正确选择泵比以往任何时候都更重要，对维护、可靠性和效率都有重大影响。对于普通用户来说，选择过程仍然很困难，即使将工作承包给信誉良好的工程公司也不能保证成功。在本专栏中，我们将介绍离心泵的设计、选择过程中的常见陷阱以及选择不当的后果。
离心泵技术已经存在了几个世纪，没有任何革命性的变化。有新的合金和涂层来制造外壳和叶轮，效率提高了。但是基本的设计基本没有改变。与21世纪的其他技术不同，100年前的离心泵与现代设计几乎完全相同。如果说有什么不同的话，那就是旧的设计更加坚固，因为当前竞争激烈的市场迫使制造商通过去除多余的材料来削减成本。
无论泵的具体质量如何，来自信誉良好的制造商的泵在系统中可能表现不佳。由钛制成的泵，设计寿命为30年，虽然价格昂贵，但在其他工业应用中可能表现不佳。因此，为正确的应用选择合适的泵是至关重要的。要了解为什么会发生故障，我们先来深入了解离心泵的基本操作要点。BETVICTOR体育官网
泵的设计
当泵轴旋转时，它使壳体内的叶轮转动，从而将能量添加到工艺流体中。这使得叶轮可以作为一个悬臂，带有磨损环、密封件和轴承，以保持所有东西都在适当的位置，防止流体泄漏。旋转叶轮改变了进入流体的方向，这可能会对泵造成强烈的径向载荷。轴承不仅可以减少滚动摩擦，还可以支撑泵轴并吸收这些径向载荷。这可以在图1中的离心泵的详细视图中看到。
图片1。离心泵详细图(图片由作者提供）所有泵都BETVICTOR体育官网有一个效率最大化的设计点，称为最佳效率点(BEP)。这是泵运行最平稳和径向力最小的地方。离BEP越远，泵上的径向载荷越高。泵的临界转速通常比BEP高25%左右，此时泵的固有频率达到25%，可能会发生过度振动。泵本质上会自行摇晃，首先穿过磨损环，然后是密封圈，最后是轴承。这通常很容易发现，因为泵会振动，并可能在任何计划维护之前就开始泄漏液体。
泵的可靠性
泵曲线显示了泵寿命、泵可靠性与泵在曲线上运行位置之间的密切关系。
单个泵的性能是泵的设计和运行条件的结合。BETVICTOR体育官网泵的性能数据以泵曲线的形式提供给用户，其主要功能是传达或定义特定泵的流量与总扬程之间的关系。它们由制造商提供，根据标准化测试和测试条件的结果显示特定泵类型、尺寸和速度的运行特性。健康的泵在任何时候都能保持扬程和流量之间的既定关系。
泵曲线要求:
- 正确选择泵。使用泵曲线将确保所选择的泵与系统要求相匹配。
- 监视泵的运行状况。如果泵没有在公布的曲线上工作，那就有问题了。
- 对整个管道系统的运行进行故障排除。泵为系统提供能量，了解进入系统的能量是识别问题的关键线索。如果没有泵曲线，就很难确定是什么原因导致了系统中的问题，以及应该采取什么措施来纠正问题。
为了精确起见，每个泵都有一个泵曲线是至关重要的。
图2显示了一个程式化的泵曲线，黑色表示效率，绿色表示效率。为了在BEP运行，系统必须控制泵出口的压力或通过系统的流量，以保持泵的工作点(由红色箭头指示)。
图片2。泵的曲线和可靠性例如，如果系统导致排气处的压力超过BEP处的压力，则工作点将在曲线上向左移动，流量将减少。如果系统导致泵排泄处的压力下降，则工作点将向下移动并向右移动。向BEP左侧或右侧移动导致叶轮上的力增加，这些力产生的应力对泵的寿命和可靠性有显著的负面影响。
如果我们将泵的预期寿命作为泵运行位置的函数叠加，我们就会得到一个“巴林杰曲线”，它显示了平均故障间隔时间(MTBF)作为BEP流量的函数。该曲线由Barringer & Associates公司在离心泵密封失效的研究中绘制。BETVICTOR体育官网
从图2可以看出，泵的工作位置越接近其BEP, MTBF就越大。泵的工作流量越向BEP左侧或右侧移动，故障发生的频率越高。
如图所示，当泵比BEP低20%或比BEP高10%时，MTBF会减少一半。当在BEP左侧运行时，如温升高、低流量空化、轴承问题、叶轮寿命缩短、吸气和排泄再循环等问题会导致密封失效和泵停机。在BEP右侧，轴承和密封寿命受到影响，出现气蚀问题。
关键是要了解系统如何影响泵的曲线，以及当泵在BEP附近运行时，泵的可靠性和寿命会增加。
泵空化
空化是一个主要问题;它可以很快地摧毁水泵。BETVICTOR体育官网如果进气压力较低，或者泵在曲线的远端工作，它会迅速地将流体拉过，使流体压力降至蒸汽压以下，从而导致液体沸腾。
例如，在海平面，水的沸点为212华氏度(华氏度)。在珠穆朗玛峰的顶部，压力要低得多，水的沸点为160华氏度。在泵中，压力可能下降到足够低，以至于水在华氏60度或任何环境温度下“沸腾”。
气泵里的钢似乎很难被空气剥离。事实上，它是数以百万计的蒸汽气泡的产生和内爆，可以造成损害。一旦泵开始工作，这种效果就很明显，无论基础流体是什么，听起来都像是在泵送砾石。出于这个原因，花额外的钱在一个超大的泵可能会花费更多的钱在维护和维修。
设计过程
由于个别的管道过程通常是未知的，工程师倾向于过大的泵。BETVICTOR体育官网他们不知道承包商将如何铺设管道，因此在计算中也会考虑安全因素。这个安全系数通常排在最坏情况的设计方案之上。
工程公司的动机是，如果不能满足工艺要求，他们不想因为泵尺寸过小而受到指责。想象一下，如果一家公司的客户没有从淋浴中获得足够的水压，没有从暖气、通风和空调(HVAC)中获得足够的冷却，也没有从下水道中获得足够的水流，该公司的声誉将受到多大的损害。
安全系数的一般经验法则是10%。初级工程师通常会根据预期的管道、过程和控制元素假设一定数量的所需能量，然后在这个数字上加上10%。
高级工程师可能会审查工作，并增加额外的10%。事情变得越来越复杂，因为最终用户可能会对所需的高数字的生产能力有不切实际的期望，或者可能希望基础设施在未来几年的潜在扩张中到位。当最终订购泵时，制造商的代表将帮助选择一个足够大的泵来处理这些操作。
这些安全因素最终相互叠加，使实际过程与所需的有所不同。
最终用户可能会承受低效泵的负担，并可能在额外的能源和维护上花费数十万美元。这就是为什么强烈建议使用软件来模拟不同工作点的预期流量状况。
真实世界的结果
根据液压研究所的“泵系统优化”，对20个加工厂的1690台泵的评估发现了一些令人担忧的结果。BETVICTOR体育官网他们发现平均泵送效率低于40%。最重要的是，该研究中超过10%的泵的效率低于10%。BETVICTOR体育官网
一个主要原因是泵的选择不当。一般的规则是泵和电机的组合将花费大约1美元每天，每马力的电机。虽然能源成本因地而异，但这是开始了解您面临的潜在成本的一个很好的起点。
对于运行效率低下的大马力泵，浪费的资金是惊人BETVICTOR体育官网的。能源成本本身很少会带来变化，更不用说一个行业的转型了。
一旦水泵安装并运行BETVICTOR体育官网起来，能源成本就不在我们的视线之内，也不在我们的心上。在工业设施中还有许多其他成本，发现泵的真实成本
当它被埋在工业能源账单中，以及加热、冷却和运行设备的高额成本时，就很难了。
优化后的系统除了节能之外还有其他的好处——对启动器的过程质量和数量。在许多情况下，系统被置之不理，因为它们能够正常工作，并且管理人员不希望危及流程。
如果你对现状感到满意，这个方法就有用。然而，对系统的微小改变可能会导致整个产量的大幅增加。经过多年的考虑，这些变化产生了显著的结果。
当泵送系统正常运行时，系统的可靠性和减少的维护可以最大限度地节省成本。
从巴林杰曲线中，我们可以看到，我们必须在泵的BEP附近运行，以最大化我们的效率和泵的平均故障间隔时间。
信誉良好的泵制造商设计的泵如果操作正确，可以运行20年或更长时间，但最终用户通常只满BETVICTOR体育官网足于5年。零部件和人工成本也更容易追踪。更好的维护和可靠性带来的节约机会，足以让你重新审视泵和系统。BETVICTOR体育官网