发展趋势
泵是企业不可缺少的重要设备之一,受工作条件影响,经常出现腐蚀、气蚀、冲刷、磨损等现象,导致设备失效。企业只能投入大量的资金购入新泵,而报费大量的部件,造成资金的大量浪费。 国内的泵的设计和制造基本上还是遵守“金属”思想,即采用不锈钢、碳钢材料作为主要的泵体材料,面对高腐蚀、强冲刷的环境,就需要高镍合金,甚至采用钛、锆、钽等优良的耐腐蚀材料,这些稀有金属材料价格昂贵且价格浮动大,并且制造成本高和制造工艺复杂等原因造成此类泵的价格昂贵,一般几万到几百万不等,也就造成了此类泵的采购成本高。伴随着国际***泵体研究的发展和新材质泵体的应用,国内科研机构借鉴西方发达国家对泵体研究的发展思路,国内少数企业机构开始研制无机非金属材料如陶瓷、玻璃钢、石墨和碳素制品以及合成有机高分子材料如塑料、玻璃纤维或碳纤维增强的工程塑料等。这些国内的泵类的发展趋势迎合了国际趋势,并且很快在国内取得了良好的使用效果。
世界***的美国福世蓝抗腐蚀、气蚀及耐磨技术,材料自身所具备的优越性能外,与金属相比较,金属的耐磨靠的是硬度,是常量。而材料性能本身是变量,由于它的特殊分子结构赋予的高弹性,适应交替变形和温度的变化等性能,确保材料的吸震性、耐磨性的提高。其高密度的分子量及光滑表面,不但提高抗气蚀的能力,还可以提高泵效 6-7%。而材料自身具有的抗腐蚀性,更好的弥补了金属被弱酸腐蚀的弱点,避免金属被腐蚀后磨损再腐蚀再磨损的恶性循环,从而提升设备的使用寿命。即使经过长时间使用后出现了泵体腐蚀、侵蚀、气蚀后,仍然可以应用高分子复合材料修复继续使用,使其继续像新泵一样使用,实现良性循环,避免了重复性采购新泵带来的采购成本压力。
正是通过像此类细节问题的有效解决,才实现了欧美日韩企业生产成本低,***的优势。国内企业在不断引进***设备、高薪聘请管理人员的同时,却忽略了此类日常设备管理细节,只是片面的通过降低工人工资、减少福利待遇等措施来降低成本,造成工人劳动积极性低、管理混乱的状况也就在所难免。正如汪中求先生所倡导的“细节决定成败”,阐述的就是此类道理。
再看美国福世蓝高分子复合材料的强大优势:
施工工艺简单无论是对新泵的提前保护还是对因腐蚀冲刷而报废的旧泵,只需四路即可完成,无需特殊工具和专业技术人员,简单易学、操作方便。
1.表面处理,在气焊枪灼烧泵体表面除油污和潮气,酒精擦拭去酸碱残液。
2.调和材料。
3.涂抹材料,将调和好的材料均匀涂抹至泵体。
4.等待固化。
显而易见,此类材料的使用***降低了生产费用,无需采购***值金属,无需特殊设备和专业人员制作,而且使用效果良好、寿命***、修复更简单,其巨大优势绝非国内泵体材料能比。正是基于此种原因,国内部分创新意识较强的企业已与我们合作,并在几十台大型、巨型泵体上得到应用,***降低了泵体材料费用和维修维护费用,数十台泵已远销欧美、中亚、东南亚等。
台数选择
1、对正常运转的泵,一般只用一台,因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当,(指扬程、流量相同),大泵效***于小泵,故从节能角度讲宁可选一台大泵,而不用两台小泵,但遇有下列情况时,可考虑两台泵并联合作:流量很大,一台泵达不到此流量。
2、对于需要有50%的备用率大型泵,可改两台较小的泵工作,两台备用(共三台)
3、对某些大型泵,可选用70%流量要求的泵并联操作,不用备用泵,在一台泵检修时,另一台泵仍然承担 生产上70%的输送。
4、对需24小时连续不停运转的泵,应备用三台泵,一台运转,一台备用,一台维修。
水泵
所属类别 : 凝聚态物理学泵,一种用以增加液体或气体的压力,使之输送流动的机械,与“蹦”或“流”同音,为英语pump的音译,是一种用来移动液体、气体或特殊流体介质的装置,即是对流体作功的机械。
人类及动物的心脏可说是天然的泵,它把血液输送到身体各个部分。
基本信息
中文名称:水泵
外文名称:water pump
更多类型:RO泵,增压泵,RV泵
相关地区:三角洲
类别:机电
更多类型:水泵,稳压泵,供水泵,RO隔膜泵
类型:离心泵、轴流泵和混流泵等
释义:输送液体或使液体增压的机械工作原理机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
1 、 容积式泵:利用工作腔容积周期变化来输送液体。
2 、 叶片泵:利用叶片和液体相互作用来输送液体。
具体用途水泵具有不同的用途,不同的输送液体介质,不同的流量、扬程的范围,因此,它的结构形式当然也不一样,材料也不同,概括起来,大致可以分为:
1 、城市供水 2 、污水系统 3 、土木、建筑系统 4 、农业水利系统 5 、电站系统6 、化工系统 7 、石油工业系统 8 、矿山冶金系统 9 、轻工业系统 10 、船舶系统
类型分类
按行业分类石油泵、冶金泵、化工泵、渔业泵、矿业泵、电力泵、水利泵、水处理泵、食品泵、酿造泵、制药泵、饮料泵、炼油泵、调料泵、造纸泵、纺织泵、印染泵、制陶泵、油漆泵、农药泵、化肥泵、制糖泵、酒精泵、环保泵、制盐泵、啤酒泵、淀粉泵、供水泵、供暖泵、农用泵、园林泵、水族泵、锅炉泵、医用泵、船舶泵、航空泵、汽车泵、消防泵、水泥泵、空调泵、核电泵、机械泵、燃气泵
按原理分类往复泵、柱塞泵、活塞泵、隔膜泵、转子泵、螺杆泵、液环泵、齿轮泵、滑片泵、罗茨泵、滚柱泵、凸轮泵、蠕动泵、扰性泵、叶片泵、离心泵、轴流泵、混流泵、漩涡泵、射流泵、喷射泵、水锤泵、真空泵、旋壳泵、软管泵
按用途分类输送泵、循环泵、消防泵、试压泵、排污泵、计量泵、卫生泵、加药泵、糊化泵、输液泵、消泡泵、流程泵、输油泵、给水泵、排水泵、疏水泵、挖泥泵、喷灌泵、增压泵、高压泵、保温泵、高温泵、低温泵、冷凝泵、热网泵、冷却泵、暖通泵、深井泵、止痛泵、化疗泵、抽气泵、血液泵、抽料泵、除硫泵、剪切泵、研磨泵、燃油泵、吸鱼泵、浴缸泵、源热泵、过滤泵、增氧泵、洗发泵、注射泵、充气泵、燃气泵、美工泵、加臭泵、切碎泵
按介质分类清水泵、污水泵、海水泵、热水泵、热油泵、稠油泵、机油泵、重油泵、渣油泵、沥青泵、杂质泵、渣浆泵、沙浆泵、灰浆泵、灰渣泵、泥浆泵、水泥泵、混凝土泵、粉末泵、酸碱泵、空气泵、蒸汽泵、氧气泵、氨气泵、煤气泵、血液泵、泡沫泵、乳液泵、涂料泵、硫酸泵、盐酸泵、胶体泵、酒精泵、啤酒泵、葡萄酒泵、巧克力泵、奶泵、淀粉泵、麦汁泵、牙膏泵、盐卤泵、卤水泵、碱液泵、熔盐泵、油脂泵、农药泵、化肥泵、药剂泵、气液泵、油剂泵、化纤泵、纺丝泵、剂量泵、油漆泵、果浆泵、纸浆泵、胰岛素泵、浓浆泵、气泵、水泵、油泵
按结构分类单级泵、多级泵、单吸泵、双吸泵、端吸泵、自吸泵、轴封泵、屏蔽泵、微型泵、长轴泵、中开泵、高速泵
按组装分类前置泵、立式泵、卧式泵、管道泵、潜水泵、液下泵、插桶泵
按启动分类电动泵、气动泵、磁力泵、电磁泵、手动泵、汽动泵
按材料分类铸铁泵、铸铝泵、不锈钢泵、塑料泵、玻璃泵、陶瓷泵、石墨泵、铸钢泵、铸铜泵、钛合金泵、铝合金泵、衬氟泵
按性能分类防爆泵、耐磨泵、耐腐蚀泵、无泄漏泵、卫生泵、自动泵、变频泵
水泵的安装
1. 在地理环境许可的条件下,水泵应尽量靠近水源,以减少吸水管的长度。水泵安装处的地基应牢固,对固定式泵站应修专门的基础。
2. 进水管路应密封可靠,必须有专用支撑,不可吊在水泵上。装有底阀的进水管,应尽量使底阀轴线与水平面垂直安装,其轴线与水平面的夹角不得小于45°。水源为渠道时,底阀应高于水底0.50米以上,且加网防止杂物进入泵内。
3. 机、泵底座应水平,与基础的联结应牢固。机、泵皮带传动时,皮带紧边在下,这样传动效***,水泵叶轮转向应与箭头指示方向一致;采用联轴器传动时,机、泵必须同轴线。
4. 水泵的安装位置应满足允许吸上真空高度的要求,基础必须水平、稳固,***动力机械的旋转方向与水泵的旋转方向一致。
5. 若同一机房内有多台机组,机组与机组之间,机组与墙壁之间都应有800mm以上的距离。
6. 水泵吸水管必须密封良好,且尽量减少弯头和闸阀,加注引水时应排尽空气,运行时管内不应积聚空气,要求吸水管微呈上斜与水泵进水口联接,进水口应有一定的淹没深度。7. 水泵基础上的预留孔,应根据水泵的尺寸浇注。
水泵工作原理
(一)离心泵的工作原理及特点
1、离心泵的工作原理水泵开动前,先将泵和进水管灌满水,水泵运转后,在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下,叶轮流道里的水被甩向四周,压入蜗壳,叶轮入口形成真空,水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。由此可见,若离心泵叶轮不断旋转,则可连续吸水、压水,水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述,离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下,将水提相高处的,故称离心泵。
2、离心泵的一般特点
(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入,垂直于轴向流出,即进出水流方向互成90°。
(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水,因此在起动前必须相泵内和吸水管内灌注引水,或用真空泵抽气,以排出空气形成真空,而且泵壳和吸水管路必须严格密封,不得漏气,否则形不成真空,也就吸不上水来。
(3)由于叶轮进口不可能形成真空,因此离心泵吸水高度不能超过10米,加上水流经吸水管路带来的沿程损失,实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。如安装过高,则不吸水;此外,由于山区比平原大气压力低,因此同一台水泵在山区,特别是在高山区安装时,其安装高度应降低,否则也不能吸上水来。
(二)轴流泵的工作原理及特点
1、轴流泵的工作原理轴流泵与离心泵的工作原理不同,它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力,可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转,在叶片产生的升力作用下,连续不断的将水向上推压,使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转,水也就被连续压送到高处。
2、轴流泵的一般特点
(1)水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出,因此称轴流泵。
(2)扬程低(1~13米)、流量大、效益高,适于平原、湖区、河网区排灌。
(3)起动前不需灌水,操作简单。
(三)混流泵的工作原理及特点
1、混流泵的工作原理由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间,因此,混流泵的工作原理既有离心力又有升力,靠两者的综合作用,水则以与轴组成一定角度流出叶轮,通过蜗壳室和管路把水提向高处。
2、混流泵的一般特点
(1)混流泵与离心泵相比,扬程较低,流量较大,与轴流泵相比,扬程较高,流量较低。适用于平原、湖区排灌。
(2)水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度而吸入和流出的,故又称斜流泵。
三、常用的农用泵
(一)离心泵离心泵型号、品种规格及其变型产品在农用泵中是最多的。根据水流入叶轮的方式、叶轮多少、泵本身能否自吸以及配套动力大小和动力品种等,离心泵有单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、多级离心泵、自吸离心泵、电动机泵和柴油机泵等。
1、单级单吸离心泵老的泵型号有BA、B型单级单吸离心泵,80年代,我国根据***和排灌机械实际情况,对离心泵产品进行更新换代研制工作,并生产IB型、IQ型单级离心泵系列产品,已列为国家专业标准和行业标准。单级单吸离心泵,水由轴向单面进入叶轮,叶轮只有一个,因此称为单级单吸离心泵。其特点是,与混流泵、轴流泵相比,扬程较高,流量较小,结构简单,使用方便。IQ型单级单吸离心泵(又称轻小型离心泵)是针对我国国情并满足用户提出结构简单、重量轻、价格低、性能好和配套方便的要求而设计的,共有84种产品,分3个派生系列,413个规格型号。
(1)性能范围 泵口径50~200毫米,流量12.5~400立方米/时,扬程8~125米,配套动力有柴油机直联、皮带传动,电动机直联,功率1.1~110千瓦,转速1450~2900转/分。
(2)结构型式 轻小型离心泵为轴向吸入单级单吸悬架式离心泵,泵体后开门,出口位于中心向上,后盖为压嵌式,轴承体与泵体直接联结,泵脚位于泵体下方,轴承用黄油润滑,轴封分为软填料、机械密封、橡胶油封三种。叶轮均为闭式,传动分为联轴器传动和皮带传动两种。泵叶轮转向:从泵进口方向看,叶轮转向为顺时针,当泵与柴油机直联传动时,为逆时针。泵出口可装置手动泵,可去掉底阀,减少水力损失,并能使泵自吸。
2、单级双吸离心泵它是从叶轮两面进水的单级双吸离心泵,因泵盖和泵体是采用水平接缝进行装配的,又称为水平中开式离心泵。与单级单吸离心泵相比,效***、流量大、扬程较高。但体积大,比较笨重,一般用于固定作业。适用于丘陵、高原中等面积的灌区,也适用于工厂、矿山、城市给排水等方面。单级双吸离心泵有S型、Sh型、SA型、SLA型几种型号,S型与Sh型的区别是,从驱动端看,S型泵为顺时针方向旋转,Sh型为逆时针方向旋转。SLA型为立式单级双吸离心泵。S型泵性能范围流量160~18000立方米/时,扬程12~125米,进水口直径150~1400毫米,转速2950、1450、970、730、585、485、360转/分。
3、多级离心泵多级与单级泵相比,其区别在于多级泵有两个以上的叶轮,能分段地多级次地吸水和压水,从而将水扬到很高的位置,扬程可根据需要而增减水泵叶轮的级数。多级泵主要用于矿山排水、城市及工厂供水,农业灌溉用的很少,仅适用于高扬程、小流量的高山区提水来解决人畜饮水的困难。多级高心泵有立式和卧式两种型式,主要型号有D型、DL型多级离心泵,DW、DWL型小型多级离心泵。
(1)D型泵性能范围 流量6.3~720立方米/时,扬程16~600米,进水口径:50、75、100、125、150、200毫米,其中50~125毫米泵型为高转速2950转/分,150~200毫米泵型转速为1480转/分。
(2)结构型式 D型多级离心泵为卧式多级(2~12级),叶轮为单吸,泵体为分段式。当首级叶轮为双吸时,用DS表示,当同时规定有两种转速时,低速用DA表示,用于锅炉给水的多级离心泵,用DG表示。
4、自吸离心泵自吸泵是靠泵自身的特殊结构而产生自吸作用的单级单吸离心泵,称为自吸离心泵。和普通离心泵相比,在泵体结构上有***差别:一是泵进口位置提高,有时还装上吸入阀;二是在出水侧设置了一个气水分离室。
泵外自吸泵,是在泵外加有自吸装置,如带有旋涡泵、水环真空泵、射流泵以及手动泵等。自吸泵与普通离心泵相比,具有结构紧凑、使用操作简单,不但省去了起动前灌大量引水的麻烦,也省去了进水管低阀,减少了进水阻力,增加泵的出水量,但与同规格的普通离心泵的效率相比要低3%~5%。自吸泵较多的是应用在轻小型喷灌机组和管道灌机组上。
变频恒压供水
一、变频调速的特点及分析用户用水量一般是动态的,因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,即用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。恒压供水系统对于用户是非常重要的。在生产生活供水时,若自来水供水因故压力不足或短时断水,可能影响生活质量,严重时会影响生存安全,如发生火灾时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以,用水区域采用正艺恒压供水系统,能产生较大的经济效益和社会效益。随着电力技术的发展,变频调速技术的日臻完善,以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,最终达到高效率的运行目的。
二、恒压供水的变频应用方式通常在同一路供水系统中,设置多台常用泵,供水量大时多台泵全开,供水量小时开一台或两台。在采用变频调速进行恒压供水时,就用两种方式,其一是所有水泵配用一台变频器;其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号,通过PID运算自动调整变频器输出频率,改变电动机转速,最终达到管网恒压的目的,就一个闭环回路,较简单,但成本高。前种方法成本低,性能不比后种差,但控制程序较复杂,是未来的发展方向,比如上海正艺信息科技的恒压供水控制系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。
三、PID控制原理根据反馈原理:要想维持一个物理量不变或基本不变,就应该引这个物理量与恒值比较,形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定,因此就必须引入水压反馈值与给定值比较,从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统,现在控制和PID相结合的方法,在压力波动较大时使用模糊控制,以加快响应速度;在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法,同时对PLC的编程来实现泵的工频与变频之间的切换。实践证明,使用这种方法是可行的,而且造价也不高。要想维持供水网的压力不变,根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件,由于供水系统管道长、管径大,管网的充压都较慢,故系统是一个大滞后系统,不易直接采用PID调节器进行控制,而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。
四、变频控制原理用变频调速来实现恒压供水,与用调节阀门来实现恒压供水相比,节能效果十分***(可根据具体情况计算出来)。其优点是:
1、 起动平衡,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;
2、 由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;
3、 可以消除起动和停机时的水锤效应;一般地说,当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时,可考虑适当减小变频器的容量,但应注意留有足够的容量。虽然水泵在低速运行时,电动机的工作电流较小。但是,当用户的用水量变化频繁时,电动机将处于频繁的升、降速状态,而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流,导致电动机过热。因此,电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升,变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的,所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。在主要功能预置方面,频率应以电动机的额定频率为变频器的工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下,升、降速时间应尽量设定得短一些,以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时,只要在预置时设定PID功能有效,则所设定的升速和降速时间将自动失效。
五、恒压供水系统特点
1、 节电:优化的节能控制软件,使水泵实现限度地节能运行;
2、 节水:根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象;
3、 运行可靠:由变频器实现泵的软起动,使水泵实现由工频到变频的无冲击切换,防止管网冲击、避免管网压力超限,管道破裂。
4、 联网功能:采用全中文工控组态软件,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。
5、 控制灵活:分段供水,定时供水,手动选择工作方式。
6、 自我保护功能完善:如某台泵出现故障,主动向上位机发出报警信息,同时启动备用泵,以维持供水平衡。万一自控系统出现故障,用户可以直接操作手动系统,以保护供水。
六、系统应用范围
1、 自来水厂、加压泵房
2、 居民生活区、宾馆及其它建筑
3、 企业生产用水
4、 锅炉循环水系统
5、 农田灌溉系统同其它供水方式相比较,正艺变频恒压供水系统,除了具有***的节能效果外,还有以下显而易见的优势:
1、恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。
2、由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。
3、水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。***消除水锤现象。4、实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。
效率及方案
原因
1、由于水流的冲刷,水泵流道内壁和叶轮过水面变得粗糙不平,水泵内流道的摩阻系数增大,再加上水在泵内的流速很大,水头损失增加。水力效率降低。
2、由于在泵前投加***或水质等原因,使泵壳内严重积垢或腐蚀。泵壳内积垢严重的可以使泵壳壁厚增加2ram左右,而且水泵内壁形成垢瘤,使泵体容积缩小、抽水量减少、并且流道粗糙,水头损失增加。客积效率和水力效率都降低。
3、由于水泵加工工艺造成的铸造缺陷、汽蚀、磨蚀、腐蚀和化学浸蚀等原因造成泵流道内产生空洞或裂缝,水流动时产生旋涡而造成能量损失。水力效率降低。
4、叶轮表面的气蚀。由于叶片背水面运行时产生负压,当压力Pk 5、容积损失和机械损失。由于泵使用时间长,机械磨损产生漏失和阻力增大,使容积效率和机械效率降低。 以上原因,使水泵性能变差。运行效率降低2~5%,严重的可以使水泵效率降低10%以上。