如何让化工流程泵健康的运行？

化工企业中很大比例的流程泵失效原因是由于NPSH气蚀余量的问题，被输送介质中混入了空气、失油后的干摩擦或者流程泵的驱动装置在允许的工作范围以外工作。错误的使用和设计是流程泵损坏的主要原因，占所有损坏流程泵比例的90%~95%。而人们往往只能在流程泵出了问题之后才知道泵有问题了。

当使用者听到流程泵噼啪作响，就像沙子缓缓流淌到铁皮屋顶时发出的声音时，则要求流程泵的使用者高度注意，因为这种声音表示出现了气蚀，而无论在什么情况下气蚀都表示泵受到了“委屈”。如何解决这一问题呢？请看本文下面的介绍。在本文中您可以了解到适合于在化工和医药产品生产领域中使用的叶片泵的内容，这对您正确的选择所需的叶片泵是很有帮助的。

不可小看的气蚀

气蚀到底发生了什么？按照伯努利原理，流动介质的速度越快，它所产生的静压力就越小。当静压力小于液体的蒸发压力时，则会出现气化汽泡或者气泡，在高压区很高的压力和温度条件下重新浓缩液化。

在叶片泵中，叶片泵吸入侧的吸入口是最薄弱的环节，就像Rheinhütte先生所描述的那样：那里形成的气泡被吸入的液流所粉碎，但最终在叶片泵内部又冲击般的重新聚合在一起。由此而产生的液体微射流以非常高的速度和压力（可达20 000bar）冲击着叶片泵的内表面，会带来以下后果：

在气化汽泡脉动式的冲击作用下使得叶片泵的零部件损坏（尤其是转子叶片）；

改变了泵的工作特性曲线，从而也改变了泵的工作点（直至完全停止泵送）；

震动和(固体)噪音猛增。

气蚀的作用和后果与泵本身有着很大的关系，但也与流体介质的性质（温度、气化压力）以及吸入侧的设备条件有关。对于一些特殊情况，Rheinhütte先生建议在转子叶轮前加装一个导流轮。导流轮的工作原理类似一个初级泵，由它把所需输送的液体介质输送到叶片泵中，提高了叶片泵吸入口的压力（解决气蚀余量问题）。它可以直接安装在叶片泵的轴上，安装在转子叶轮之前。

KSB公司的研究证明，后来涂敷上去的涂层材料在很高的气蚀强度下会迅速的剥落下来。环氧树脂基涂刷的或喷涂的厚度在1mm以下的保护层，在气蚀几个小时之后即可出现密密麻麻针尖般的气蚀点。在后续的气蚀过程中，大块大块的涂层材料会从泵体上剥落下来。涂刷的、带有增强纤维材料的防护涂层剥落的最快。因此KSB公司的专业人员建议说：定期的检查防护涂层的情况，通过及时的涂层维护保养来避免泵体基本材料受损。

为了预测泵的气蚀，Sulzer泵业公司利用了ETH公司为流体实验室研发设计的“空腔-有限表面-充填法”软件。从而可以预测由于输送高度差而引起的气蚀。而且这种方法也能帮助泵的设计师通过气蚀作用的准确预测改进转子的几何形状。

很好的输送含气液体

若在接近沸点温度情况下输送冷凝液、液态气体、碳氢化合物、微粒状物质或者制冷剂时，则由于这些液体很高的气体含量对输送泵也提出了很高的要求。Sero公司生产的SRZS多功能泵与传统的叶片泵相比提供了更多的优点。其很好的汲取性能，加之混合的抗气蚀性能，使之非常适合于输送含有气体成分的液体介质。

多功能泵在抗气蚀和输送含气液体介质方面有着很好的性能，输送扬程很高。气泡和被输送的液体介质一同进入泵内被输送出去，可输送的含气液体最高含气量可达50％。液体和气体的混合介质可以在没有任何辅助装置的情况下毫无问题的进行输送。在含气量达到10％时，从泵的工作特性曲线中看不到一点气泡的影响，而且，与径向叶片泵相比还大大的提高了Q/H段的特性。

Edur公司研发生产的气浮多相泵也能够可靠的输送含气介质。根据生产厂的经验，叶片泵通常必须在真实的工作条件下输送没有气泡或者蒸汽析出的介质。原因一方面可以是与设备有关的，另一方面也可以是涉及到流程工艺技术的原因，许多技术含量高的被输送介质通常都是由几种必须控制好的不同相的介质混合而成的。典型的就是输送加气饱和的，液-气混合物或者干脆就是加气液体。据Edur公司介绍，他们生产的泵在输送分别输入的液体和气体时，有着很好的气－液混合性能，具有很好的弥散度。

腐蚀性的介质

输送有腐蚀性的介质时，大多数的流程泵或多或少的都会受到限制。而叶片泵则是一种非常适合于输送含有固体成分介质的流程泵，尤其是被输送的含有固体成分的介质呈悬浮物时。Granz技术大学的Helmut Jaberg教授在谈到这种泵时说道：“只要悬浮液到达泵的吸入口，就会被顺利的输送出去。”

当然，泵的生产厂家也必须想方设法防止泵内与腐蚀介质接触的零部件出现磨损。例如采用塑性好的高硬度金属材料，使用中性铸铁或者在金属内腔敷一层橡胶防护层。Jaberg先生的建议是：

较大的、易清洁的滑动密封；

双层壳体结构设计；

可调节的和可更换的磨损内腔和内胆；

耐压的泵体；

使用防护轴套；

叶轮入口处厚实的结构形状。

泵的使用管理

除了流程泵设计的错误之外，流程泵失效原因目录中错误的操作和使用是其中重要的一项。这与流程泵的使用者缺乏相关的专业知识有着密切的关系，例如在维护保养时将拆卸下来的流程泵错误的放置在野外露天里。在这一问题上，路德维希斯港的巴斯夫公司有着自己的独特做法，他们说：“最重要的是自己动手。”

 

 

仅在巴斯夫公司路德维希斯港的生产厂中就安装使用了五万余台泵。其中约35 000台是流程泵，约10 000台是专门设计制造、用于特殊使用情况的特种泵。“这些泵大部分都工作在一级流程工艺阶段中。因此要求我们非常细心，高度重视。”技术中心的负责人Heinz Hefele先生说道。在Heinz Hefele先生的领导下，大约350名工程技术人员从事着增压器、压缩机、流程泵以及流程工艺生产设备，例如混合机、离心机、碾压设备等等的生产和安装工作。各种流程设备电气设施和驱动设备的维护保养也属于他们的业务领域。

LCC全寿命周期成本

在有关泵的标准和/或者有关泵的设计时，常常要向Rotating公司进行技术咨询，不仅仅是涉及到简单的标准泵，而且往往涉及到特殊要求的特种泵。此时，巴斯夫公司的专业技术人员在泵的全寿命周期成本上给予了高度的重视，实现了经济的全寿命周期成本。在评判、比较不同流程泵方案的使用寿命周期费用时（有可能涉及到一台流程生产设备），LCC全寿命周期成本管理软件是一个不错的工具。Heinz Hefele先生根据其多年的经验说道：“谁在选择流程泵时注意到了全寿命周期成本的问题，谁就会节省大量的资金。”
Rotating公司今天负责维护保养的流程泵大约有5000个。所有流程泵的维护保养工作都在他们的生产厂中进行。在流程泵管理的框架内，Hefele先生计划持续的降低流程泵的维护保养费用。例如，Rotating公司的专家们到流程泵的使用现场，分析流程泵损坏的原因，直至各个细节，流程泵是何时损坏的？而且更重要的是如何才能避免技术的和操作中的失误？而对生产厂的操作者进行专业知识的培训往往是解决问题的关键，“凡是举办过流程泵使用培训的企业流程泵故障率通常很低。”


巴斯夫公司流程泵管理的一个重要组成部分是多年来积累的流程泵数据库，在这一数据库中，详细的纪录了流程泵出现的故障和损坏情况，故障原因、维修和维护保养的措施等等。只需要支付很少的费用就可建成一个很好的流程泵数据库，用Hefele先生的话来讲：“这可以进一步节约维护保养的费用。”

解决气蚀的方案

锅炉水泵能够轻松的将温度较高的热水输送到锅炉里，但是其流体动力学的要求却非常严格。因此，Grundfos公司与一家锅炉生产厂一起研发设计了一种低气蚀余量的锅炉水泵。在这种多级泵中，第一级的转子叶轮有着很好的吸取能力。首先，它有着比正常工作点尺寸更大的转子叶轮，而且其内腔几何形状也有了变化。根据锅炉的压力不同，还会有二级、三级叶轮，以便建立起供水所需的压力。这种多级低气蚀余量泵的级数最多可达26级。