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如何合理设计离心泵吸入口管道
作者:泵 来源:离心泵 :2021-10-09
      离心泵常遇到工况相同或相似,同一规格型号的泵运行一直良好,性能、振动和噪音也很正常,但却在极个别项目中出现了严重的问题:泵不仅出力不足,而且振动、噪音严重超标。原因何在?
一台离心泵要想在(系统)流程中发挥出其状态,除了本身的设计制造品质以外,还与外部条件因素密切相关。这里的外部条件因素主要包括:基础设计及施工、接管载荷及热膨胀值、泵进/出口管道的布置及支撑、吸入口管道的设计及直管段长度等。其中,常见的对离心泵性能会产生不利影响的主要因素为吸入口管道的设计及直管段的长度。吸入管道的正确设计是决定输送到泵的液体均匀性的关键。不稳定的液流会导致泵性能的下降,并可能由于振动和汽蚀而缩短泵的使用寿命。
               离心泵
       在工作过程中,经常会遇见买方/用户询问这样的问题:离心泵入口管道布置有无直管段长度要求?如果有,则有何依据?是否包含过渡段长度?
       现根据国内外不同手册/标准/规范中提供的成熟的工程实践、部分结合作者实际工作应用经验,就如何合理设计离心泵吸入口管道给出总结及建议,希望有助于避免工程应用中因吸入口设计不合理而造成泵组不正常的运行。
1    不同手册/标准/规范对离心泵吸入管道设计要求
在很多工程应用中,管道系统的设计和安装往往并不受到人们的重视,但必须遵循一些基本的工程实践经验。不合理的入口管道的设计和布置,可能会带来一系列的问题:
1)泵出力不足(流量减少、扬程和效率下降)。
2)运行期间噪音较大。
3)泵组振动超标。
4)轴承和机械密封过早失效。
5)泵其它零件过早磨损和失效,如耐磨环。
6)叶轮和泵壳发生汽蚀损害。
7)接口法兰处发生泄漏。
2、除直管段长度的要求没有统一标准以外,对于离心泵入口管道的设计,不同手册/标准/规范的要求大同小异。
1)管道(布置)应尽量“步步高”或“步步低”不出现或少出现气袋和液袋,尽量避免死区。
2)对输送含有固体颗粒的管道,为避免颗粒沉降堵塞管道,泵的分支管可采用大坡度或45°角连接。
3)对于侧向吸入的泵,当液体进入泵管嘴时,如有偏流、涡流,则会破坏液体在叶轮内的流动平衡,影响泵的扬程和轴功率,同时由于液体进入叶轮的角度与设计要求不同,会出现气阻,造成振动和噪声,因而使泵的性能变劣、寿命缩短。为防止这种现象的发生,侧面吸入的离心泵入口和1个管件之间要有一段长度大于3倍管径的直管段,然后才能连接弯头。
4)对于双吸离心泵,为使泵轴两侧推力相等、叶轮平衡,吸入管道应有一段直管段。当吸入管道与泵轴平行,在同一平面与泵连接时,泵吸入口法兰前方应有7DN以上的直管段,以防止由弯头引起介质偏流,从而降低泵效率和损伤叶轮;当吸入管道与泵轴成直角和泵吸入嘴相接时,直管段可包括弯头(半径),也可把大小头(过渡段)和切断阀视作直管。若安装直管段确有困难时,应在泵管嘴附近安装整流管或加导流板以防止偏流和涡流。
3、不稳定的入口液流会给泵带来如下不利影响:
1)流量、扬程特性的变化,并对泵的效率产生伤害。
2)当涡流通过叶轮叶片时,会激发振动。
3)叶轮径向力会增加。
4)诱导汽蚀。

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