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凸轮转子泵的选型及应用

发布时间:2019-06-05 13:32 分享:

摘要:在化工领域,考虑到一次投赉成本和维修简便,很多装置内输送物料场合业主习惯选用离心泵转子泵型比较多,而转子泵如螺杆转子泵、齿轮转子泵、凸轮转子泵、滑片转子泵等转子泵型应用较少,但随着化工产业的发展,有些工况下常规传统的离心泵已不能满足或并不适用复杂工况的使用要求,因机转子泵选型不合适造成机械密封等零部件岀现频繁损坏或机械故障,设备维修的频率提髙,维修成本随之提高。转子泵可以和离心泵之间形成互补,越来越多的应用在各个领域,主要对凸轮转子系的选型和应用进行闲述

概述

转子泵是容积转子泵的一种,这种转子泵通过空间的周期性变化,吸入和压出介质,使介质的能量升高,转子泵的类型有很多种,目前常用的转子泵主要包括螺杆转子泵、齿轮转子泵、凸轮转子泵、滑片转子泵、摆动转子泵,其中有些转子泵型的叫法可能有偏差,包括罗茨转子泵、挠性叶轮转子泵、旋转活塞转子泵等,类型比较多。

据不完全统计,在石化板块中离心泵的占比最高,可达609%-80%,而各类转子泵占比总和约为10%-20%,因此也可以看出用户般对常规的离心泵都比较熟悉,用户比较习惯选用一些常规的离心泵,但这就会造成一些并不完全适用的场合也选用了离心泵。

凸轮转子泵和离心泵对比

1成本对比

凸轮转子泵和离心泵的整体造价比对而言,凸轮转子泵的一次采购费用要高于离心泵,具体会高多少需要根据不同型号不同材质进行对比;但值得一提的是,凸轮转子泵的配件,尤其是易损件更换的成本要远低于离心泵,离心泵更换机封成本较高。

2能耗对比

凸轮转子泵的效率值一般在70%-95%,离心泵的效率值般在5%-90%。离心泵的效率值根据叶轮切割试验得出的性能曲线得来,在偏离最高效率点时,效率下降的比较快;凸轮转子泵保持转子泵高效的特点,机泵的效率值维持在一个高效的范围内。通常来讲,凸轮转子泵的效率高于离心泵的效率,在需要连续运行的场合更加节能。

3适用介质对比

凸轮转子泵对介质的含固率并没有严格限制,一般固体颗粒的工况均可满足,固体颗粒直径不大于150mm即可;同时可输送黏度较高的介质,理论上不大于500000P。对比离心泵,对固体颗粒比较敏感,一般大于介质密度10倍以上的可以选用悬液分离器,对含固率较高的的确并不适用,输送介质的黏度不易太高,流动性不能太差。这也是区分各类转子泵和离心泵的主要参考属性之一

4自吸能力对比

凸轮转子泵和自吸离心泵都有着较好的自吸能力,在选型时主要考虑有效气蚀余量 NPSHA,看自吸离心泵是否能满足0.6m的要求,凸轮转子泵相比而言虽然也会发生气蚀但相对影响小。

5输送方向对比

凸轮转子泵可以通过调整电机的转向,进行双相输送,不会影响机械性能,而离心泵只能单一方向运转做功。

凸轮转子泵的适用范围及特点

在输送黏度高的介质、有较强自吸要求的工况、有计量要求的场合,气液混输或固液混输的场合,相对的小流量高扬程的工况,对介质需要柔和且流量要求稳定的场合,需要转子泵具有正反转的场合。上述场合下凸轮转子泵可以最好的发挥其功能,运行性能优异,后期维护成本低。

据目前了解,凸轮转子泵应用在污水处理装置内比较多,无论是工况还是介质特性对凸轮转子泵而言都比较合适。但由于其结构的限制,往往出口压力在1.2MPa以下,最高不超过1.6MPa,介质温度一般不易超过80℃,不锈钢一般不超过l10℃,含固率最高不得超过2%左右,当然需要设计选型人员根据具体工况具体分析,包括腐蚀情况,之前是否有药剂的加注,氯离子浓度,HS含量等

凸轮转子泵的选型

1)凸轮转子泵的转子泵壳最好要整体铸造而成,经过硬化处理,转子泵壳内壁要配有轴向保护衬板。

2)快速开启式设计的转子泵盖,打开转子泵盖即可在线维修,更换易损件会更加简便,无需拆卸管路或移除设备,维护方便。

3)双端面轴承支撑提供转子泵运行的稳定性,避免悬臂式结构转子泵运转时轴变形和部件磨损。

4)最好设置独立的中间隔离腔,隔离腔充满润滑油,用以润滑和冷却机封,同时配有螺旋孔,在机械密封损坏时,可以从螺旋空溢出,便于发现。

5)在石化行业中,转子泵壳的最大许用工作压力应至少等于规定的安全阀压力设定值。安全阀的压力设定值应至少超过额定排出压力的10%或1.7MPa,取两者中的较大值。电机的选型要根据安全阀的整定压力进行核算,尤其在小流量时,避免安全阀未起跳时电机已超功率跳闸。

在选型时需要根据介质特点甄别,包括腐蚀性、毒性、温度、流量、压力、颗粒物含量、气蚀余量、自吸高度等,选择适用的转子泵型,以满足使用要求。

结束语

在适合的场合选用适合的转子泵型可以大大提高机转子泵运转的可靠性,转子泵有独特的设计和优异的性能,转子泵型的种类较多且适用场合不同,需要在选型时结合各现场的使用经验进行综合评估。随着化工等行业生产的逐渐精细化,人们对各类转子泵的认识会逐步加深,转子泵本身也可以与传统的离心泵形成有效的互补,希望今后在各领域均能看到各类转子泵的应用。

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