如何使用空調循環(huán)水流量計在工業(yè)應用中保護泵機全力運行

一句古老的說(shuō)法，“一盎司的預防值得一攬子關(guān)注”可能是由于過(guò)程和工廠(chǎng)工程師厭倦修理或更換泵而造成的。在維護和預防最佳實(shí)踐方面，泵通常是過(guò)程自動(dòng)化中服務(wù)最多的設備。不幸的是，沒(méi)有簡(jiǎn)單的泵就沒(méi)有任何動(dòng)作，當它們不能正常運行或完全關(guān)閉時(shí)，過(guò)程變得效率低下。很多時(shí)候泵制造商被認為是問(wèn)題所在，實(shí)際上工藝或周?chē)O備配置是原因。
希望優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的工程師和技術(shù)人員可以從泵開(kāi)始，并保護泵免受常見(jiàn)危害。泵保護可提高最終產(chǎn)品或批次質(zhì)量，降低材料成本，消除浪費并降低維護成本。妥善保管您的泵可帶來(lái)積極的回報。以下是一些可以采用的簡(jiǎn)單策略 - 從過(guò)程媒體流量分析開(kāi)始。
如今，競爭激烈的全球市場(chǎng)發(fā)現了石化產(chǎn)品（圖1），食品/飲料，制藥和水/廢物處理等過(guò)程工業(yè)，將工廠(chǎng)轉變?yōu)?4/7精益運營(yíng)。結果是，大多數工廠(chǎng)的泵都在接近容量，以滿(mǎn)足物料吞吐量目標和需求。高效泵運行的最常見(jiàn)危害之一是不規則的物料流動(dòng)，這可能導致三個(gè)負面條件：（1）湍流，（2）低流量，或（3）干運行條件。
設施和工廠(chǎng)工程師采取的關(guān)鍵過(guò)程保護步驟是控制物料流，以確保泵高效運行。這導致以盡可能少的能量消耗移動(dòng)庫存或產(chǎn)品，同時(shí)降低維護要求并延長(cháng)泵的壽命。不能有效地控制材料流動(dòng)會(huì )導致一些不希望的情況，例如氣蝕，泵軸承故障或密封失效。第一個(gè)問(wèn)題 - 氣穴現象 - 會(huì )降低吞吐量，甚至導致質(zhì)量問(wèn)題。失去軸承或密封會(huì )導致泵關(guān)閉，可能導致生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)閉，并且在您采取此類(lèi)方案時(shí)，不利條件可能會(huì )變得更糟。
保護過(guò)程和泵的第一步是從分析流量開(kāi)始。您希望分析流量，以確保介質(zhì)在泵所需的壓力下定期進(jìn)行，且壓頭損失最小。任何數量的工藝條件都可能導致不規則的流動(dòng)，例如湍流，溫度變化，不需要的空氣吸入等。特別是不規則流動(dòng)和湍流的問(wèn)題可能特別難以解決，因為消除根本原因通常很難做到 - 那么你需要一個(gè)空調循環(huán)水流量計。
當涉及損壞的泵時(shí)，主要的罪魁禍首是低流量或干燥運行條件下的熱量積聚，這種情況發(fā)生在液體流量通過(guò)管線(xiàn)或泵完全減慢或停止時(shí)。當液體不能提供冷卻時(shí)，熱量會(huì )破壞泵的軸承或密封。如果甚至可以修理，由于維修或更換成本和停機時(shí)間，這將是非常昂貴的。
在液體進(jìn)入泵之前，泵需要在管道中具有穩定的上游流動(dòng)輪廓，以實(shí)現適當和有效的操作。不規則的流動(dòng)經(jīng)常導致空化，這是在泵吸入點(diǎn)處液體中形成空腔的情況。通常引用的工業(yè)泵安裝指南建議在泵吸入點(diǎn)和第一彎管或其他干擾之間放置至少10個(gè)直徑的無(wú)阻塞管。管道中的障礙物和/或腐蝕可以改變介質(zhì)的速度和流動(dòng)分布并且也影響其壓力。
在大多數情況下，工廠(chǎng)的房地產(chǎn)限制導致肘部，閥門(mén)或其他設備太靠近泵的位置，這些設備會(huì )在管道中產(chǎn)生渦流和速度分布變形（以及壓力變化）。這種干擾可能導致過(guò)量的噪音和氣穴現象，從而導致軸承和/或密封件壽命縮短。
確保最佳流量分布以實(shí)現高效運行的良好解決方案是在泵的上游安裝內聯(lián)或彎頭調節器。隔離管道中速度分布扭曲，湍流，渦流和其他異常的影響將導致可重復，對稱(chēng)和無(wú)渦流的速度分布，并且壓力損失最小。
為了延長(cháng)泵的使用壽命，請從更穩定的操作環(huán)境開(kāi)始。經(jīng)過(guò)調節的流體流以均勻且均勻分布的模式進(jìn)入泵的葉輪，優(yōu)化了泵的效率并延長(cháng)了軸承的使用壽命，同時(shí)降低了噪音和氣蝕現象。
除了處理不太理想的管道配置外別無(wú)選擇，內聯(lián)式或彎頭式調節器將消除泵，壓縮機，空調循環(huán)水流量計和其他關(guān)鍵工藝設備的所有上游直行要求（圖2）。Tab型流量調節器，例如Vortab流量調節器，已證明在這些應用中是成功的。根據壓降限制，還可以考慮其他流動(dòng)調節技術(shù)選擇，包括管束，蜂窩和穿孔板。
內聯(lián)或彎頭調節器的輪廓調節片產(chǎn)生快速的交叉流混合，迫使較高速度區域與較低速度區域混合。無(wú)論緊密耦合的上游流動(dòng)擾動(dòng)如何，合成速度分布的形狀都是“at”且可重復的。
將防旋流機制結合到流量調節器的設計中消除了通常從90度彎頭出來(lái)的旋流狀態(tài)。結果是一條流進(jìn)入泵的流，使其最大化其操作效率并減少壓力。此外，防旋流和型材調節片的錐形設計使其免受污垢或堵塞。
泵流量監測
通過(guò)在過(guò)程回路中安裝空調循環(huán)水流量計，可以避免由低流量或干運行條件造成的損壞。空調循環(huán)水流量計不僅可以檢測低流量狀態(tài)，還可以檢測干燥狀態(tài)下的報警。這種能力允許控制系統或操作員在泵的軸承過(guò)熱和失效之前采取糾正措施。
有許多類(lèi)型的空調循環(huán)水流量計可供選擇。例如，FCIFlexSwitchFLT系列采用無(wú)移動(dòng)部件設計，具有高度可靠的泵保護方案，具有雙重報警功能（圖3）。通過(guò)報警1，開(kāi)關(guān)將檢測到低流量情況，介于0.01到3英尺/秒（FPS）之間（.003到9米每秒MPS）。該低流量警報可被視為控制系統或操作員的預警信號。警報2可以設置為無(wú)流量狀態(tài)。然后，系統或操作員可以決定保持泵運轉或關(guān)閉泵。
該空調循環(huán)水流量計可在單個(gè)設備中顯示流量和溫度，以及/或液位感應。對于大型管道或小型線(xiàn)路應用，它可以在插入或內嵌樣式中指定。該單一開(kāi)關(guān)可同時(shí)監控您感興趣的直接變量，具有出色的準確性和可靠性。
在評估用于泵保護或任何應用的空調循環(huán)水流量計時(shí)，第一步是選擇合適的流量技術(shù)。有多種空調循環(huán)水流量計傳感技術(shù)可用，現在主要包括：
槳
活塞
熱質(zhì)量
壓力
磁簧
這些技術(shù)中的每一種都有其優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)，具體取決于介質(zhì)和應用程序的要求。某些媒體可能是您申請的唯一選擇。通過(guò)查看這些因素，以及工廠(chǎng)的布局，環(huán)境條件，維護計劃，能源成本和投資回報率，您可以迅速將該領(lǐng)域縮小到一兩個(gè)最佳選擇。
結論
不要忽視最佳的安裝和維護泵操作，不要陷入早期泵更換或維修的陷阱。以下是三個(gè)預防性的主動(dòng)措施，以避免早期更換泵：
在設計新工廠(chǎng)或改造舊工廠(chǎng)時(shí)，請務(wù)必考慮泵的要求。使用泵優(yōu)化您的工藝可提供多種優(yōu)勢：更高的容量，更高的質(zhì)量，更低的能源成本，更少的維護以及更長(cháng)的設備（泵）壽命。
考慮插入流量調節器以消除湍流問(wèn)題。最常見(jiàn)的泵問(wèn)題之一是由湍流引起的不規則流動(dòng)，當泵吸入點(diǎn)與彎頭，閥門(mén)或其他設備之間所需的最小管道直線(xiàn)行程被忽略或推到極限時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現這種情況。插入流量調節器經(jīng)常消除湍流問(wèn)題。
另一個(gè)關(guān)鍵的安全措施是保護您的泵免受意外的低流量或干運行條件的影響，這可能導致軸承或密封損失，需要維修費用。在過(guò)程回路中插入空調循環(huán)水流量計不僅可以保護泵免受損壞，還可以提醒您潛在的問(wèn)題，并讓您主動(dòng)評估泵關(guān)閉的必要性。

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