為特定使用場合選擇泵需要考慮許多因素的影響,這些因素包括諸如液體特征、泵用材料、系統流量/壓頭要求、預期壽命、能量消耗、如冷卻水系統等特定設備的可用性等。這些方面的準確選擇是選擇合適泵的關鍵。
1.泵類型的選擇
基本泵設計中,有好幾種不同的類型,每種設計都能用于一定的流量一壓頭組合范圍。用于不同壓頭和流量下的泵型。
除了流量和壓頭之外,泵的其他工作特性也將幫助工程技術人員為給定場合選擇泵型。以下部分將詳細介紹一些要考慮的因素。
2.自吸要求
如果從泵吸氣管下面的源頭抽吸,那么泵必須具有自吸能力。容積式泵如活塞泵、螺桿泵或齒輪油泵,在比較小的容量范圍限度內能夠自吸。也有特殊離心泵結構也能在這種情況下自吸。
3.可變壓頭/流程要求
離心式軸流泵能工作于各種不同的壓頭和流量情況下,通過觀察給定的泵曲線,可以很容易地確定這些類型泵的壓頭/流量范圍。離心泵曲線,對于特定的葉輪尺寸,如果能得到足夠的jvPSfi,離心泵能夠產生在它的流量一壓頭特性曲線內的任何流量,這與系統壓頭曲線是一致的。通過出口節流或改變泵的轉速,可以改變系統壓頭特性以改變泵的流量。
4.高壓頭要求(高于單級離心泵能力)
根據所要的流量,離心泵或活塞泵能完成不同的高壓頭要求。如果需要相對較小的流量,可使用整體齒輪高速離心泵或活塞泵。在選擇這兩種泵時,可能會提出其他問題:
活塞泵的脈沖流量會對系統運轉不利嗎?脈沖緩沖器能解決這個問題嗎?
液體是否足夠干凈以避免活塞和缸體過早磨損
對于高流量高壓頭組合,可以采用多級離心泵,這種類型泵的不同結構,價格有很大不同,價格體現了整個應用范圍(高溫、低溫、水、烴類、等)的特定設計。
5.具有精確流量調整能力的低流量
對于需要精確測量流量的低流量應用場合,選用比例泵比較合適。這種類型的泵也可具有不同的流量,一些類型的齒輪、活塞和隔膜泵也可以應用于為流量調整而使用的各種速度驅動組合中。
6.低有效凈正吸入壓頭
如果APSllA很低的話,可以考慮使用專門設計的離心泵。根據IVPSIIA有多低,可選用具有吸入誘導輪的臥式端吸或臥式雙吸布置。在浸入生產液體(可能在儲罐里或容器里),或者浸入,種專門設計的容器中(又稱作吸入罐),該罐安裝在低一級的系統中,以提高NPSIIA,這種情況下也可以使用立式透平泵。
7.規范和工業標準要求
在煉廠或化工廠使用的大部分泵、其設計、結構、額定參數和實驗方法均根據美國石油學會(API)、美國機械工程師學會(AS111E)、水力學會、國家防火協會(NFPA)、過程工業慣例(PIP)、國際標準化組織(ISO)和各種其他的國際標準加以制定。裝置的重要性、在此裝置中使用泵的種類和工廠的坐落位置,將決定采用哪種(或哪幾種)工業標準。
就防火泵系統而言,為滿足用戶對保險公司的要求,必須強制服從N FPA的標準。如果泵安裝在石油煉廠或化工廠,根據裝置的重要性以及用戶喜好,采用API或ASME的標準,也可以采用諸如德國工業標準(DIN)、英國標準(BS)、日本工業標準(.11s)或ISO等國際標準。這些標準用來給泵提供一個質量標準,以滿足終端用戶對泵的需求和期望。很明顯,核電廠的緊急供水泵比辦公室的飲用水升壓泵的質量要求嚴格得多。這些規范/標準所涵蓋的質量問題,包括從詳細設計問題到檢查和性能監測要求。
8.液體特性
諸如粘度、密度、蒸汽壓力、揮發性、化學穩定性、顆粒含量以及夾帶的氣體等,這些液體特性是選擇合適泵時需考慮的重要因素。泵可以應用于很大范圍的液體類型,一個正排量的螺桿泵能用于輸送牙膏、花生油和洗發劑,但它通常不是輸送水或汽油的最佳選擇;對于水力控制系統,旋轉可變排量活塞泵是很好的選擇,但在飲用水應用場合并非如此;旋轉式滑片泵可以成功地用于輸送熱柏油以及潤滑油系統中受限制的場合。
為特定的液體選擇最好的泵是很困難的,以前的成功經驗通常是選擇合適泵的最好指南。這些信息可以從終端用戶、授予生產執照部門以及泵生產廠家那里得到,選擇時必須仔細考慮他們的建議。
9.泵用材料
泵用材料取決于被抽送的液體和周圍的環境,抗腐蝕和抗磨損是最重要的兩個性質。工程技術人員必須確定哪種材料對特定的設備最適合并且最經濟,對于這些要求,工程技術人員通過比較昂貴的耐用材料和壽命較短的便宜材料做出評價,諸如連續還是間歇運轉方式、關鍵還是非關鍵設備以及工廠的運行期等,是選擇材料時必須考慮的因素。
一般來說,泵可由鑄鐵、球墨鑄鐵、青銅、碳鋼、合金鋼制成,在某些情況下,泵也可由合成材料或諸如蒙乃爾高強度耐蝕鎳銅合金、耐鹽酸鎳基合金或欽等特殊合金制成。選擇材料時保證泵預定壽命非常重要,此外必須考慮安全問題。鑄鐵不作傳輸易燃易爆液體泵的壓力腔,因為當受到急冷急熱時,生鐵易碎,對于這些場合,壓力腔必須采用高韌性的延性材料,碳鋼或合金鋼。
10.驅動裝置的選擇
選擇泵設備的驅動形式同選泵一樣重要,影響驅動裝置選擇的因素是投資費、可用的驅動裝置類型、運轉可靠性,以及使用時的可用性及操作成本等。當只考慮初始成本時,采用恒速電動機最經濟。工廠中通常有多余的蒸汽,當和電費做比較時,使用蒸汽機的額外成本是合理的。為滿足可靠性的要求,既需要使用一個主蒸汽驅動泵也需一個備用電動機驅動泵。就防火泵而言,電池起動的柴油機需要與工廠的公用設施隔離。如果泵在其設計狀態下運轉良好,有時證明使用比較昂貴的變速電動機也合算,因為它可以大大地減少能量消耗。
在選擇泵驅動裝置時,還應考慮其他因素。就蒸汽渦輪機而言,由于要求管道輸送,成本和安裝費都比較高。在工廠運行期間,蒸汽渦輪機需要較多維護,這對使用者來說很不方便。通常應考慮根據過去已證實的性能做出選擇,以及選擇與工廠現有設備相匹配的驅動裝置,以減少備用儲備。
空氣驅動的膜片泵可用于相對小容量的情況下,它們尤其在有危害的區域有效,這些地方不適合采用電動機。
11.其他的設備供給決定
由于技術和商業上的原因,購買方可以決定購買不同方式組合的泵和驅動裝置。
可以分別購買泵和驅動裝置。如果泵或驅動裝置(但并非兩者)可以從當地購買,這樣分開來可能有利。這樣不但可以節省運費,并且可以使購買者滿足當地制造商對工程中本地產品含量的要求。在重要的大項目中,分開購買泵和驅動裝置能降低并能限制備用儲備。
購買者也必須考慮分開購買泵和驅動裝置相關的風險。與泵供應商為用戶提供的單一資源責任和所有部件安裝在底板上相比,這樣購買的設備安裝和校正問題(導致啟動延遲)更可能發生。
如果決定將泵和驅動裝置分開來購買,泵生產廠家為組合安裝提供設備,或提供一個能將驅動裝置安裝于其上的底板。無論何種方式,都需要更多的工廠檢查以確認現場接口的尺寸。應該注意,泵生產廠家可能在購買一個大容量的電動機時,能取得比大多數公司和工程承包商更大的折扣。