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低溫離心液體泵的操作
發(fā)布時(shí)間：2010/12/30 10:27:36 | 閱讀次數(shù)：2269次
低溫液體泵主要分離心泵和柱塞泵，離心泵流量大、壓力較低，柱塞泵流量小、壓力高。制氧廠應(yīng)用較廣，主要用于：帶液氧吸附器或上下塔分開流程中的循環(huán)液氧泵；無氫制氬流程中的循環(huán)粗液氬泵(粗氬塔太高還需液空泵)；內(nèi)壓縮流程中的產(chǎn)品液氧、液氮、液氬泵(一般流量較低，用柱塞泵。)；灌裝沖瓶泵(柱塞泵)；槽車沖裝泵；調(diào)峰供氣泵等。
二、“氣蝕”和“氣堵”
立式離心泵有時(shí)會(huì)發(fā)生排不出液體，出口壓力升不上去或發(fā)生很大的波動(dòng)，泵內(nèi)有液體沖擊聲，甚至泵體也發(fā)生振動(dòng)，使液體泵無法繼續(xù)工作。這種現(xiàn)象稱為液體泵的“氣堵”，氣堵是由于泵內(nèi)液體大量汽化而堵塞流道造成的。
“氣蝕”不同于“氣堵”，“氣蝕”是一種對(duì)泵的損害過程。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪內(nèi)部的壓力是不同的，進(jìn)口處壓力較低，出口處壓力較高。而液體的氣化溫度是與壓力有關(guān)系的；壓力越低(或越高)，所對(duì)應(yīng)的氣化溫度也越低(或越高)。如果液體進(jìn)到泵里的溫度高于進(jìn)口壓力所對(duì)應(yīng)的氣化溫度，則部分液體會(huì)產(chǎn)生氣化，形成氣泡。而當(dāng)氣泡被液體帶到壓力較高的區(qū)域時(shí)，由于對(duì)應(yīng)的氣化溫度相應(yīng)提高，蒸氣又會(huì)重新冷凝成液體，氣泡迅速破裂。這時(shí)，由于氣、液的密度相差幾百倍，所以在氣泡凝結(jié)、體積突然縮小的瞬間，周圍的液體便以很高的速度沖向氣泡原來所占的空間，在液體內(nèi)部發(fā)生猛烈的沖擊。這種現(xiàn)象如果發(fā)生在葉片的表面，則金屬材料因反復(fù)受到很高的沖擊應(yīng)力而被侵蝕，所以叫做氣蝕。氣蝕過程發(fā)生時(shí)，出口壓力激烈波動(dòng)，流動(dòng)的連續(xù)性遭到破壞，泵的流量急劇下降。
當(dāng)然，氣蝕發(fā)生嚴(yán)重時(shí)，常常伴隨有氣堵現(xiàn)象。不過，不同于單純的氣堵現(xiàn)象之處在于：氣蝕要對(duì)泵造成嚴(yán)重?fù)p壞。
三、如何避免立式離心泵的氣蝕現(xiàn)象？
液體泵產(chǎn)生氣蝕的外部原因盡管很多，例如除與泵本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與安裝、操作密切相關(guān)，但是根據(jù)產(chǎn)生氣蝕的根本原因是由于部分液體在泵內(nèi)氣化，所以防止液體氣化是避免液體泵氣蝕的根本措施。
為了防止液體氣化，一方面可以提高液體的壓力，以提高它的氣化溫度；另一方面應(yīng)減少外部能量的傳入，以免液體溫度提高。
為此應(yīng)注意下列事項(xiàng)：
首先要了解NPSH(凈正吸入壓頭)概念，要成功地設(shè)計(jì)一個(gè)高效的低溫液體泵系統(tǒng)，必須Ｖの衷詒玫慕謁璧腘PSH，此值要求在泵的吸入發(fā)蘭處，在各種情況下均能可靠地達(dá)到，此值應(yīng)高于流動(dòng)介質(zhì)的蒸汽壓力。NPSH是泵進(jìn)口處的液體靜壓，與泵進(jìn)口處液體開始沸騰(飽和)的壓力之差，NPSH的值是隨流體介質(zhì)的不同、沸騰溫度的不同而變化的。對(duì)壓縮指定的液體，NPSH所需的值一般在液泵制造商的操作手冊(cè)中有陳述，在配管中必須使實(shí)際的NPSH大于或等于所需的NPSH，否則泵的最高出率會(huì)下降。為滿足所需的NPSH貯槽中液體壓力必須高于飽和壓力(PSL)，以克服由摩擦引起的壓力損失和液體在管道中流動(dòng)至泵時(shí)的冷量損失。這些可以從圖1泵的吸入狀況中清楚地看出。
從圖中可以表示出：
H + Hp≥Hp + Hf + NPSH
式中H——液體的水力壓頭，H＝Ha + Hb
Ha——貯槽液面的高度
Hb——貯槽與液體泵的高度差
Hp——貯槽的蒸汽壓力
Hf——液體流動(dòng)摩擦引起的壓力下降，即摩擦壓降
Hq——熱泄漏(即冷損)引起的壓力下降
NPSH——機(jī)器所需的凈正吸入壓頭
因此有兩種方法可以提高泵的吸入壓頭：(1)提高液體的高度，即足夠的水力壓頭─H，這個(gè)可將貯槽安裝在較高的水平位置上(提高Hb的值)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，貯槽的基礎(chǔ)應(yīng)比該泵的基礎(chǔ)高1m以上為佳。(2)通過增壓器將貯槽壓力提高─H。
為了盡量減少Hq或Hf的損失，在液體泵配管上特別要注意以下幾點(diǎn)：
(1)進(jìn)口管應(yīng)盡可能地保持最短距離，并應(yīng)避免管路中
出現(xiàn)“U”型彎管。
(2)進(jìn)口管、出口管必須有合適的管徑，應(yīng)保持介質(zhì)的流速在國標(biāo)規(guī)定的
范圍內(nèi)，并盡可能地減少流動(dòng)阻力。
(3)除必要的數(shù)量外，在管路中應(yīng)盡量減少接頭、彎管和閥門的數(shù)目。
(4)進(jìn)口管必須盡可能地絕熱。
(5)在閥門、管件、管道的固定處，即在液體可能沸騰的地方固定撐腳，應(yīng)采用絕熱板隔離，以防冷損。
(6)在兩個(gè)閥門之間的液體管路上必須裝上安全閥，以免管路閥關(guān)閉時(shí)殘留液體引起超壓。
(7)在立式離心泵的進(jìn)口管上需增設(shè)一段波紋管(波紋管的有效圈數(shù)5～10圈)或軟管及過濾器，以保持管路系統(tǒng)的撓性和液體內(nèi)的雜質(zhì)不進(jìn)入泵體內(nèi)。
另外還要注意以下幾點(diǎn)：
1)降低泵的安裝高度，以提高泵的進(jìn)口壓力。提高液體過冷度，這樣就
不容易發(fā)生氣化了。
2)加強(qiáng)液體管路的保冷，以防液體因吸收熱量造成溫度升高而氣化；
3)不要讓液體泵在空轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長。因?yàn)楫?dāng)液體泵的出口閥關(guān)閉時(shí)，有效功率為零。電機(jī)消耗的功率只用于攪拌泵內(nèi)的液體，將使液體的溫度升高，以致造成氣化。一般規(guī)定，在啟動(dòng)前將出口閥打開1／3為宜；
4)液氧吸附器要預(yù)冷徹底。因?yàn)槿绻A(yù)冷不徹底，液氧進(jìn)入吸附器后會(huì)部分氣化，使吸附器壓力升高，液氧流量下降，而功率消耗減少不多。一部分功耗便以熱能的形式傳給液氧，使液氧溫度升高。因此，預(yù)冷吸附器時(shí)應(yīng)直至能放出液體為止。旁通閥的關(guān)閉過程也不要操之過急；
5)如果一旦發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)立即進(jìn)行排氣，直至停泵處理，以確保液體泵的安全。
四、離心式液體泵的密封氣
離心式液體泵采用密封氣的目的是為了防止液體的外漏，但不允許出現(xiàn)帶氣現(xiàn)象。因此，調(diào)節(jié)密封氣壓力的原則是讓泵在極少量的液體外漏、汽化的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)密封前壓力過低時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)液體泄漏；當(dāng)密封氣壓力過大時(shí)，將有氣體通過迷宮密封漏到泵內(nèi)，造成葉輪內(nèi)帶氣甚至只空轉(zhuǎn)，因此打不上液體或壓力降下來。通常密封氣壓力減去葉輪背壓遠(yuǎn)為0.005～0.01Mpa范圍比較好。
密封氣介質(zhì)的選用也很講究，一般用氮?dú)饣騼x表空氣，對(duì)于沒有精氬塔的的無氫制氬流程，為防止密封氣的滲入使精液氬含氮不合格，循環(huán)氬泵的密封氣選用氬氣或采用泵側(cè)用氧氣電機(jī)側(cè)用氮?dú)怆p密封方式。
我廠的杭氧液氧泵與法國CRYOSTAR液氬泵密封氣結(jié)構(gòu)不太相同，對(duì)于液氧泵，參看圖2，動(dòng)密封采用主、副兩級(jí)充氣迷宮密封，主密封氣經(jīng)一精密減壓閥減為“進(jìn)1”，進(jìn)入密封器達(dá)到密封效果，并用副密封氣的壓頭“進(jìn)2”沖淡漏出的低溫氣體及阻止軸承內(nèi)的油氣進(jìn)入低溫區(qū)。同時(shí)在密封氣出口有一個(gè)氣體排放口。密封氣壓力供應(yīng)正確很重要，一般設(shè)有密封氣壓力高報(bào)警，上海正奧泵業(yè)制造有限公司壓力低連鎖停車。當(dāng)“進(jìn)1”指針與上觸點(diǎn)指針(數(shù)值為葉輪背壓“表1”讀數(shù)加0.4表壓)相觸時(shí)，主控室自動(dòng)報(bào)警(密封氣壓力過高)，這是調(diào)整“進(jìn)1”即可。當(dāng)“進(jìn)1”指針與下觸點(diǎn)指針(與葉輪背壓“表1”讀數(shù)相同)相觸時(shí)，泵要自動(dòng)停車，并在主控室報(bào)警(密封氣壓力過低)。泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，“進(jìn)1”指針調(diào)正在上觸點(diǎn)與下觸點(diǎn)之中。
液氬泵密封原理為：密封氣經(jīng)一精密減壓閥減為Pin后，進(jìn)入密封器，與從葉輪背泄露(也經(jīng)過一段密封器)的氣體一起從混合氣排放口以Pout排除，正常情況，Pin比Po(葉輪輪背壓力)高0.1～0.2bar，Po比Pout高0.1～0.2bar。
五、立式離心泵的啟動(dòng)
(l)首先要用常溫干燥氣體加溫好泵體，將殘存的水分及雜質(zhì)吹除干凈；(2)對(duì)泵進(jìn)行盤車，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活；(3)短暫供電，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，檢查電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。轉(zhuǎn)向相反時(shí)將造成泵的流量和揚(yáng)程減�。�(4)通入密封氣并調(diào)好密封氣壓力，進(jìn)行充分預(yù)冷。在預(yù)冷過程中，還要經(jīng)常用手盤車，檢查軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活
，不允許有卡死或時(shí)輕時(shí)重的現(xiàn)象。如果軸卡死而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，切不可硬扳或強(qiáng)行啟動(dòng)；(5)在啟動(dòng)時(shí)，一定要漸開液體泵進(jìn)口閥，并打開液體蒸氣放空閥，直至液體排出后為止。要使泵體緩慢冷卻到液體溫度，以防液體大量氣化，發(fā)生“氣堵”現(xiàn)象和“氣蝕”過程。
六、低溫液體泵的故障原因及排除方法
故障原因排除方法
1、泵開動(dòng)后，出口壓力升不上⑴葉輪旋轉(zhuǎn)方向不符。
�、票梦闯浞钟枥洌脙�(nèi)有氣體。⑴電機(jī)輸入線兩相接線對(duì)調(diào)
�、评^續(xù)冷卻，并打開防氣閥或調(diào)整密封氣壓力。
2、泵的揚(yáng)程或流量不足。⑴電機(jī)轉(zhuǎn)速不足。
⑵葉輪或管道淤塞。
�、怯捎诿芊鈿鈮哼^大，有過量的氣進(jìn)入泵內(nèi)。⑴增加轉(zhuǎn)速。
⑵清洗。
⑶調(diào)節(jié)密封氣壓力。
3、液體吸不上，指示壓力劇烈跳動(dòng)，⑴管道閥未開或管道阻力大。
�、乒艿缆＂糯蜷_或清洗。
�、菩蘩�
4、電機(jī)溫升高。⑴電機(jī)毛病。
�、迫~輪口環(huán)已擦。
�、敲詫m密封已碰擦。⑷⑴電工修理。
�、普{(diào)整間隙。
�、钦{(diào)整間隙。
5、突然停車⑴密封氣壓力低連鎖。
�、戚S承內(nèi)卡死。⑴調(diào)整壓力。
�、魄逑椿蚋鼡Q。
6、發(fā)生振動(dòng)或噪音⑴機(jī)身與轉(zhuǎn)子不同心。
�、票眠M(jìn)口壓力過低或其它原因而產(chǎn)生氣蝕。
�、沁\(yùn)動(dòng)件與固定件產(chǎn)生摩擦
�、绒D(zhuǎn)子零件松動(dòng)。⑴調(diào)整
�、普{(diào)整壓力，放氣。
⑶校正
�、葯z修
