中开式多级泵(水平剖分式多级泵)的正确选型是一个系统工程,需综合考虑工艺要求、介质特性、运行条件和经济效益。以下是详细的选型步骤和关键考量因素:
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一、 明确基本工艺参数(选型基础)
这些是选型的必备数据,必须尽可能准确。
1、流量(Q):单位通常为 m3/h 或 L/s。需确定正常、最大、最小流量。选型流量通常以最大流量为基础,并留有一定余量。
2、扬程(H):单位通常为米(m)。需确定泵需要克服的总扬程,包括:
静压差:出口与进口液面的高程差。
管路阻力:管道、阀门、弯头等造成的全部摩擦损失。
终端压力要求:如锅炉进水压力、喷淋系统所需压力等。
安全余量:通常计算扬程乘以系数(如1.05~1.15)。
3、介质特性
介质名称与成分:清水、锅炉给水、油类、腐蚀性化学液体等。
温度(℃):影响材料选择、汽蚀余量和冷却方式。
密度(ρ) 和 粘度(μ):直接影响泵的轴功率和性能曲线,高粘度介质需特殊换算或选型。
腐蚀性:决定过流部件(如叶轮、泵体)的材料(如304/316不锈钢、双相钢、钛材等)。
固体含量/颗粒物:是否清洁或含有磨损性颗粒,决定是否需要耐磨材料或特殊结构。
汽化压力:对必需汽蚀余量(NPSHr)有重要影响。
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4、工作环境与安装条件
安装位置:室内/室外、地面/坑内。
环境温度。
进口条件:灌注头(正压进液)还是吸上高度(负压吸液),进口管道布置。
二、 关键选型步骤
1、初步确定泵型
根据流量、扬程范围确认中开式多级泵的适用性。它特别适用于中大流量、中高扬程、对运行可靠性要求高的场合(如大型建筑供水、工业循环、矿山排水、锅炉给水)。
对比其他泵型:单级离心泵(高流量低扬程)、节段式多级泵(更高扬程、更小流量)。
2、选择具体系列与材料
根据介质特性,从制造商产品型谱中选择合适的系列(如清水泵、锅炉给水泵、化工流程泵)。
材料选择:根据介质的腐蚀性、磨损性和温度,确定泵体、叶轮、密封环等部件的材料。可参考标准(如ISO 5199、API 610)或制造商建议。
3、查阅性能曲线与型谱图
将所需的最大流量和计算扬程(含余量) 作为初始工况点,在制造商的型谱图上查找,看交点落在哪个泵型号的工作范围内。
原则:工况点应落在泵高效区(通常为最佳效率点BEP的70%-120%范围内),尽量避免在极高或极低流量点长期运行。
4、校核必需汽蚀余量(NPSHr)与装置汽蚀余量(NPSHa)
关键安全准则:NPSHa(现场有效汽蚀余量)必须 ≥ NPSHr(泵必需汽蚀余量) + 安全余量(通常≥0.5-1.0米)。
如果NPSHa不足,会导致汽蚀,损坏泵。解决方法:选择NPSHr更低的泵(如首级叶轮双吸设计)、降低安装高度、增加进口压力或采取诱导轮。
5、计算轴功率与选择电机
轴功率(P shaft) = (ρ × g × Q × H) / (1000 × η) **,其中 η 为泵在工况点的效率。
电机功率 = 轴功率 × 安全系数(通常1.1-1.25,根据功率大小和工况调整)。电机功率需取标准值。
确定密封形式:
机械密封:适用于大多数介质,尤其是清洁、有毒、贵重或易泄漏介质。根据压力、温度、腐蚀性选择单端面/双端面、平衡型/非平衡型、冲洗方案(API 682方案)。
填料密封:适用于允许少量泄漏的非危险介质(如清水),维护简单但需定期调整。
7、确定连接与安装方式
进出口法兰标准(如GB、HG、ANSI、DIN)、压力等级。
泵的支撑方式(中心支撑/底脚支撑),驱动方式(直连/带变速箱)。
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