水泵叶轮材质可以用316的吗(卧式渣浆泵配自吸罐使用注意事项)
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水泵叶轮材质可以用316的吗(卧式渣浆泵配自吸罐使用注意事项)
一、前言
液下浆液泵用于从地面下一定深度的浆液池向地面输送浆液。液下浆液泵采用立式结构,一般安装在浆液池的顶盖上,电动机置于高处,泵体和叶轮浸在液面以下,泵在起动前无需灌泵,使用很方便。电厂的排污水泵、火电厂脱硫系统用吸收塔排水坑泵、石灰浆液池泵、事故浆液池泵等现场大都考虑使用液下浆液泵。
液下泵使用时必须将泵头浸入浆液中才能起动运行,且维修时需要将泵整体吊出浆液池,现场操作具有一定的难度,且工作量大。另外,现场一般坑深都在3m以上,为满足现场使用,立式液下泵轴大都较长,如果现场的实际运行点偏离泵的设计点范围较大时,则泵轴在承受较大的径向力的情况下,会产生振动,影响泵的可靠性与稳定性,主要表现为振动超标甚至出现断轴及轴承损坏频繁等现象。如果采用卧式离心泵,则可避免上述问题,但由于卧式离心泵基础高于水池水位,泵进水管底部都要安装逆止阀,当停泵时间较长时,由于底阀密封不严,使泵内浆液发生泄漏,此时要想起动离心泵,首先需要灌泵,对及时开泵有影响。
二、原理介绍
为解决上述问题,采用了卧式离心泵加自吸罐的结构如图1所示,该结构经过试验及现场实际应用,表明能很好地解决上述问题。
图1 卧式离心泵加自吸罐的结构
1.排空阀 2.自吸罐吸入管 3.放气阀 4.离心泵
从图1中可看出,卧式泵进口与自吸罐的底部连接,自吸罐的顶部接吸入管和吸入池相连接。泵起动前将自吸罐内注满清水或浆液,泵起动后会将自吸罐内部分液体排出,自吸罐液位下降,由于罐体为密闭容器,在自吸罐内造成顶部真空,形成一定的真空度,此时大气压便将浆液池内的浆液压入自吸罐内形成循环,保持罐内液位高于泵吸入口液位,达到给泵提供浆液的目的,保证泵能够连续运行,从而利用离心泵的吸上能力将浆液池内的液体排空。
其操作过程较简单,首次开泵前先关闭泵的出口阀门,打开泵的入口阀门,打开自吸罐上部放气阀门,将自吸罐与泵内充满清水,水满后关闭放气阀门。泵起动后缓慢打开出水阀门,随着罐内形成负压,浆体即可沿垂直吸入管上升,浆体即可流入罐内补充罐内液位,满足泵连续运行。
关闭泵后,用冲洗水管对泵及自吸罐进行反冲洗,防止泵及罐内浆液沉积,而罐内液位始终高于泵进口,则再次起动时不需再灌泵,即可起动。
三、自吸罐结构对比改进
在试验台上对卧泵加自吸罐结构进行常温清水试验。选用φ40mm口径的卧式离心泵,转速n=1 470 r/min,自吸罐规格φ450mm×500mm,液面距泵入口高差1m,液面高度保持恒定,坑尺寸3m×3m×3m。采用结构(见图1)时试验时,吸入管路为管径D=φ50mm的无缝钢管,吸入管通入罐顶,需从自吸罐顶部注水,试验结果显示泵关死点扬程H=32.3m,最大流量点Q=32.5m3/h,扬程H=14m。而该泵在不配用自吸罐时最大流量能达到Q=58m3/h,显然未能达到该泵应有的性能。
分析原因认为:吸入管路管径偏小,且从罐顶注水又增加了吸入管路的长度并加设两个弯头,这些都使泵吸入阻力加大,且管路顶部可能存在一定的空气排不出去,这都容易造成泵汽蚀,尤其当用户选型不合适时,泵在大流量区域运行,汽蚀性能差,而且现场所输送的浆液普遍温度较高,汽化压力较大,都使泵汽蚀性能较差,现场应有很可能会出现抽不上水的情况。根据分析结果,将自吸罐结构进行改进,如图2所示,吸入管从罐底进入,使吸入管路缩短,去掉弯头等装置,并将吸入管路管径加粗为管径D=φ80mm的无缝钢管,使吸上阻力减小,且能很好地避免管路里窝存空气的可能,降低了泵汽蚀的可能性,试验结果显示最大流量能达到Q=56.5m3/h,H=24.1m,与不配用自吸罐时参数基本吻合,达到了该泵应有的性能。将改进后的卧泵加自吸罐结构应用于现场后,完全满足现场使用要求。
图2 改进结构
1.自吸罐吸入管 2.排空阀 3.放气阀 4.离心泵
四、采用自吸罐的设计关键点
1)选用泵时,要计算泵的汽蚀性能满足泵吸上高度的要求,否则该泵容易产生汽蚀而出现泵不上水的情况。
2)必须计算好自吸罐的体积,以保证泵不将自吸罐抽空,自吸罐进出口间的容积应为罐体吸上管路容积的3~7倍,一般按5倍设计,保证泵不将自吸罐抽空,且罐体高度一般为罐直径的1.5~2倍。
3)自吸罐的吸入管路尽可能短,且口径不小于泵的吸入口径,管路内壁必须光滑通畅,从而减小吸入阻力,减小浆液泵汽蚀的可能性,以保证泵能够正常运行,参数达到现场工况要求。
4)自吸罐设计压力为10bar(1bar=0.1MPa),根据输送介质不同,可采用1Cr18Ni9Ti、304、304L、316以及316L等材料,材料厚度不应取太小,以便能承受一定的负压。
5)吸入管路及罐体必须保证气密性好,即组成进水管路的各部分,包括阀门、管路、法兰密封面以及罐体等都必须保证在泵吸入过程中不得有漏气现象,否则罐内无法形成负压而造成无法自吸。
6)当泵处于长期停止工作时,要将泵及自吸罐内腐蚀性介质放尽并用水进行冲洗,起动时要保证自吸罐内无介质沉积,否则影响泵的自吸性能。
7)考虑泵的汽蚀性能、罐体的体积、综合成本等因素,此结构较适用于φ150mm口径以下的泵。
五、结语
用自吸罐加卧式泵代替液下泵的方案,避免了液下泵长度需要受坑深影响而调整长度,且维修时不用将泵从坑内抽出,直接在地面上进行维修,减少了工作量,维修方便。自吸罐加卧式泵方案第一次起动泵时需灌水,后续起动时不受液位限制,随时可以起动,随用随开,使用方便。
自吸罐配用不同单级单吸离心泵后,可广泛应用于电力、化工、化肥、冶金、石化、矿山及氧化铝等行业。该方案的采用,拓宽了设计思路和选型范围,使泵产品更能灵活适应市场的需要。
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