弗朗西斯葉片式葉輪。

高比轉速

如果液體沿平行于軸中心線的路徑進入葉輪,并沿平行于軸中心線的路徑流出,則這是一只高比轉速葉輪。這種軸流式葉輪看起來類似于船舶或者飛機的螺旋漿。

比轉速與泵功率曲線形狀

如果不知道葉輪的比轉速?請詢問設備制造商。

對于低比轉速泵當你打開泵出口閥門并增加流量時,所需的制動功率(BHP)會增加。正如你直覺所料,這是一種直接的關系。對于中等比轉速泵,BHP曲線及其最大值點向左移動一些標稱量。在過去,你可能沒有注意到這種變化。軸流泵的比轉速很高,并且BHP在較低流量時接近其最大值,實際上隨著流量的增加而降低。也許與你的期望相反?請注意,當葉輪設計從低比轉速變為高比轉速時,功率曲線的斜率也會發生變化。

回答最初的問題

我建議在低比轉速泵啟動時關閉出口閥,而在高比轉速泵上打開出口閥。注意:這是一個經驗法則,但有許多可以修改答案的警告。具體如下:

1)如果低比轉速泵具有較高的揚程,則可能需要稍微打開出口閥,以降低通過出口關閉閥的壓差。高壓差將阻止閥門的打開,此步驟將使打開閥門的作用力最小化。一些系統將有一條專門用于此目的的旁通管線。對于具有高軸撓性系數(L3/D4較高)的泵,則應盡量縮短曲線左側的運行時間,以確保更長的密封和軸承使用壽命。請注意,軸撓性系數值違反直覺,數值高是不好的,數字低是好的。最后,注意曲線形狀,例如,接近關死點時下垂的曲線(即“駝峰”)會使泵處于振蕩狀態。因此,你需要快速地將泵置于離關死點更遠的位置運行。

2)泵下游具有壓力(其它來源,如來自于并聯或串聯運行的其它泵)且沒有止回閥(或泄漏的止回閥)的系統,可能在出口閥打開時(高壓介質倒灌)迫使泵反轉。在泵反轉時啟動泵的嚴重后果是:導致泵軸的斷裂。

3)如果將要啟動的泵與另一臺泵并聯運行,則需要考慮止回閥升程點和控制儀表。此外,當第一臺泵啟動時,它可能會在其曲線的末點(最右邊Runout點),直到第二臺泵(后續)啟動……

4)通常,高比轉速泵在出口閥打開的情況下啟動,以減少電力負荷和對驅動機產生的壓力。在許多情況下,驅動機的規格可能不足以處理低流量功率要求,并且會脫機跳閘。

停機

除了某些高比轉速泵以外,關閉泵的正常步驟是先關閉出口閥,然后立即關閉驅動機。這將減輕驅動機不必要的壓力,更重要的是,它將減少或完全消除水錘問題的可能性。

對于帶有變速驅動的系統,可能會增加(停機)步驟和程序。如果泵并聯運行,并且由于最小轉速、止回閥和系統背壓問題,必須小心降低驅動機頻率。

最終的指導方針

最后分享四個提示:

1)在啟動泵之前,請了解在緊急情況下在何處以及如何關閉設備。

2)在啟動過程中,切勿站在電機風扇或者聯軸器旁邊。

3)將你的泵專家朋友的電話號碼放在手邊,以備不時之需。

4)始終以終為始。

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