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如何使用给水流量计在工业应用中保护泵机全力运行

发布时间:2019-09-08   点击次数:

一句古老的说法,“一盎司的预防值得一揽子关注”可能是由于过程和工厂工程师厌倦修理或更换泵而造成的。在维护和预防最佳实践方面,泵通常是过程自动化中服务最多的设备。不幸的是,没有简单的泵就没有任何动作,当它们不能正常运行或完全关闭时,过程变得效率低下。很多时候泵制造商被认为是问题所在,实际上工艺或周围设备配置是原因。
希望优化生产过程的工程师和技术人员可以从泵开始,并保护泵免受常见危害。泵保护可提高最终产品或批次质量,降低材料成本,消除浪费并降低维护成本。妥善保管您的泵可带来积极的回报。以下是一些可以采用的简单策略 - 从过程媒体流量分析开始。
如今,竞争激烈的全球市场发现了石化产品(图1),食品/饮料,制药和水/废物处理等过程工业,将工厂转变为24/7精益运营。结果是,大多数工厂的泵都在接近容量,以满足物料吞吐量目标和需求。高效泵运行的最常见危害之一是不规则的物料流动,这可能导致三个负面条件:(1)湍流,(2)低流量,或(3)干运行条件。
设施和工厂工程师采取的关键过程保护步骤是控制物料流,以确保泵高效运行。这导致以尽可能少的能量消耗移动库存或产品,同时降低维护要求并延长泵的寿命。不能有效地控制材料流动会导致一些不希望的情况,例如气蚀,泵轴承故障或密封失效。第一个问题 - 气穴现象 - 会降低吞吐量,甚至导致质量问题。失去轴承或密封会导致泵关闭,可能导致生产线关闭,并且在您采取此类方案时,不利条件可能会变得更糟。
保护过程和泵的第一步是从分析流量开始。您希望分析流量,以确保介质在泵所需的压力下定期进行,且压头损失最小。任何数量的工艺条件都可能导致不规则的流动,例如湍流,温度变化,不需要的空气吸入等。特别是不规则流动和湍流的问题可能特别难以解决,因为消除根本原因通常很难做到 - 那么你需要一个给水流量计
当涉及损坏的泵时,主要的罪魁祸首是低流量或干燥运行条件下的热量积聚,这种情况发生在液体流量通过管线或泵完全减慢或停止时。当液体不能提供冷却时,热量会破坏泵的轴承或密封。如果甚至可以修理,由于维修或更换成本和停机时间,这将是非常昂贵的。
在液体进入泵之前,泵需要在管道中具有稳定的上游流动轮廓,以实现适当和有效的操作。不规则的流动经常导致空化,这是在泵吸入点处液体中形成空腔的情况。通常引用的工业泵安装指南建议在泵吸入点和第一弯管或其他干扰之间放置至少10个直径的无阻塞管。管道中的障碍物和/或腐蚀可以改变介质的速度和流动分布并且也影响其压力。
在大多数情况下,工厂的房地产限制导致肘部,阀门或其他设备太靠近泵的位置,这些设备会在管道中产生涡流和速度分布变形(以及压力变化)。这种干扰可能导致过量的噪音和气穴现象,从而导致轴承和/或密封件寿命缩短。
确保最佳流量分布以实现高效运行的良好解决方案是在泵的上游安装内联或弯头调节器。隔离管道中速度分布扭曲,湍流,涡流和其他异常的影响将导致可重复,对称和无涡流的速度分布,并且压力损失最小。
为了延长泵的使用寿命,请从更稳定的操作环境开始。经过调节的流体流以均匀且均匀分布的模式进入泵的叶轮,优化了泵的效率并延长了轴承的使用寿命,同时降低了噪音和气蚀现象。
除了处理不太理想的管道配置外别无选择,内联式或弯头式调节器将消除泵,压缩机,给水流量计和其他关键工艺设备的所有上游直行要求(图2)。Tab型流量调节器,例如Vortab流量调节器,已证明在这些应用中是成功的。根据压降限制,还可以考虑其他流动调节技术选择,包括管束,蜂窝和穿孔板。
内联或弯头调节器的轮廓调节片产生快速的交叉流混合,迫使较高速度区域与较低速度区域混合。无论紧密耦合的上游流动扰动如何,合成速度分布的形状都是“at”且可重复的。
将防旋流机制结合到流量调节器的设计中消除了通常从90度弯头出来的旋流状态。结果是一条流进入泵的流,使其最大化其操作效率并减少压力。此外,防旋流和型材调节片的锥形设计使其免受污垢或堵塞。
泵流量监测
通过在过程回路中安装给水流量计,可以避免由低流量或干运行条件造成的损坏。给水流量计不仅可以检测低流量状态,还可以检测干燥状态下的报警。这种能力允许控制系统或操作员在泵的轴承过热和失效之前采取纠正措施。
有许多类型的给水流量计可供选择。例如,FCIFlexSwitchFLT系列采用无移动部件设计,具有高度可靠的泵保护方案,具有双重报警功能(图3)。通过报警1,开关将检测到低流量情况,介于0.01到3英尺/秒(FPS)之间(.003到9米每秒MPS)。该低流量警报可被视为控制系统或操作员的预警信号。警报2可以设置为无流量状态。然后,系统或操作员可以决定保持泵运转或关闭泵。
给水流量计可在单个设备中显示流量和温度,以及/或液位感应。对于大型管道或小型线路应用,它可以在插入或内嵌样式中指定。该单一开关可同时监控您感兴趣的直接变量,具有出色的准确性和可靠性。
在评估用于泵保护或任何应用的给水流量计时,第一步是选择合适的流量技术。有多种给水流量计传感技术可用,现在主要包括:

活塞
热质量
压力
磁簧
这些技术中的每一种都有其优点/缺点,具体取决于介质和应用程序的要求。某些媒体可能是您申请的唯一选择。通过查看这些因素,以及工厂的布局,环境条件,维护计划,能源成本和投资回报率,您可以迅速将该领域缩小到一两个最佳选择。
结论
不要忽视最佳的安装和维护泵操作,不要陷入早期泵更换或维修的陷阱。以下是三个预防性的主动措施,以避免早期更换泵:
在设计新工厂或改造旧工厂时,请务必考虑泵的要求。使用泵优化您的工艺可提供多种优势:更高的容量,更高的质量,更低的能源成本,更少的维护以及更长的设备(泵)寿命。
考虑插入流量调节器以消除湍流问题。最常见的泵问题之一是由湍流引起的不规则流动,当泵吸入点与弯头,阀门或其他设备之间所需的最小管道直线行程被忽略或推到极限时,经常会出现这种情况。插入流量调节器经常消除湍流问题。
另一个关键的安全措施是保护您的泵免受意外的低流量或干运行条件的影响,这可能导致轴承或密封损失,需要维修费用。在过程回路中插入给水流量计不仅可以保护泵免受损坏,还可以提醒您潜在的问题,并让您主动评估泵关闭的必要性。

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