如何提高無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵的工作效率
如何提高無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵的工作效率
一、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵前言
無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵在冶煉作業(yè)中有著非常重要的作用,，是提煉流程的必,，要設(shè)備。在大型石化提煉廠,，有上千臺泵在工作,，以保證工廠能夠順利運轉(zhuǎn)。在冶煉作業(yè)中,，通常是采用離心泵來取代原有的反向泵和回轉(zhuǎn)泵,。制造技術(shù)及冶金學(xué)方面的改善，使得離心泵制造成本大幅下降,；同時由于泵內(nèi)的移動或轉(zhuǎn)動零件越來越少,，使得維修作業(yè)變得越來越簡單。
泵運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)機械問題或是效率降低,，就會對整個工廠的生產(chǎn)造成不良影響,。耐磨環(huán)可以在泵非正常操作條件下運轉(zhuǎn)時，對泵起到提供保護(hù)以及控制液體的回收循環(huán)情況,。所以其性能的優(yōu)化十分重要,。傳統(tǒng)的耐磨環(huán)是以不同材料的金屬所制造，但是由于金屬材料的特性所限,，影響了離心泵整體功能的進(jìn)一步提升,。
二、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵耐磨環(huán)的作用
耐磨環(huán)的作用,，是將泵中轉(zhuǎn)動及靜止的零件,，高壓和低壓的部分分隔開。多年來，設(shè)計人員嘗試了不同的材料來取代金屬耐磨環(huán),，以期獲得性能的改善,。在USA石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(API 610)中，規(guī)定離心泵中 須使用耐磨環(huán),，并且準(zhǔn)許使用復(fù)合材料來制造這些零件 ,，耐磨環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。
三,、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵金屬耐磨環(huán)失效原因
當(dāng)金屬耐磨環(huán)有所接觸時,，通常會產(chǎn)生高溫、造成金屬焊接在一起(摩擦焊接),，并造成泵運轉(zhuǎn)不順,。這種情況會大幅增加耗電量，造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,，同時可能會使得液體滲漏到大氣中,，對現(xiàn)場的工作人員造成傷害。以下情況耐磨環(huán)可能會發(fā)生接觸,。
（1）在泵剛起動,，液體還沒有流過葉片之前而空轉(zhuǎn)時(尤其是垂直式泵更為嚴(yán)重)。
（2）當(dāng)轉(zhuǎn)動軸變形,，轉(zhuǎn)動葉片因為泵內(nèi)壓力突然升高或其他異常情況而偏離轉(zhuǎn)動軸,。
（3）在起動或停止期間“慢速轉(zhuǎn)動”時，因為振動而使得套管偏離轉(zhuǎn)動軸,。
（4）在低壓蒸汽下,、出現(xiàn)氣泡或在處理低密度的液體時。
（5）放射狀軸承失靈,，使得耐磨環(huán)彼此接觸時,。
四、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵金屬耐磨環(huán)之外的其他選擇
在了解使用金屬和復(fù)合材料零件的實際成本費用之后,，有些生產(chǎn)廠商轉(zhuǎn)而使用石墨/金屬合金等替代材料,。但是石墨/金屬合金制造的零件脆性太大，耐沖擊性,、抗振動和抗強烈撞擊性能差,。這些特性使得石墨/金屬合金零件，在運送和安裝的過程中可能會出現(xiàn)斷裂的情況,，大幅提高更換組件的成本,。
在20世紀(jì)80年代中期，DuPontTM杜邦開發(fā)出一種以氟化樹脂為基材,，通過特種纖維強化的高性能材料Vespel CR-6100,。CR—6100結(jié)合氟化樹脂的抗化學(xué)侵蝕及耐高溫性（使用溫度可高達(dá)288℃）,，以及特種纖維的強度與尺寸穩(wěn)定性。
CR—6100材料已被應(yīng)用在西岸純化公司,、鋼材研磨、紙張研磨,、化學(xué)工廠以及食品加工廠等產(chǎn)業(yè)使用的泵中,。它取代金屬及其他復(fù)合材料，作為泵中的耐磨環(huán),、喉管軸襯和套管軸承,，大幅度提升泵的效能。
五,、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵使用CR—6100材料耐磨環(huán)的好處
1. 降低維修費用
維修耐磨環(huán)的成本非常高,，尤其是大型泵的維修，通常每年會付出高達(dá)數(shù)十萬美元的維修費用,，同時需要花費幾個星期的時間,。以USA一個煉油工廠為例，其鹽水冷卻系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)過一些問題,。在這個系統(tǒng)中包含了4個并聯(lián)方式配置,，共享備用系統(tǒng)的泵。這個系統(tǒng)每年都因為重復(fù)進(jìn)行維修(每年5到6次),，而要花費超過200 000美元的維修費用,。當(dāng)較大的碎片在經(jīng)過進(jìn)口時，會因為阻塞而帶來劇烈的振動,，造成耐磨環(huán)摩擦力提高,。其后可能會導(dǎo)致葉片、泵外殼,、套管,、軸承、軸承襯管以及銜接器等部件的損壞,。除維修費用高昂外,，還有可能會對泵操作人員和維護(hù)保養(yǎng)人員的安全造成威脅。該公司后決定采用CR—6100材料的耐磨環(huán)及喉管軸襯,。在第,，一部泵經(jīng)過改裝正常使用后，一個大的碎片卡在轉(zhuǎn)動葉片中,，使得泵的套管損壞,。但是CR—6100耐磨環(huán)以及喉管軸襯仍然可以支撐住破損的泵套管，且可以繼續(xù)使用,。其中的轉(zhuǎn)動葉片與外殼并未損壞,。在所有的泵的耐磨靜止部件被更換成CR—6100之后,，每年的維護(hù)保養(yǎng)費用降低到4萬美元，維修時間也從幾個星期縮短到幾天,。
2.無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵效率的提升
一個泵的運轉(zhuǎn)效率,，主要取決于通過耐磨環(huán)而回流的液體量大小,；縮小耐磨環(huán)的間隙,，可以縮小耐磨環(huán)之間讓液體通過的面積。而采用金屬耐磨環(huán),，需要保持較大的間隙以降低耐磨環(huán)碰觸,。但是較大的間隙會造成液體回流，使得泵的效率降低,。同時較大的運轉(zhuǎn)間隙會造成泵強力的振動,，使得套管移位而造成耐磨環(huán)彼此接觸。
CR-6100擁有較低的熱膨脹系數(shù)(CTE),，因此使用這種材料制造的耐磨環(huán)等靜止部件,，在安裝時就可有更小的運轉(zhuǎn)間隙，詳情參考下表,。這樣可在更低的輸出功率下得到相同的流量,，同時也使效率提高2%~5%。此外,，這些耐磨環(huán)所造成的振動也得到了大大的降低,，延長軸承和耐磨環(huán)的使用壽命。
3.空轉(zhuǎn)不會造成運轉(zhuǎn)不順利
CR—6100 耐磨環(huán)可以在空轉(zhuǎn)的情況下使用,。在沒有吸入任何液體,，操作條件超出設(shè)計范圍，慢速轉(zhuǎn)動,，或者泵剛起動的期間,，不會造成泵運轉(zhuǎn)不順。相反,，使用金屬耐磨環(huán)的泵若遇到同樣的情況,，就會造成泵因高溫而卡死，需要停機進(jìn)行拆卸維修,，以便將問題排除,。
在某凝結(jié)回收作業(yè)中，離心泵在接近汽化的溫度下運轉(zhuǎn),，因此經(jīng)常出現(xiàn)“蒸汽死鎖”及“空轉(zhuǎn)”的情況,。其常見的損壞情況，包括耐磨環(huán)因高溫而黏在一起,、轉(zhuǎn)動葉片破裂,，以及擾動板偏轉(zhuǎn),。此外，管路套管軸承也可能造成套管損壞且無法恢復(fù),，其后導(dǎo)致泵下半部整個被刮傷,。泵平均每年都要維修兩次，更嚴(yán)重的是每次泵送修時,，許多非常昂貴的凝結(jié)劑都會被浪費掉,。工廠的維修人員將某一個泵內(nèi)所有的靜止磨耗零件都改為CR—6100材質(zhì)，并測試其在工作運轉(zhuǎn)過程中加壓效能,。因CR—6100材質(zhì)的磨耗零件有較小的間隙，所以該泵的加壓效能比新泵稍高,。之后進(jìn)料閥門被關(guān)閉1min的時間,，并讓泵持續(xù)運轉(zhuǎn)，然后重新開起閥門,。泵沒有出現(xiàn)運轉(zhuǎn)不順的問題,，其振動情況及溫度都維持非常穩(wěn)定，經(jīng)過測量其效能也沒有 改變,。再將進(jìn)口閥門關(guān)閉60min的時間,，也沒有對其效能造成非常嚴(yán)重的影響。該泵在連續(xù)使用3年后被送回進(jìn)行例行性維護(hù)保養(yǎng),。CR—6100材質(zhì)的零件仍然可以繼續(xù)使用?，F(xiàn)在泵中的所有靜止磨耗零件都采用CR—6100材料，故障率也從每年兩次故障,，變成在4年內(nèi)沒有故障,。
六、無負(fù)壓穩(wěn)流供水設(shè)備水泵結(jié)論
大多數(shù)離心泵的運轉(zhuǎn)條件,，都很容易造成其耐磨環(huán)受到損壞,。但是煉油廠商可以有效避免這種情況，選擇具有較佳之操作及功能特性的零件,。這樣,，管理人員就可以提高作業(yè)的效率和安全性，同時大幅降低公司的營運
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