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IS100-80-125型单级离心泵流量不足问题

时间:2016-07-23 11:01:55 来源:三昌泵业 点击:0

      、IS100-80-125型单离心泵流量不足问题

        长沙某厂从德引进了座炼钢高炉。其中有台高炉风咀冷却泵由德人选型,采用了IS100—80—125型泵。该泵的额定设计参数为Q=100m3/h,H=20m,n=2900r/min,电机功率为11kw。使用要求的流量为Q≥75m3/h。
IS100-80-125型单离心泵
        泵安装好后,试车时大流量只有65m3/h左右,达不到75m3/h。
        由于用户不太懂泵的专业知识,他们将泵拆下来在试验台上试验,泵的流量可达75m3/h,甚至达100m3/h。他们百思不解,为何在现场装置又达不到75m3/h.于是跑到我厂咨询这问题。
        我厂工程师听取用户的陈述后,内心已明白这是选型扬程过低造成的。这也是难得碰到的扬程选低的事例。但是扬程应选多少呢?这又不能凭空能定的问题。需要对装置情况作深入了解后才能确定。这本不是泵厂的事情,但人特意求助于我,我还是想作点份外之事,帮他们弄清问题和解决问题。
        这虽然是台小泵,也是桩小事,但我在处理这问题时所作的工作,对于从事泵业技术工作和售后服务的人来说,也许有些启示和借鉴作用。因此不惜费点笔墨总结和整理下。

      二、对泵装置系统的调查

        经实地测量,管路情况如下(参看示意图5.2—1):

        1、吸入管路:

        管径Dg100   总长L0=4.88m
        管路附件    带滤网底阀1个(旋启式)ζ1=1.7(IR)
                                  900焊接弯管1个(二节焊)ζ2=0.38(日)

        2、吐出管路:

        单向逆止阀   1个 ζ3=1.7(IR) 7(中) 1.5(日)
        闸阀      3个 ζ4=0.14(日、中、IR)
        过滤器     1个 k=6.05×10-4(见后面计算) 
                                                  ζ5=23.17
        900焊接弯管   5个 ζ6=0.38(日) 0.4(中)
        1200焊接弯管  3个 ζ7=0.27(日)
        三通(转弯流) 2个 ζ8=1.02(IR) 0.88(日) 1.22(中)
        三通(直流) 4个   ζ9=0.34(IR)
        泵出口大小头 1个   ζ10=0.07

        3、风咀分管路:

        D—E段 管径Dg32 长度L2=0.8m
        E—F段 管径Dg60  长度L3=2m(金属软管)
        F—G段 管径Dg50  长度L4=3.3m
        管路附件:
        D—E: 三通分流  1个 ζ10=1.32(IR)
        旋塞阀   1个 ζ11=0.1
        突扩大   1个 ζ12=0.56(用小管流速)(IR、中)
        E—F:1800弯管  2个 ζ13=0.9(IR)
        突缩(60/32)2个 ζ14=0.38(IR)0.35(日)0.43(中)
        风咀内损失估计 △h=0.5m
        F—G:闸阀        1个 ζ16=0.15(IR)
        三通分流   1个 ζ17=1.02(IR)
        900弯管   1个 ζ18=0.38(日)
        突缩(60/50)2个 ζ19=0.38(IR)

        4、喷淋管路:

       管径  Dg80  上环 L5=12.1m
        管件:三通分流口  1个 ζ20=1.08(IR)
        900焊接弯管 4个 ζ21=0.38(日)
        闸阀        1个 ζ22=0.14(IR)
        出口流    1个 ζ23=1.0(日)
        以上式中:IR—指引用美IR公司数据;
       日—指引用日本相关公司数据;
       中—指引用中相关公司数据;
IS100-80-125型单离心泵装置系统
  图5.2—1     IS100-80-125型单离心泵装置系统

      三、关于B—C段(过滤器)阻力降的分析与计算

        三月二十七日,铸铁车间对B—C段(过滤器)阻力降进行了测试。测试结果是:
        当Q=55m3/h时,B点压力PB=1.8kgf/cm2
        C点压力PC=1.5kgf/cm2
        表位距为(估计):ZC—ZB=0.8m
        分析:当Q=55m3/h时,B、C两点的压差为PB-PC=0.3 kgf/cm2。相当于3m的水柱.考虑到测压点的表位距,实际压差为3-0.8=2.2m。
        计算:B-C段的阻力系数KB-C为:
 B-C段的阻力系数
        当流量为80m3/h时,B-C段的阻力降为:
B-C段的阻力
        过滤器的阻力系数ζ5估算
        当流量为80m3/h时, 过滤器的阻力系数估算
        B-C段的沿程损失:
        除过滤器以外的局部损失:过滤器以外的局部损失
        滤网的损失为:滤网的损失

      四、计算Q=80m3/h时整个系统的阻力降

        1、吸入管路的损失:

吸入管路的损失
        沿程损失:沿程损失
       
        局部损失:局部损失
        吸入管路总损失:吸入管路总损失
        若吸入管路采用Dg200管子,
        则:
        

        2、吐出管路的损失

吐出管路的损失

        3、D—E段Dg32管路损失

D—E段Dg32管路损失

        4、E—F段两节软管加风嘴的损失

E—F段两节软管加风嘴的损失

        5、F—G段阻力损失(Dg50)

F—G段阻力损失(Dg50)

        6、Dg80喷淋管路损失

Dg80喷淋管路损失

      五、装置扬程及装置扬程计算

        装置扬程方程式为:HZ=Hg+KQ2
        已知:几何扬程Hg=10.5-(-0.2)=10.7m
        阻力系数K=27.376×10-4
        所以:  HZ=10.7+27.376×10-4 Q2    (Q—m3/h)
        按上式作出HZ—Q曲线(见图5.2—2)

      六、按照HZ—Q曲线确定泵的选型

        要求使用流量为75 m3/h,考虑10%的流量余量和15%的扬程富余量。确定泵的流量为QP=82.5 m3/s。此时按照HZ—Q曲线查得Hp=29.4m。即曲线上的B点。
        原选型IS100—80—125。当Q=100 m3/s时,H=20m。泵的H—Q曲线与HZ—Q曲线实际交于E点。即大流量只能达到68 m3/s,小于75m3/s.所以泵选型扬程偏低。不能满足使用要求。
        本计算中所采用的局部阻力系数,综合考虑了日本、美IR公司和我的相关资料,在三种资料中取用美IR公司的较多,而IR的资料般ξ偏小。加上对风嘴的阻力降不了解(仅估记为0.5m损失)和其他些不可预料的因素。并参照到内现有泵的标准性能,所以建议选用IS100—80—160型泵,配带功率15kw。
        IS100—80—160型泵的H—Q曲线与HZ—Q曲线实际交于C点(Q=90 m3/s时,H=33.2m)。有(90/75 =1.2)20%的流量富余。可满足使用要求。
        当然选用IS100—65—200A型泵(电机15kw)也是可以的。此时在装置中运行,流量达100m3/s左右。富余量有33%。

      七、对现有管路装置的分析

        从本计算中看出,阻力降主要集中在过滤网。Dg32管段和Dg60管段两头的Dg32管嘴上,其次在吸入管和Dg80管段上。特别是Dg32管及其几个管件的阻力降(3.86+2.93=6.77m),已占整个损失的39%(6.79/17.52=38.8%)。
吸入管段的损失也达到1.36m。改用Dg200时可降至0.08m。
        如果能将Dg32加大到Dg50,并将吸入管改为Dg200。整个阻力降可减少6.39m。此时采用IS100—80—125也可达到80m3/s的流量。
        八、将Dg32改为Dg50后的装置扬程计算
将Dg32改为Dg50后的装置扬程计算

      九、将Dg32改为Dg50,并去掉过滤网后的HZ—Q曲线

过滤网后的HZ—Q曲线

      十、实际处理情况及结果

        用户根据我的分析报告和选型建议,选用了IS100—80—160型泵,经过现场试验结果,流量满足使用要求。问题得到圆满解决。

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