泵尺寸过大或过小的影响
为什么你应该谨慎设计并牢记效率。
应用流程技术

工程师们经常担心他们在系统设计上过于保守。在设计过程中存在许多不确定性,包括实际操作条件的差异、流体性质的变化、组件随时间的退化、管道结垢等。工程师使用设计因素来解释这些项目,以防止购买尺寸过小的组件。它们还解释了衰老对系统的影响。

然而,一些工程师没有考虑到,在设计中使用过多的安全裕度实际上会增加部件的磨损,降低系统寿命,特别是在对泵进行尺寸调整时。BETVICTOR体育官网

在选择泵和管道系统时,主要目标通常是实现所需的压力和流量的应用,无论是冷却水系统,燃料管道,化学生产厂或许多其他应用之一。系统所需的流量用于确定泵的总动态扬程,然后用于比较潜在泵的泵程曲线。BETVICTOR体育官网泵的尺寸过大或过小都会对系统产生严重影响,这就是为什么在这个过程中使用准确的工作点是至关重要的。

如果所选的泵在功率方面尺寸过小,则系统将实现低于所需的流量。这将需要额外的泵或调整系统,如打开排放阀和增加再循环管道。BETVICTOR体育官网过大的泵将提供比系统所需更多的流量。根据应用情况,可能需要使用节流阀或修整叶轮来减少流量。在泵的工作点可以通过简单地调节系统中的阀门来修正的情况下,它可能对系统的影响很小。然而,当考虑到泵的效率时,泵的尺寸过大或过小的影响变得更加明显。

最佳效率点(BEP)是泵的理想工作点,在此点上,泵运行所使用的能量的最大百分比被转移到流体中。当泵的工作点从BEP移开时,会发生几件事。最明显的影响是效率下降,需要泵使用更多的功率。这种能量没有被传递到流体中,必须以其他形式,如热或振动,释放出来。因此,当泵的效率降低时,泵产生的振动和热量就会增加。在少量的情况下,这对泵的影响很小,但泵运行时离BEP越远,这种影响就越大。

离心泵标准,如液压学会(HI)标准HI 9.6.3,通常建议在大约80%至110%的BEP范围内运行泵,以避免这些影响。在此范围内,由于净正吸力压头(NPSH)较低,操作人员可能会出现气蚀,以及振动和高温造成的损坏。低于80%的BEP会产生泵停、低流量空化、流体再循环和高温等负面影响。随着时间的推移,这种泵的运行会导致较高的维护成本、较高的能源成本和较低的泵的使用寿命。接下来的问题是,工程师如何有效地利用设计因素来避免系统中的泵尺寸过小或过大?BETVICTOR体育官网

验证整体设计因素的应用

需要考虑的一件事是泵需要多大的设计系数,以及何时应用这个安全裕度。通常,有几个方面可能会考虑在设计中添加设计因素:工艺工程师确定系统的尺寸,项目经理审查设计,以及泵制造商推荐泵。应该注意理解用于确定系统规模的假设和边界条件,以防止设计因素在不知不觉中被定义。

考虑操作极限

尺寸计算和选择的设计因素是否考虑到了系统运行的极端情况?一个有效的系统峰值流量的设计可能已经创建,但这一操作可能会改变考虑吗?选择一种能够在所有情况下都能接近BEP运行的泵,而不仅仅是高需求的泵,这是需要考虑的重要因素。如果对系统的需求经常变化,则可能需要考虑为泵添加一个变频驱动器(VFD),以保持泵在所需区域内运行。

选择合适的工具

对一个系统(尤其是大型网络)进行规模评估是一个复杂的过程。使用有助于简化过程的工具来减少出错的机会。在与他人沟通和报告信息时,使用自动调整工具可以在建模方法中创建清晰度。一个有效的自动化尺寸工具允许工程师快速地将制造商的信息输入到设计中,并根据设计验证拟议的设备将按预期运行。这种冗余可以防止潜在的代价高昂的错误。此外,有效的自动化尺寸工具将允许用户快速比较不同的操作情况,甚至在执行尺寸计算时考虑多个相关的设计情况。

设计系统以满足操作需求是至关重要的。然而,当涉及到设计系统时,很明显,越大并不总是越好。高效的设计不仅有助于在建造系统时降低材料和安装成本,还可以防止系统中组件(如泵)的额外磨损。BETVICTOR体育官网

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