凸輪轉(zhuǎn)子泵的選型及應(yīng)用

摘要:在化工領(lǐng)域,考慮到一次投賚成本和維修簡(jiǎn)便,很多裝置內(nèi)輸送物料場(chǎng)合業(yè)主習(xí)慣選用離心泵的轉(zhuǎn)子泵型比較多,而轉(zhuǎn)子泵如螺桿轉(zhuǎn)子泵、齒輪轉(zhuǎn)子泵、凸輪轉(zhuǎn)子泵、滑片轉(zhuǎn)子泵等轉(zhuǎn)子泵型應(yīng)用較少,但隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有些工況下常規(guī)傳統(tǒng)的離心泵已不能滿足或并不適用復(fù)雜工況的使用要求,因機(jī)轉(zhuǎn)子泵選型不合適造成機(jī)械密封等零部件岀現(xiàn)頻繁損壞或機(jī)械故障,設(shè)備維修的頻率提髙,維修成本隨之提高。轉(zhuǎn)子泵可以和離心泵之間形成互補(bǔ),越來(lái)越多的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,主要對(duì)凸輪轉(zhuǎn)子系的選型和應(yīng)用進(jìn)行閑述

概述

轉(zhuǎn)子泵是容積轉(zhuǎn)子泵的一種,這種轉(zhuǎn)子泵通過(guò)空間的周期性變化,吸入和壓出介質(zhì),使介質(zhì)的能量升高,轉(zhuǎn)子泵的類型有很多種,目前常用的轉(zhuǎn)子泵主要包括螺桿轉(zhuǎn)子泵、齒輪轉(zhuǎn)子泵、凸輪轉(zhuǎn)子泵、滑片轉(zhuǎn)子泵、擺動(dòng)轉(zhuǎn)子泵,其中有些轉(zhuǎn)子泵型的叫法可能有偏差,包括羅茨轉(zhuǎn)子泵、撓性葉輪轉(zhuǎn)子泵、旋轉(zhuǎn)活塞轉(zhuǎn)子泵等,類型比較多。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在石化板塊中離心泵的占比最高,可達(dá)60%-80%,而各類轉(zhuǎn)子泵占比總和約為10%-20%,因此也可以看出用戶般對(duì)常規(guī)的離心泵都比較熟悉,用戶比較習(xí)慣選用一些常規(guī)的離心泵,但這就會(huì)造成一些并不完全適用的場(chǎng)合也選用了離心泵。

凸輪轉(zhuǎn)子泵和離心泵對(duì)比

1成本對(duì)比

凸輪轉(zhuǎn)子泵和離心泵的整體造價(jià)比對(duì)而言,凸輪轉(zhuǎn)子泵的一次采購(gòu)費(fèi)用要高于離心泵,具體會(huì)高多少需要根據(jù)不同型號(hào)不同材質(zhì)進(jìn)行對(duì)比;但值得一提的是,凸輪轉(zhuǎn)子泵的配件,尤其是易損件更換的成本要遠(yuǎn)低于離心泵,離心泵更換機(jī)封成本較高。

2能耗對(duì)比

凸輪轉(zhuǎn)子泵的效率值一般在70%-95%,離心泵的效率值般在5%-90%。離心泵的效率值根據(jù)葉輪切割試驗(yàn)得出的性能曲線得來(lái),在偏離最高效率點(diǎn)時(shí),效率下降的比較快；凸輪轉(zhuǎn)子泵保持轉(zhuǎn)子泵特點(diǎn),機(jī)泵的效率值維持在一個(gè)范圍內(nèi)。通常來(lái)講,凸輪轉(zhuǎn)子泵的效率高于離心泵的效率,在需要連續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合更加節(jié)能。

3適用介質(zhì)對(duì)比

凸輪轉(zhuǎn)子泵對(duì)介質(zhì)的含固率并沒(méi)有嚴(yán)格限制,一般固體顆粒的工況均可滿足,固體顆粒直徑不大于150mm即可;同時(shí)可輸送黏度較高的介質(zhì),理論上不大于500000P。對(duì)比離心泵,對(duì)固體顆粒比較敏感,一般大于介質(zhì)密度10倍以上的可以選用懸液分離器,對(duì)含固率較高的的確并不適用,輸送介質(zhì)的黏度不易太高,流動(dòng)性不能太差。這也是區(qū)分各類轉(zhuǎn)子泵和離心泵的主要參考屬性之一

4自吸能力對(duì)比

凸輪轉(zhuǎn)子泵和自吸離心泵都有著較好的自吸能力,在選型時(shí)主要考慮有效氣蝕余量 NPSHA,看自吸離心泵是否能滿足0.6m的要求,凸輪轉(zhuǎn)子泵相比而言雖然也會(huì)發(fā)生氣蝕但相對(duì)影響小。

5輸送方向?qū)Ρ?/p>

凸輪轉(zhuǎn)子泵可以通過(guò)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向,進(jìn)行雙相輸送,不會(huì)影響機(jī)械性能,而離心泵只能單一方向運(yùn)轉(zhuǎn)做功。

凸輪轉(zhuǎn)子泵的適用范圍及特點(diǎn)

在輸送黏度高的介質(zhì)、有較強(qiáng)自吸要求的工況、有計(jì)量要求的場(chǎng)合,氣液混輸或固液混輸?shù)膱?chǎng)合,相對(duì)的小流量高揚(yáng)程的工況,對(duì)介質(zhì)需要柔和且流量要求穩(wěn)定的場(chǎng)合,需要轉(zhuǎn)子泵具有正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。上述場(chǎng)合下凸輪轉(zhuǎn)子泵可以最好的發(fā)揮其功能,運(yùn)行性能優(yōu)異,后期維護(hù)成本低。

據(jù)目前了解,凸輪轉(zhuǎn)子泵應(yīng)用在污水處理裝置內(nèi)比較多,無(wú)論是工況還是介質(zhì)特性對(duì)凸輪轉(zhuǎn)子泵而言都比較合適。但由于其結(jié)構(gòu)的限制,往往出口壓力在1.2MPa以下,最高不超過(guò)1.6MPa,介質(zhì)溫度一般不易超過(guò)80℃,不銹鋼一般不超過(guò)l10℃,含固率最高不得超過(guò)2%左右,當(dāng)然需要設(shè)計(jì)選型人員根據(jù)具體工況具體分析,包括腐蝕情況,之前是否有藥劑的加注,氯離子濃度,HS含量等

凸輪轉(zhuǎn)子泵的選型

1)凸輪轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子泵殼最好要整體鑄造而成,經(jīng)過(guò)硬化處理,轉(zhuǎn)子泵殼內(nèi)壁要配有軸向保護(hù)襯板。

2)快速開(kāi)啟式設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子泵蓋,打開(kāi)轉(zhuǎn)子泵蓋即可在線維修,更換易損件會(huì)更加簡(jiǎn)便,無(wú)需拆卸管路或移除設(shè)備,維護(hù)方便。

3)雙端面軸承支撐提供轉(zhuǎn)子泵運(yùn)行的穩(wěn)定性,避免懸臂式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸變形和部件磨損。

4)最好設(shè)置獨(dú)立的中間隔離腔,隔離腔充滿潤(rùn)滑油,用以潤(rùn)滑和冷卻機(jī)封,同時(shí)配有螺旋孔,在機(jī)械密封損壞時(shí),可以從螺旋空溢出,便于發(fā)現(xiàn)。

5)在石化行業(yè)中,轉(zhuǎn)子泵殼的最大許用工作壓力應(yīng)至少等于規(guī)定的安全閥壓力設(shè)定值。安全閥的壓力設(shè)定值應(yīng)至少超過(guò)額定排出壓力的10%或1.7MPa,取兩者中的較大值。電機(jī)的選型要根據(jù)安全閥的整定壓力進(jìn)行核算,尤其在小流量時(shí),避免安全閥未起跳時(shí)電機(jī)已超功率跳閘。

在選型時(shí)需要根據(jù)介質(zhì)特點(diǎn)甄別,包括腐蝕性、毒性、溫度、流量、壓力、顆粒物含量、氣蝕余量、自吸高度等,選擇適用的轉(zhuǎn)子泵型,以滿足使用要求。

結(jié)束語(yǔ)

在適合的場(chǎng)合選用適合的轉(zhuǎn)子泵型可以大大提高機(jī)轉(zhuǎn)子泵運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性,轉(zhuǎn)子泵的設(shè)計(jì)和良好的性能,轉(zhuǎn)子泵型的種類較多且適用場(chǎng)合不同,需要在選型時(shí)結(jié)合各現(xiàn)場(chǎng)的使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)估。隨著化工等行業(yè)生產(chǎn)的逐漸精細(xì)化,人們對(duì)各類轉(zhuǎn)子泵的認(rèn)識(shí)會(huì)逐步加深,轉(zhuǎn)子泵本身也可以與傳統(tǒng)的離心泵形成有效的互補(bǔ),希望今后在各領(lǐng)域均能看到各類轉(zhuǎn)子泵的應(yīng)用。