離心泵基礎(chǔ)知識-泵的啟動(第II部分)

這是文章的第2部分。
其它注意事項
以下是啟動泵時經(jīng)常被忽視的其它檢查和操作步驟的匯總,沒有先后順序。
安全始終是第一位的,也是首要的指導(dǎo)方針。請注意,你可能正在使用高溫、含酸并自動啟動的加壓系統(tǒng)。你還站在旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旁邊,如果不遵循正確的操作步驟,旋轉(zhuǎn)設(shè)備會毫不猶豫地“還以顏色”。
無論你在何處啟動設(shè)備,幾乎99 %的可能性是所有者都有一些必須遵循的步驟。
然而,我看到的最常見的疏忽是,操作手冊被丟棄,形成了一長串錯誤的操作習(xí)慣,其中包括現(xiàn)場必須做但沒有做的事情。用戶必須明白,沒有一臺工業(yè)泵是"即插即用"的。
一個簡單的檢查方法是用手旋轉(zhuǎn)泵(也稱為“盤車”),泵應(yīng)該可以自由轉(zhuǎn)動,沒有束縛和摩擦。由于慣性,大型泵可能需要額外的扭矩,可以使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邅砜朔@些扭矩(注意使用工具的方式和位置,以防止損壞泵軸)。
應(yīng)在潤滑完成或啟動后但在密封設(shè)置之前進(jìn)行盤車(如果密封沖洗系統(tǒng)已工作或密封腔內(nèi)充滿沖洗液并進(jìn)行了充分的排氣,則可以在密封設(shè)置好之后進(jìn)行盤車。盤車圈數(shù)通常控制在3圈~5圈)。此外,在聯(lián)軸器組裝之前進(jìn)行盤車要容易得多。
這意味著,機(jī)組系統(tǒng)必須鎖定并掛牌(如防止機(jī)組意外啟動)。
在未先對沒有連接的驅(qū)動機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向檢查的情況下,切勿通電旋轉(zhuǎn)離心泵!不正確的旋轉(zhuǎn)可能是我看到的第二個最常見的錯誤。
對于一個新的系統(tǒng)來說,在施工管線中通常會殘留大量的污垢和碎屑。在泵啟動前,謹(jǐn)慎的做法是在吸入管線上安裝一只臨時(調(diào)試用)過濾器。過濾器必須有足夠的過流面積,以允許適當(dāng)?shù)牧髁浚也粫黠@影響NPSH裕量問題。過濾器必須有一些測量自身壓差的方法,否則你將不知道何時被堵塞。
具有長且空的出口管線的泵系統(tǒng)將在初始啟動時出現(xiàn)問題。當(dāng)管線充滿液體時,泵幾乎沒有阻力,因此它會運行在曲線的“末端(即runout點)”。你可以通過部分關(guān)閉出口閥來引入臨時的人造阻力。當(dāng)填充管路系統(tǒng)時,水錘和相關(guān)損壞的風(fēng)險也會增加。
在泵啟動之前,你應(yīng)該知道儀表上(會顯示)的預(yù)期流量和壓力。此外,提前了解預(yù)期的安培讀數(shù)、頻率[ 如果使用變頻驅(qū)動器(VFD)]以及功率讀數(shù)。如果工廠沒有這些設(shè)備,我喜歡帶自己的頻閃轉(zhuǎn)速表、振動探頭和紅外數(shù)字溫度計(注意:通常需要獲得許可,許多設(shè)施不允許使用個人設(shè)備)。
啟動泵前,請確認(rèn)機(jī)械密封支持系統(tǒng)是否已經(jīng)工作?這在API密封沖洗方案Plan 21、23、32、41、52、53、54和62中尤為重要。
對于在填料函中使用填料的泵,檢查以確保是否有沖洗管線,如有,是否連接到干凈的液源?還需要檢查填料函是否有足夠的壓力(流量)。在打開泵的進(jìn)口閥門和出口閥門之前,最好打開密封沖洗液。請咨詢泵和/或填料供應(yīng)商,檢查填料泄漏率是否正確,該泄漏率將隨液體溫度及其它物理特性、軸轉(zhuǎn)速和尺寸而變化。
如果你無法為你的應(yīng)用找到可靠的答案,請按照每英寸(每25 mm)軸直徑每分鐘10滴(的泄漏來確定)。在最初的磨合期,無論直徑如何,我通常都會選擇更寬松的泄漏率(每分鐘30到55滴)。
以較小的增量進(jìn)行壓蓋調(diào)整,即每個壓蓋螺母每次調(diào)整一個相同的增量,分多次調(diào)整到位,調(diào)整時間間隔可達(dá)15到30分鐘。正確調(diào)整填料的關(guān)鍵是耐心。
啟動泵及其輔助設(shè)備時,應(yīng)使用所有感觀。檢查是否有火花、煙霧和摩擦,如設(shè)置不當(dāng)?shù)妮S承隔離器或擋油環(huán)。聆聽葉輪中氣泡的爆裂聲或急需潤滑的機(jī)械密封的尖叫聲。聞到了嗎?填料不應(yīng)該冒煙。由于不平衡或汽蝕等,設(shè)備發(fā)生松動,你能感覺到地板和/或管道振動嗎?
始終盡量縮短泵在最小流量區(qū)域(曲線左側(cè))或其附近運行的時間。同樣重要的是,不要讓泵在曲線最右側(cè)(靠近runout點)運行。
如果你正在泵送高溫介質(zhì),請避免熱沖擊問題 - 啟動前應(yīng)遵循預(yù)熱(暖泵)程序。大型泵可能具有最小和最大允許溫升及冷卻速度。許多多級泵將需要一個預(yù)熱程序,該程序還需要在盤車裝置上緩慢旋轉(zhuǎn)一段指定的時間或預(yù)定的溫差。
啟動時,應(yīng)密切監(jiān)測軸承金屬溫度(或油溫)。不要用手去感受溫度,因為這不是一種精確的方法。更重要的是,大多數(shù)人會在 120°F(49℃)的溫度下感覺到軸承箱很熱。軸承金屬溫度或油溫接近175°F至180°F(80℃到82℃)并不罕見。要觀察的重要參數(shù)是溫度變化率。溫度快速上升是一個危險信號,出現(xiàn)這種情況時,建議關(guān)閉機(jī)組并調(diào)查根本原因。測量溫度的位置也很重要,插入軸承中或軸承外圈的鉑熱電阻比軸承油池或回油管道溫度更具真實性和及時性。
在調(diào)試過程中,電機(jī)可能會頻繁地啟動。請注意你的電機(jī)每單位時間內(nèi)允許的啟動次數(shù)。通常,電機(jī)越大,極數(shù)越少,允許的啟動次數(shù)就越少。
泵出口閥狀態(tài)
經(jīng)常有人問我:泵啟動時,出口閥應(yīng)該打開還是關(guān)閉?我的答案是:這要視情況而定,但無論如何,泵進(jìn)口閥門應(yīng)該是打開的。
接下來,我們來看看葉輪。有很多事情需要考慮,但我們今天要回答的主要問題是:葉輪的幾何形狀是什么?根據(jù)該形狀,我們將確定比轉(zhuǎn)速(Ns)的范圍,見圖1。為了了解比轉(zhuǎn)速的概念,讓我們重點討論液體的方向路徑,特別是它如何進(jìn)入和離開葉輪。Ns是揚程、功率和效率曲線形狀的預(yù)測指標(biāo)。
低比轉(zhuǎn)速
如果液體以與軸中心線平行的路徑進(jìn)入葉輪,并以與軸中心線成90度角(直角)的角度離開葉輪,則葉輪處于低比轉(zhuǎn)速范圍。
中比轉(zhuǎn)速
如果液體以與軸中心線平行的路徑進(jìn)入葉輪,并在接近45度角的位置離開葉輪,則葉輪處于中等比轉(zhuǎn)速范圍。這些是混流式或弗朗西斯葉片式葉輪。
高比轉(zhuǎn)速
如果液體沿平行于軸中心線的路徑進(jìn)入葉輪,并沿平行于軸中心線的路徑流出,則這是一只高比轉(zhuǎn)速葉輪。這種軸流式葉輪看起來類似于船舶或者飛機(jī)的螺旋漿。
比轉(zhuǎn)速與泵功率曲線形狀
如果不知道葉輪的比轉(zhuǎn)速?請詢問設(shè)備制造商。
對于低比轉(zhuǎn)速泵當(dāng)你打開泵出口閥門并增加流量時,所需的制動功率(BHP)會增加。正如你直覺所料,這是一種直接的關(guān)系。對于中等比轉(zhuǎn)速泵,BHP曲線及其最大值點向左移動一些標(biāo)稱量。在過去,你可能沒有注意到這種變化。軸流泵的比轉(zhuǎn)速很高,并且BHP在較低流量時接近其最大值,實際上隨著流量的增加而降低。也許與你的期望相反?請注意,當(dāng)葉輪設(shè)計從低比轉(zhuǎn)速變?yōu)楦弑绒D(zhuǎn)速時,功率曲線的斜率也會發(fā)生變化。
回答最初的問題
我建議在低比轉(zhuǎn)速泵啟動時關(guān)閉出口閥,而在高比轉(zhuǎn)速泵上打開出口閥。注意:這是一個經(jīng)驗法則,但有許多可以修改答案的警告。具體如下:
1)如果低比轉(zhuǎn)速泵具有較高的揚程,則可能需要稍微打開出口閥,以降低通過出口關(guān)閉閥的壓差。高壓差將阻止閥門的打開,此步驟將使打開閥門的作用力最小化。一些系統(tǒng)將有一條專門用于此目的的旁通管線。對于具有高軸撓性系數(shù)(L3/D4較高)的泵,則應(yīng)盡量縮短曲線左側(cè)的運行時間,以確保更長的密封和軸承使用壽命。請注意,軸撓性系數(shù)值違反直覺,數(shù)值高是不好的,數(shù)字低是好的。最后,注意曲線形狀,例如,接近關(guān)死點時下垂的曲線(即“駝峰”)會使泵處于振蕩狀態(tài)。因此,你需要快速地將泵置于離關(guān)死點更遠(yuǎn)的位置運行。
2)泵下游具有壓力(其它來源,如來自于并聯(lián)或串聯(lián)運行的其它泵)且沒有止回閥(或泄漏的止回閥)的系統(tǒng),可能在出口閥打開時(高壓介質(zhì)倒灌)迫使泵反轉(zhuǎn)。在泵反轉(zhuǎn)時啟動泵的嚴(yán)重后果是:導(dǎo)致泵軸的斷裂。
3)如果將要啟動的泵與另一臺泵并聯(lián)運行,則需要考慮止回閥升程點和控制儀表。此外,當(dāng)?shù)谝慌_泵啟動時,它可能會在其曲線的末點(最右邊Runout點),直到第二臺泵(后續(xù))啟動……
4)通常,高比轉(zhuǎn)速泵在出口閥打開的情況下啟動,以減少電力負(fù)荷和對驅(qū)動機(jī)產(chǎn)生的壓力。在許多情況下,驅(qū)動機(jī)的規(guī)格可能不足以處理低流量功率要求,并且會脫機(jī)跳閘。
停機(jī)
除了某些高比轉(zhuǎn)速泵以外,關(guān)閉泵的正常步驟是先關(guān)閉出口閥,然后立即關(guān)閉驅(qū)動機(jī)。這將減輕驅(qū)動機(jī)不必要的壓力,更重要的是,它將減少或完全消除水錘問題的可能性。
對于帶有變速驅(qū)動的系統(tǒng),可能會增加(停機(jī))步驟和程序。如果泵并聯(lián)運行,并且由于最小轉(zhuǎn)速、止回閥和系統(tǒng)背壓問題,必須小心降低驅(qū)動機(jī)頻率。
最終的指導(dǎo)方針
最后分享四個提示:
1)在啟動泵之前,請了解在緊急情況下在何處以及如何關(guān)閉設(shè)備。
2)在啟動過程中,切勿站在電機(jī)風(fēng)扇或者聯(lián)軸器旁邊。
3)將你的泵專家朋友的電話號碼放在手邊,以備不時之需。
4)始終以終為始。



