我总是在专栏的开头说，管道系统中的每个元素都可以分为三类:泵、过程和控制。了解任何管道系统的秘诀是对各种设备以及它们如何协同工作有详细的了解。例如，如果泵的尺寸不符合系统的工艺要求，系统内的所有设备都会受到影响。最近发布的ISO/AMSM 14414泵系统能量评估标准的介绍中指出，“在大多数泵系统中，泵添加到工作液体的能量远远大于工艺所需的能量。”
在泵广泛使用的行业中，通过更好地理解如何BETVICTOR体育官网优化系统，可以实现显著的节省。在我与工艺工厂人员的讨论中，个人或小组通常负责降低工厂的能源消耗。这一过程可能会节省一些电力消耗，但由于关注的不是总体情况，因此忽略了额外的改进。
就像系统中的所有元素和设备必须一起工作才能使系统运行一样，工厂中负责系统有效运行的每个人必须作为一个团队一起工作。这将确保这些人负责的设备将与工厂内的其他设备一起工作。在本月的专栏中，我们将研究一个简单的工艺系统(参见图1)，以了解过大的泵如何对系统中的每一件设备产生不利影响。有了这些知识，每个人都应该更好地了解与超大泵相关的问题，以及可以做些什么来改善系统运行。BETVICTOR体育官网
图1。一个泵运行的过程系统(作者提供）在系统中寻找改进
在阅读了ISO泵系统能源评估标准后，工厂的公BETVICTOR体育官网用事业经理决定寻找减少工厂过程系统电力消耗的方法。他制作了一份关于降低电力消耗的报告，并与工厂的运营管理团队分享。他们的反应充其量是不温不火——典型的回答是“为什么要找麻烦?”该系统已经运行了很长时间，以至于团队担心任何变化都可能导致比他们解决的问题更多的问题。
该实例显示了组成系统的主要设备以及工厂仪表在正常运行条件下的结果。伟德体育娱乐系统运行
一个泵，另一个泵处于备用状态。通过系统的流量通过安装的控制阀控制到600加仑每分钟(gpm)，并且油箱液位和压力的设定值列在图1中。
与操作员核对
第一步是确定系统的运行情况。最好询问负责操作和维护系统的人员。
工厂操作人员确定入口工艺槽的高度在5到12英尺之间变化。根据储罐液位的不同，泵元件的排放压力范围在86 - 90磅/平方英寸(psig)之间，并且没有泵气蚀的迹象。控制元件的位置运行在36%到38%之间，偶尔可以听到阀门发出的空化噪声。最后，出口工艺罐液位在5到12英尺之间变化，罐表面的压力在6到12 psig之间变化。
当操作员被问及控制阀的气蚀时，他们都表示，这种情况已经发生了很长时间，每个人都认为这是正常的。
与维护人员联系
下一站是维修部。当被问及控制元件的间歇性气蚀时，发现由于腐蚀，阀座和阀杆必须定期更换。为了解决这一问题，阀门内部部件被换成了更硬的材料制成的高负荷额定值。这解决了阀门气蚀的问题，但控制元件的持续振动对下游管道造成了损坏，但这可以得到纠正和维护，而不会导致强制关闭。
仪表部门伟德体育娱乐表示，与控制元件相关联的流量控制回路难以设置，导致整个系统的流量变化较大。在与控制阀供应商的讨论中，发现阀门以大约30%的低开度运行可能表明压力差很高，特别是当阀门出现间歇性空化时。
当被问及是否有任何其他与系统相关的维护问题时，维护经理表示，该泵元件的维护成本高于工厂内其他类似尺寸的泵。BETVICTOR体育官网经过进一步的调查，发现该泵有更高的密封和轴承更换次数。
系统运行判断
现在我们知道与这个系统相关的问题有很多，但是正如您从图1中看到的，安装的工厂仪器的可用性是缺乏的。伟德体育娱乐如果不安装额外的压力表和流量计，从物理管道系统中几乎无法观察到更多的信息。缺乏安装的工厂仪器通常会使改进工作停滞不前。伟德体育娱乐
正如我在以前的专栏文章中指出的那样，许多必要的信息都可以使用制造商提供的测试数据和一系列工程公式来计算。这些计算可以手动进行，也可以使用液压仿真软件对系统进行模拟。
该实例中的模拟结果表明了以下问题。
泵的元素
- 计算出的泵扬程为197英尺，流量为600 gpm，这表明泵在正确的泵曲线上运行
- 通过泵的流量为600 gpm，远远超出了泵的最佳效率点(BEP) 1100 gpm，这远远超出了ANSI/HI 9.6.3允许工作区域标准中BETVICTOR体育官网定义的首选工作范围。这很可能导致泵的密封件和轴承早期失效。
- 泵消耗了44马力(hp)，但安装的电机被列为100马力。这种电机上的低负载导致较低的功率因数。在与电气工程师的讨论中，我们发现工厂目前向电力公司支付的功率因数调整较低。
流程元素
- 看来控制元件下游的管道损坏是由于控制阀中的中间空化造成的。
- 进口和出口工艺罐的液位和压力的操作变化导致泵元件排放压力的变化。
控制
- 仿真结果表明，与观测到的控制元件阀门位置密切相关。
- 模拟结果表明，控制元件阀门的位置根据油箱液位的变化，从36%开到38%不等。仪表显示伟德体育娱乐，阀门位置范围过低，导致流量控制回路难以平衡。
- 仿真结果表明，调节阀在静高程最小时出现空化现象。这就是控制阀出现中间空化的原因。
- 根据工艺罐的液位，控制元件上的压差从47磅到59磅每平方英寸压差(psid)不等。
- 阀门制造商表示，控制元件阀门上的计算压差远远高于阀门通径数据表上输入的值。如果模拟值是正确的，原来的控制阀是超大的应用
正如我们所看到的，与这个例子相关的许多设备问题是相互关联的。基于模拟中给出的结果，我们能够更好地理解系统中发生了什么。我们可以通过观察安装的工厂指示器的有限结果来发现这一切。
测试更改
根据系统中发生的情况，我们确定许多问题都是由过大的泵造成的。借助模拟，我们测试了我们提出的更改。
创建了一个模拟副本，在该副本中，泵元件1和2的直径从14英寸减小到11.5英寸。使用这种新的叶轮直径可以得到以下改进。
泵的元素
- 生产的水泵扬程为129英尺。
- 使用更新的叶轮直径，泵的BEP为870 gpm，更接近其BEP。
- 驱动较小直径所需的功率为30马力，从而节省了成本。
流程元素
- 对于较小的泵叶轮，控制元件阀门的位置根据油箱液位的变化从34%开到51%。
- 模拟结果表明，在储罐的任何预期水平或压力下，控制阀均未出现空化现象。
- 控制元件上的压差从11到16 psid不等。
- 当价值制造商审查模拟结果时，指出安装的控制阀应正常运行。
结论
正如我们在这个简单的例子中所看到的，基于缺乏已安装的工厂运行数据和更迫切的操作需求，工厂管理团队很难获得系统中正在发生的事情的总体视图。否则，很难确定系统内发生了什么，以及什么可能导致故障
我们已经认识到并接受了不正常的情况。
通过对系统的全面了解，每个参与运维的团队都可以就出现的问题以及如何纠正这些问题提出相关的建议。
最后，使用本文介绍的方法和工具，可以在模型中测试所提出的改进，以查看它们是否会纠正问题。