吉姆Elsey
为什么我的泵不符合制造商公布的性能曲线?
通过吉姆Elsey
峰会泵

我经常与泵所有者/操作员交谈,他们会质疑为什么给定的泵没有达到制造商公布的性能曲线。当然,会出现这个问题的原因有很多,我将在本专栏中解释一些潜在的问题。一个可能的答案是,泵的性能很好,但可能是你没有正确地测量性能。

首先,要了解在现场进行的泵性能测试(在业主/运营商的系统中进行的现场测试)很少能像工厂测试那样准确。中断通常是由于精度,校准时间表和仪器的放置。其他相关因素是管道的尺寸和几何形状。此外,还有一个很长的项目列表,包括适当的计算,方法和补偿/转矩速度,大气压力,加速度头,温度,比重力,粘度,空气夹带,可用净正吸力头(NPSHa),临界淹没,牛顿特性,摩擦损失和高程修正到特定基准点。

此外,在测试设施中测试的泵将BETVICTOR体育官网具有适当的设置、间隙和润滑。他们也有新的积极的好处。

压力表和传感器

除特别说明外,我将在本专栏中交替使用压力表、数字压力表和传感器。这些仪器以各种各样的精度等级出售,其中更高的精度通常等同于更高的成本。在商业和工业应用中使用的大多数仪表的精度明显低于实验室,精密或测试仪器的精度。实验室压力表在整个仪表量程范围内可能精确到+/- 0.05%,而大多数商业单位在读数的+/- 2%范围内表现良好,在整个量程范围内可能更差。

精度和精密度之间是有区别的精度和分辨率之间也是有区别的。仅仅因为数字压力表读取压力到小数点后两位(分辨率)并不意味着它是准确的。分辨率定义为传感器能够可靠检测到的压力变化的最小增量。准确度是指仪器读数与实际压力的接近程度。精度是一致和可重复测量的指标。读数的人以及刻度盘的大小(分辨率)也将是一个因素。表盘越小,分辨率越低,因此在准确读取压力表时,人为错误的倾向就越高。现场许多仪表表盘的直径为1.5至2英寸,而实验室或测试设施的仪表可能为16英寸。测量的角度也会起作用。

注:经常安装量程不正确的仪表。对于您期望测量的压力,最好使用中程或中间三分之一范围的压力表。在0到200磅/平方英寸(psi)的压力表上,试图测量2磅/平方英寸(psig)和5磅/平方英寸(psig)之间的差异是困难和不准确的。

仪表在使用/操作时会由于温度变化、振动和脉动而失去精度。压力测量也受到“漂移”的影响,随着时间的推移,有滞后因素以及不可重复性和非线性因素需要考虑,这就是为什么还需要定期校准以保持准确的读数。

测试实验室的仪表将按照严格的时间表定期校准,而现场的许多仪表则不会进行任何严格的校准。向有正式校准时间表和程序的机构道歉和致敬。

在哪里测量

仪器的位置对读数有影响。在理论和实践中,制造商要保证泵的性能(扬程和流量最小)在给定的公差范围内。泵的压差数据点是吸入和排出法兰,但这些位置也不利于仪器准确报告。在测试设备中,泵的吸入和排出压力通常在距离法兰至少两根管径的地方进行监测(可能越远越好),但我们仍然需要修正压力(扬程)读数,以考虑这些短管段的摩擦损失,使基准点回到法兰。

由于再循环问题,特别是在泵曲线左侧的工作点,吸入压力可能会受到再循环问题的影响,从而导致错误的读数。无论你在哪里测量压力,相应的液体速度剖面都需要是对称的。一些简单的尺寸和表丝锥的轮廓和位置相对于泵蜗壳的几何平面将妨碍精度。

在计算扬程时,压力表相对于泵基准面的仰角(正负)也必须予以补偿。此外,必须考虑液体的温度和密度以及当地的大气压力(海拔高度修正)。对于泵的测试,基本标准液体是水,温度为68华氏度或20摄氏度。如果水温下降到50至86华氏度(10至30摄氏度)之间,则几乎不需要对温度进行补偿,因为误差很小。

由于波登管弹性模量的变化,压力表的精度会受到环境温度的影响。通常不是问题,但在极端温度变化的情况下,请与制造商检查量程偏移值。

泵的曲线

制造商公布的泵性能曲线(又名出厂曲线或价格手册曲线)代表典型的水力性能。由于上述原因,您的泵在现场的性能(更好或更差)会有所不同,因为总方程中存在铸造和制造公差。制造商对泵进行测试,并公布结果,作为泵模型性能和准确性的验证和保证。您还应该知道,大多数商业和工业泵没有单独的性能测试。BETVICTOR体育官网制造商只是通过公布的曲线说明,相同设计、型号和尺寸的类似泵将在测试泵的规定公差范围内运行。BETVICTOR体育官网

大多数制造商将定期重新测试泵,以重新验证性能。BETVICTOR体育官网公差范围将取决于泵的使用情况和其他一些因素,包括功率范围。这些一般公差通常在+/- 2%到6%之间,但根据泵的测试等级可能会更高。对于商定的保证点,公差将会降低。详细信息在美国国家标准协会/液压协会(ANSI/HI)标准14.6中定义。

制造公差

泵的蜗壳/外壳和叶轮是铸造件。铸造工艺固有的是尺寸和表面光洁度公差。熔模铸造与简单的砂型铸造相比,可产生明显更好的尺寸和精加工。当然,从描述符“投资”中可以看出,它们也需要更高的成本。具有光滑表面的叶轮和壳体比具有粗糙表面的零件摩擦更少,因此效率更高。除了铸造公差外,还有制造/加工公差和精加工公差。如果您每年生产数千台泵,那么能够长期且大量地将公差和加工保持在相同的规格范围BETVICTOR体育官网内是至关重要的,也是优秀制造商的标志。

其他因素

1%的空气夹带量就会对泵的性能产生负面影响。粘度值即使低至15厘泊也会影响泵的全性能。你需要根据液体的粘度来修正流量、扬程和效率。详见HI标准9.6.7(“粘度对泵性能的影响”)。

如果你没有使用正确的比重将压力转换为头部,计算就不会准确。流量计的位置和类型/技术的选择将影响仪器的精度。在仪表安装之前,要明确地按照制造商的说明确定直线管道的数量,并注意有些仪表对方向很敏感。便携式仪表将提出正确放置的警告;您对速度流剖面和液体流中是否存在固体的了解将是成功安装的关键。

管道尺寸和几何形状通常是获得测量精度的障碍。在减少占地面积的名义下,我经常看到90度的管道弯头和吸入过滤器具有低阀门流量系数(Cv[高压降]),紧挨着泵吸入,这除了影响性能外,还会导致压力和流量读数不准确。我还见证了吸侧速度超过10到15英尺每秒(3到4.6米每秒),在一些情况下甚至更多,这将使压力读数不准确,因为压力表/传感器无法感知速度头的组成部分。

泵的性能取决于适当的操作间隙和设置。请参阅泵手册和/或制造商在这方面的指导。

转速是影响泵性能的一个关键因素。我不经常看到这个问题,但当我看到它时,它会生动地留在我的脑海里。例如:变频驱动器(vfd)设置或编程不正确,皮带和滑轮尺寸设置错误,齿轮尺寸不正确,异步电机单相,涡轮调速器故障,以及在偏远地区,我看到柴油发电机频率开关设置为50个周期运行,而应用程序是60个周期。当有疑问时,测量速度以消除非峰值或不性能原因列表中的因素。

如果泵发生空泡,则会对性能产生不利影响。测量或计算净正吸扬程(NPSH)余量,以确保泵在满意的范围内运行。泵将在系统曲线与泵曲线相交的地方工作。

在一些设施中,通常的做法是在关闭头操作泵,即使是短时间“检查泵的健康状况”。由于再循环问题,由于温度的快速变化和无法补偿速度扬程,泵在关闭扬程(无流量)时的性能将难以准确测量。我建议,也许少量的流动将允许一个更准确的测试,当然,只是一个短暂的时刻。你投入的精力越多,我越不推荐这种做法。和制造商商量一下是个好决定。

在现场进行的泵测试与在制造商工厂进行的测试结果不同。总有某种程度的不确定性。就像广告里说的:你的结果可能会有所不同。有关泵性能主题的更多信息,请参阅我在泵与系统杂志2017年7月,2019年8月和2020年2月版的专栏。伟德betvicror登陆BETVICTOR体育官网

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