離心泵選型注意事項(xiàng)

離心泵是一種面大量廣的通用型機(jī)械設(shè)備，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力冶金、礦山、造船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國(guó)防各部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。離心泵的電能消耗占全國(guó)電能消耗的21%以上。因此大力降低離心泵的能源消耗，對(duì)節(jié)約能源具用十分重大的意義。近年來(lái)，我們離心泵行業(yè)設(shè)計(jì)研制了許多節(jié)能產(chǎn)品，如 IHF、CQB、FSB、UHB等型號(hào)的離心泵類產(chǎn)品，對(duì)降低離心泵的能源消耗起了積極作用。

一、選離心泵基本數(shù)據(jù)：

1、介質(zhì)的特性：介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。

2、介質(zhì)中所含固體的顆粒直徑、含量多少。

3、介質(zhì)溫度：(℃)

4、所需要的流量一般工業(yè)用離心泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量，但必須考慮工藝變化時(shí)對(duì)流量的影響。農(nóng)業(yè)用離心泵如果是采用明渠輸水，還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。

5、壓力：吸水池壓力，排水池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力降(揚(yáng)程損失)。

6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長(zhǎng)度、管道附件種類及數(shù)目，吸水池至壓水池的幾何標(biāo)高等)。

如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。在設(shè)計(jì)布置管道時(shí)，應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

1、合理選擇管道直徑，管道直徑大，在相同流量下、液流速度小，阻力損失小，但價(jià)格高，管道直徑小，會(huì)導(dǎo)致阻力損失急劇增大，使所選離心泵的揚(yáng)程增加，配帶功率增加，成本和運(yùn)行費(fèi)用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度綜合考慮。

2、排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的zui大壓力。

3、管道布置應(yīng)盡可能布置成直管，盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長(zhǎng)度，必須轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3～5倍，角度盡可能大于90°。

4、離心泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來(lái)調(diào)節(jié)離心泵的工況點(diǎn)，逆止閥在液體倒流時(shí)可防止離心泵反轉(zhuǎn)，并使離心泵避免水錘的打擊。(當(dāng)液體倒流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的反向壓力，使離心泵損壞)

二、流量揚(yáng)程的確定:

1、如果生產(chǎn)工藝中已給出zui小、正常、zui大流量，應(yīng)按zui大流量考慮。

2、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定的余量。對(duì)于ns>100的大流量低揚(yáng)程離心泵，流量余量取5%，對(duì)ns<50的小流量高揚(yáng)程離心泵，流量余量取10%，50≤ns≤100的離心泵，流量余量也取5%，對(duì)質(zhì)量低劣和運(yùn)行條件惡劣的離心泵，流量余量應(yīng)取10%。

3、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量，應(yīng)換算成體積流量。

三、基本依據(jù)

1.流量是選離心泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出離心泵正常、zui小、zui大三種流量。選擇離心泵時(shí)，以zui大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒(méi)有zui大流量時(shí)，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為zui大流量。

2.裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選離心泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%~10%余量后揚(yáng)程來(lái)選型。

3.液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程，有效氣蝕余量計(jì)算和合適離心泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用離心泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。

4.裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側(cè)zui低液面，排出側(cè)zui高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長(zhǎng)度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系梳揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。

5.操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS()、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、離心泵的位置是固定的還是可移的。

四、腐蝕的影響

一直以來(lái)，腐蝕就是化工設(shè)備zui頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的，因此在化工離心泵選型時(shí)首先要注意選材的科學(xué)性。通常有一種誤區(qū)，認(rèn)為不銹鋼是“材料”，不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼，這是很危險(xiǎn)的。下面針對(duì)一些常用化工介質(zhì)談?wù)勥x材的要點(diǎn)：

1.硫酸作為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對(duì)材料的腐蝕差別較大，對(duì)于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動(dòng)的硫酸，不適用作離心泵閥的材料;普通不銹鋼如304(0Cr18Ni9)、 316(0Cr18Ni12Mo2Ti)對(duì)硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的離心泵閥通常采用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號(hào)合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟離心泵(F46)是一種更為經(jīng)濟(jì)的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟離心泵、PF(FS)強(qiáng)耐腐蝕離心離心泵、CQB-F氟塑料磁力離心泵等。

2.鹽酸絕大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料)，含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對(duì)鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)襯橡膠離心泵和塑料離心泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟離心泵、PF(FS)強(qiáng)耐腐蝕離心離心泵、CQ聚丙烯磁力離心泵(或氟塑料磁力離心泵)等。

3.硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)用zui廣的耐硝酸材料，對(duì)常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼(如316、 316L)對(duì)硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼(如304、321)，有時(shí)甚至不如。而對(duì)于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。公司適用產(chǎn)品有：DFL(W)H化工離心泵、DFL(W)PH屏蔽化工離心泵、DFCZ流程離心泵、DFLZP自吸化工離心泵、IH化工離心泵、CQB磁力離心泵等，材料為304。

4.醋酸　它是有機(jī)酸中腐蝕性zui強(qiáng)的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會(huì)嚴(yán)重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對(duì)于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時(shí)，可選用高合金不銹鋼或氟塑料離心泵。

5.堿(氫氧化鈉)鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液，也有許多工廠在100℃、75%以下時(shí)仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟(jì)性好。普通不銹鋼對(duì)堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒(méi)有明顯優(yōu)點(diǎn)，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對(duì)于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。公司一般鑄鐵離心泵均可用于常溫低濃度堿液，特殊要求時(shí)可采用各類不銹鋼離心泵或氟塑料離心泵。

6.氨(氫氧化氨)　大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。公司產(chǎn)品大多適用于氨及氨水的輸送。

7.鹽水(海水)普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護(hù);各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。公司各類化工離心泵都有316材料配置。

8.醇類、酮類、酯類、醚類常見(jiàn)的醇類介質(zhì)有甲醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、丁醚等，它們基本沒(méi)有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時(shí)還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對(duì)多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時(shí)避免出錯(cuò)。

五、其他因素影響

一般工業(yè)用離心泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量，但必須考慮工藝變化時(shí)對(duì)流量的影響。農(nóng)業(yè)用離心泵如果是采用明渠輸水，還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。

壓力：吸水池壓力，排水池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力差(揚(yáng)程損失)。

管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長(zhǎng)度、管道附件種類及數(shù)目，吸水池至壓水池的幾何標(biāo)高等)。

如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。

六、管道的影響

在設(shè)計(jì)布置管道時(shí)，應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

A.合理選擇管道直徑，管道直徑大，在相同流量下、液流速度小，阻力損失小，但價(jià)格高，管道直徑小，會(huì)導(dǎo)致阻力損失急劇增大，使所選離心泵的揚(yáng)程增加，配帶功率增加，成本和運(yùn)行費(fèi)用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度綜合考慮。

B.排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的zui大壓力。

C.管道布置應(yīng)盡可能布置成直管，盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長(zhǎng)度，必須轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3～5倍，角度盡可能大于90℃。

D.離心泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來(lái)調(diào)節(jié)離心泵的工況點(diǎn)，逆止閥在液體倒流時(shí)可防止離心泵反轉(zhuǎn)，并使離心泵避免水錘的打擊。(當(dāng)液體倒流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的反向壓力，使離心泵損壞)

七、流量揚(yáng)程的影響

流量的確定

A.如果生產(chǎn)工藝中已給出zui小、正常、zui大流量，應(yīng)按zui大流量考慮。

B.如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定的余量。

對(duì)于ns100的大流量低揚(yáng)程離心泵，流量余量取5%，對(duì)ns50的小流量高揚(yáng)程離心泵，流量余量取10%，50≤ns≤100的離心泵，流量余量也取5%，對(duì)質(zhì)量低劣和運(yùn)行條件惡劣的離心泵，流量余量應(yīng)取10%。

C.如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量，應(yīng)換算成體積流量。

八、溫度的影響

高溫介質(zhì)的輸送對(duì)離心泵的結(jié)構(gòu)、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求，下面談一談不同的溫度變化對(duì)冷卻的要求以及公司適用離心泵型：

1.對(duì)于溫度低于120℃的介質(zhì)，通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)，多采用本身介質(zhì)來(lái)潤(rùn)滑和冷卻。像DFL(W)H化工離心泵、DFL(W)PH屏蔽化工離心泵(超過(guò)90℃時(shí)屏蔽電機(jī)的防護(hù)等級(jí)應(yīng)采用H級(jí));而DFCZ普通型和IH化工離心泵由于采用了懸架結(jié)構(gòu)可使溫度上限達(dá)到140℃~160℃;IHF襯氟離心泵zui高使用溫度可達(dá)200℃;只有CQB普通磁力離心泵使用溫度不超過(guò)100℃。值得一提是對(duì)于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路(設(shè)計(jì)時(shí)均留有接口)。

2.對(duì)于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質(zhì)，一般在離心泵蓋上須設(shè)有冷卻腔，密封室也應(yīng)接通冷卻液(須配雙端面機(jī)械密封)，當(dāng)不允許冷卻液滲入介質(zhì)中時(shí)，應(yīng)采取將本身介質(zhì)冷卻后接入(可通過(guò)簡(jiǎn)易熱交換器實(shí)現(xiàn))。目前公司有DFCZ型化工流程離心泵、GRG高溫管道離心泵以及HPK熱水循環(huán)離心泵(正在開(kāi)發(fā))可供選用，另外CQB-G高溫型磁力離心泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質(zhì)。

3.對(duì)于300℃以上的高溫介質(zhì)，不僅離心泵頭部分需要冷卻，懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)，離心泵結(jié)構(gòu)一般為中心支承形式，機(jī)械密封采用金屬波紋管型，但價(jià)格高(價(jià)格是普通機(jī)封的10多倍)。目前公司只有DFAY離心油離心泵使用溫度能夠達(dá)到420℃(正在開(kāi)發(fā))。

九、密封性的影響

無(wú)泄漏是化工設(shè)備的永遠(yuǎn)追求，正是這種要求促成了磁力離心泵和屏蔽離心泵的應(yīng)用日益擴(kuò)展。然而真正做到無(wú)泄漏還有很長(zhǎng)的路要走，比如磁力離心泵隔離套和屏蔽離心泵屏蔽套的壽命問(wèn)題、材料的孔蝕問(wèn)題、靜密封的可靠性問(wèn)題等等。現(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡(jiǎn)單介紹。

1.密封形式對(duì)于靜密封來(lái)說(shuō)，通常只有密封墊和密封圈兩種形式，而密封圈又以O(shè)型圈應(yīng)用zui廣;對(duì)于動(dòng)密封，化工離心泵很少采用填料密封，以機(jī)械密封為主，機(jī)械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型適用于高壓介質(zhì)的密封(通常指壓力大于1.0MPa)，雙端面機(jī)封主要用于高溫、易結(jié)晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì)，雙端面機(jī)封應(yīng)向密封腔中注入隔離液，其壓力一般高于介質(zhì)壓力0.07~0.1MPa。

2.密封材料化工離心泵靜密封的材料一般采用氟橡膠，特殊情況才采用聚四氟材料;機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)的材料配置較為關(guān)鍵，并不是硬質(zhì)合金對(duì)硬質(zhì)合金就，價(jià)格高是一方面，兩者沒(méi)有硬度差也并不合理，所以根據(jù)介質(zhì)特點(diǎn)區(qū)別對(duì)待。

(注：美國(guó)石油學(xué)會(huì)API 610第八版對(duì)機(jī)械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定)

十、.粘度的影響

介質(zhì)的粘度對(duì)離心泵的性能影響是很大的，當(dāng)粘度增加時(shí)，離心泵的揚(yáng)程曲線下降，工況的揚(yáng)程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時(shí)的性能，當(dāng)輸送粘性介質(zhì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算(不同粘度的修正系數(shù)可查閱相關(guān)換算圖表)。對(duì)于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送，建議選用螺桿離心泵，公司DFGG單螺桿離心泵適用介質(zhì)粘度可達(dá) 1000000cst。

十一、必要性

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中，由于選型不合理，許多的離心泵處于不合理運(yùn)行狀況，運(yùn)行效率低，浪費(fèi)了大量能源。還有的離心泵由于選型不合理，根本不能使用，或者使用維修成本增加，經(jīng)濟(jì)效益低。由此可見(jiàn)，合理選離心泵對(duì)節(jié)約能源同樣具有重要意義。所謂合理選離心泵，就是要綜合考慮離心泵機(jī)組和離心泵站的投資和運(yùn)行費(fèi)用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，使之符合經(jīng)濟(jì)、安全、適用的原則。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)方面：必須滿足使用流量和揚(yáng)程的要求，即要求離心泵的運(yùn)行工況點(diǎn)(裝置特性曲線與離心泵的性能曲線的交點(diǎn))經(jīng)常保持在區(qū)間運(yùn)行，這樣既省動(dòng)力又不易損壞機(jī)件。所選擇的離心泵既要體積小、重量輕、造價(jià)便宜，又要具有良好的特性和較高的效率。具有良好的抗汽蝕性能，這樣既能減小離心泵房的開(kāi)挖深度，又不使離心泵發(fā)生汽蝕，運(yùn)行平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)。按所選離心泵建離心泵站，工程投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。