離心泵選型注意事項

離心泵是一種面大量廣的通用型機械設(shè)備，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力冶金、礦山、造船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國防各部門，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。離心泵的電能消耗占全國電能消耗的21%以上。因此大力降低離心泵的能源消耗，對節(jié)約能源具用十分重大的意義。近年來，我們離心泵行業(yè)設(shè)計研制了許多節(jié)能產(chǎn)品，如 IHF、CQB、FSB、UHB等型號的離心泵類產(chǎn)品，對降低離心泵的能源消耗起了積極作用。

一、選離心泵基本數(shù)據(jù)：

1、介質(zhì)的特性：介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。

2、介質(zhì)中所含固體的顆粒直徑、含量多少。

3、介質(zhì)溫度：(℃)

4、所需要的流量一般工業(yè)用離心泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量，但必須考慮工藝變化時對流量的影響。農(nóng)業(yè)用離心泵如果是采用明渠輸水，還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。

5、壓力：吸水池壓力，排水池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力降(揚程損失)。

6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長度、管道附件種類及數(shù)目，吸水池至壓水池的幾何標高等)。

如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。在設(shè)計布置管道時，應(yīng)注意如下事項：

1、合理選擇管道直徑，管道直徑大，在相同流量下、液流速度小，阻力損失小，但價格高，管道直徑小，會導(dǎo)致阻力損失急劇增大，使所選離心泵的揚程增加，配帶功率增加，成本和運行費用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟的角度綜合考慮。

2、排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的zui大壓力。

3、管道布置應(yīng)盡可能布置成直管，盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度，必須轉(zhuǎn)彎的時候，彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3～5倍，角度盡可能大于90°。

4、離心泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調(diào)節(jié)離心泵的工況點，逆止閥在液體倒流時可防止離心泵反轉(zhuǎn)，并使離心泵避免水錘的打擊。(當液體倒流時，會產(chǎn)生巨大的反向壓力，使離心泵損壞)

二、流量揚程的確定:

1、如果生產(chǎn)工藝中已給出zui小、正常、zui大流量，應(yīng)按zui大流量考慮。

2、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定的余量。對于ns>100的大流量低揚程離心泵，流量余量取5%，對ns<50的小流量高揚程離心泵，流量余量取10%，50≤ns≤100的離心泵，流量余量也取5%，對質(zhì)量低劣和運行條件惡劣的離心泵，流量余量應(yīng)取10%。

3、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量，應(yīng)換算成體積流量。

三、基本依據(jù)

1.流量是選離心泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設(shè)計院工藝設(shè)計中能算出離心泵正常、zui小、zui大三種流量。選擇離心泵時，以zui大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有zui大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為zui大流量。

2.裝置系統(tǒng)所需的揚程是選離心泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%~10%余量后揚程來選型。

3.液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚程，有效氣蝕余量計算和合適離心泵的類型：化學性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學腐蝕性和毒性，是選用離心泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。

4.裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側(cè)zui低液面，排出側(cè)zui高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。

5.操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS()、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、離心泵的位置是固定的還是可移的。

四、腐蝕的影響

一直以來，腐蝕就是化工設(shè)備zui頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的，因此在化工離心泵選型時首先要注意選材的科學性。通常有一種誤區(qū)，認為不銹鋼是“材料”，不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼，這是很危險的。下面針對一些常用化工介質(zhì)談?wù)勥x材的要點：

1.硫酸作為強腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大，對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動的硫酸，不適用作離心泵閥的材料;普通不銹鋼如304(0Cr18Ni9)、 316(0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的離心泵閥通常采用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟離心泵(F46)是一種更為經(jīng)濟的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟離心泵、PF(FS)強耐腐蝕離心離心泵、CQB-F氟塑料磁力離心泵等。

2.鹽酸絕大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料)，含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)襯橡膠離心泵和塑料離心泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟離心泵、PF(FS)強耐腐蝕離心離心泵、CQ聚丙烯磁力離心泵(或氟塑料磁力離心泵)等。

3.硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)用zui廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼(如316、 316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼(如304、321)，有時甚至不如。而對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。公司適用產(chǎn)品有：DFL(W)H化工離心泵、DFL(W)PH屏蔽化工離心泵、DFCZ流程離心泵、DFLZP自吸化工離心泵、IH化工離心泵、CQB磁力離心泵等，材料為304。

4.醋酸　它是有機酸中腐蝕性zui強的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料離心泵。

5.堿(*)鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的*溶液，也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。公司一般鑄鐵離心泵均可用于常溫低濃度堿液，特殊要求時可采用各類不銹鋼離心泵或氟塑料離心泵。

6.氨(氫氧化氨)　大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。公司產(chǎn)品大多適用于氨及氨水的輸送。

7.鹽水(海水)普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護;各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。公司各類化工離心泵都有316材料配置。

8.醇類、酮類、酯類、醚類常見的醇類介質(zhì)有甲醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避免出錯。

五、其他因素影響

一般工業(yè)用離心泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量，但必須考慮工藝變化時對流量的影響。農(nóng)業(yè)用離心泵如果是采用明渠輸水，還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。

壓力：吸水池壓力，排水池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力差(揚程損失)。

管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長度、管道附件種類及數(shù)目，吸水池至壓水池的幾何標高等)。

如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。

六、管道的影響

在設(shè)計布置管道時，應(yīng)注意如下事項：

A.合理選擇管道直徑，管道直徑大，在相同流量下、液流速度小，阻力損失小，但價格高，管道直徑小，會導(dǎo)致阻力損失急劇增大，使所選離心泵的揚程增加，配帶功率增加，成本和運行費用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟的角度綜合考慮。

B.排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的zui大壓力。

C.管道布置應(yīng)盡可能布置成直管，盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度，必須轉(zhuǎn)彎的時候，彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3～5倍，角度盡可能大于90℃。

D.離心泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調(diào)節(jié)離心泵的工況點，逆止閥在液體倒流時可防止離心泵反轉(zhuǎn)，并使離心泵避免水錘的打擊。(當液體倒流時，會產(chǎn)生巨大的反向壓力，使離心泵損壞)

七、流量揚程的影響

流量的確定

A.如果生產(chǎn)工藝中已給出zui小、正常、zui大流量，應(yīng)按zui大流量考慮。

B.如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定的余量。

對于ns100的大流量低揚程離心泵，流量余量取5%，對ns50的小流量高揚程離心泵，流量余量取10%，50≤ns≤100的離心泵，流量余量也取5%，對質(zhì)量低劣和運行條件惡劣的離心泵，流量余量應(yīng)取10%。

C.如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量，應(yīng)換算成體積流量。

八、溫度的影響

高溫介質(zhì)的輸送對離心泵的結(jié)構(gòu)、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求，下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用離心泵型：

1.對于溫度低于120℃的介質(zhì)，通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)，多采用本身介質(zhì)來潤滑和冷卻。像DFL(W)H化工離心泵、DFL(W)PH屏蔽化工離心泵(超過90℃時屏蔽電機的防護等級應(yīng)采用H級);而DFCZ普通型和IH化工離心泵由于采用了懸架結(jié)構(gòu)可使溫度上限達到140℃~160℃;IHF襯氟離心泵zui高使用溫度可達200℃;只有CQB普通磁力離心泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路(設(shè)計時均留有接口)。

2.對于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質(zhì)，一般在離心泵蓋上須設(shè)有冷卻腔，密封室也應(yīng)接通冷卻液(須配雙端面機械密封)，當不允許冷卻液滲入介質(zhì)中時，應(yīng)采取將本身介質(zhì)冷卻后接入(可通過簡易熱交換器實現(xiàn))。目前公司有DFCZ型化工流程離心泵、GRG高溫管道離心泵以及HPK熱水循環(huán)離心泵(正在開發(fā))可供選用，另外CQB-G高溫型磁力離心泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質(zhì)。

3.對于300℃以上的高溫介質(zhì)，不僅離心泵頭部分需要冷卻，懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)，離心泵結(jié)構(gòu)一般為中心支承形式，機械密封采用金屬波紋管型，但價格高(價格是普通機封的10多倍)。目前公司只有DFAY離心油離心泵使用溫度能夠達到420℃(正在開發(fā))。

九、密封性的影響

無泄漏是化工設(shè)備的永遠追求，正是這種要求促成了磁力離心泵和屏蔽離心泵的應(yīng)用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走，比如磁力離心泵隔離套和屏蔽離心泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等。現(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡單介紹。

1.密封形式對于靜密封來說，通常只有密封墊和密封圈兩種形式，而密封圈又以O(shè)型圈應(yīng)用zui廣;對于動密封，化工離心泵很少采用填料密封，以機械密封為主，機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型適用于高壓介質(zhì)的密封(通常指壓力大于1.0MPa)，雙端面機封主要用于高溫、易結(jié)晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì)，雙端面機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液，其壓力一般高于介質(zhì)壓力0.07~0.1MPa。

2.密封材料化工離心泵靜密封的材料一般采用氟橡膠，特殊情況才采用聚四氟材料;機械密封動靜環(huán)的材料配置較為關(guān)鍵，并不是硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金就，價格高是一方面，兩者沒有硬度差也并不合理，所以根據(jù)介質(zhì)特點區(qū)別對待。

(注：美國石油學會API 610第八版對機械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定)

十、.粘度的影響

介質(zhì)的粘度對離心泵的性能影響是很大的，當粘度增加時，離心泵的揚程曲線下降，工況的揚程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能，當輸送粘性介質(zhì)時應(yīng)進行換算(不同粘度的修正系數(shù)可查閱相關(guān)換算圖表)。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送，建議選用螺桿離心泵，公司DFGG單螺桿離心泵適用介質(zhì)粘度可達 1000000cst。

十一、必要性

在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中，由于選型不合理，許多的離心泵處于不合理運行狀況，運行效率低，浪費了大量能源。還有的離心泵由于選型不合理，根本不能使用，或者使用維修成本增加，經(jīng)濟效益低。由此可見，合理選離心泵對節(jié)約能源同樣具有重要意義。所謂合理選離心泵，就是要綜合考慮離心泵機組和離心泵站的投資和運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標，使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說，有以下幾個方面：必須滿足使用流量和揚程的要求，即要求離心泵的運行工況點(裝置特性曲線與離心泵的性能曲線的交點)經(jīng)常保持在區(qū)間運行，這樣既省動力又不易損壞機件。所選擇的離心泵既要體積小、重量輕、造價便宜，又要具有良好的特性和較高的效率。具有良好的抗汽蝕性能，這樣既能減小離心泵房的開挖深度，又不使離心泵發(fā)生汽蝕，運行平穩(wěn)、壽命長。按所選離心泵建離心泵站，工程投資少，運行費用低。