摘要:在化工領域,考慮到一次投賚成本和維修簡便,很多裝置內輸送物料場合業主習慣選用離心泵的轉子泵型比較多,而轉子泵如螺桿轉子泵、齒輪轉子泵、凸輪轉子泵、滑片轉子泵等轉子泵型應用較少,但隨著化工產業的發展,有些工況下常規傳統的離心泵已不能滿足或并不適用復雜工況的使用要求,因機轉子泵選型不合適造成機械密封等零部件岀現頻繁損壞或機械故障,設備維修的頻率提髙,維修成本隨之提高。轉子泵可以和離心泵之間形成互補,越來越多的應用在各個領域,主要對凸輪轉子系的選型和應用進行閑述

概述

轉子泵是容積轉子泵的一種,這種轉子泵通過空間的周期性變化,吸入和壓出介質,使介質的能量升高,轉子泵的類型有很多種,目前常用的轉子泵主要包括螺桿轉子泵、齒輪轉子泵、凸輪轉子泵、滑片轉子泵、擺動轉子泵,其中有些轉子泵型的叫法可能有偏差,包括羅茨轉子泵、撓性葉輪轉子泵、旋轉活塞轉子泵等,類型比較多。

據不完全統計,在石化板塊中離心泵的占比最高,可達60%-80%,而各類轉子泵占比總和約為10%-20%,因此也可以看出用戶般對常規的離心泵都比較熟悉,用戶比較習慣選用一些常規的離心泵,但這就會造成一些并不完全適用的場合也選用了離心泵。

凸輪轉子泵和離心泵對比

1成本對比

凸輪轉子泵和離心泵的整體造價比對而言,凸輪轉子泵的一次采購費用要高于離心泵,具體會高多少需要根據不同型號不同材質進行對比;但值得一提的是,凸輪轉子泵的配件,尤其是易損件更換的成本要遠低于離心泵,離心泵更換機封成本較高。

2能耗對比

凸輪轉子泵的效率值一般在70%-95%,離心泵的效率值般在5%-90%。離心泵的效率值根據葉輪切割試驗得出的性能曲線得來,在偏離最高效率點時,效率下降的比較快；凸輪轉子泵保持轉子泵特點,機泵的效率值維持在一個范圍內。通常來講,凸輪轉子泵的效率高于離心泵的效率,在需要連續運行的場合更加節能。

3適用介質對比

凸輪轉子泵對介質的含固率并沒有嚴格限制,一般固體顆粒的工況均可滿足,固體顆粒直徑不大于150mm即可;同時可輸送黏度較高的介質,理論上不大于500000P。對比離心泵,對固體顆粒比較敏感,一般大于介質密度10倍以上的可以選用懸液分離器,對含固率較高的的確并不適用,輸送介質的黏度不易太高,流動性不能太差。這也是區分各類轉子泵和離心泵的主要參考屬性之一

4自吸能力對比

凸輪轉子泵和自吸離心泵都有著較好的自吸能力,在選型時主要考慮有效氣蝕余量 NPSHA,看自吸離心泵是否能滿足0.6m的要求,凸輪轉子泵相比而言雖然也會發生氣蝕但相對影響小。

5輸送方向對比

凸輪轉子泵可以通過調整電機的轉向,進行雙相輸送,不會影響機械性能,而離心泵只能單一方向運轉做功。

凸輪轉子泵的適用范圍及特點

在輸送黏度高的介質、有較強自吸要求的工況、有計量要求的場合,氣液混輸或固液混輸的場合,相對的小流量高揚程的工況,對介質需要柔和且流量要求穩定的場合,需要轉子泵具有正反轉的場合。上述場合下凸輪轉子泵可以最好的發揮其功能,運行性能優異,后期維護成本低。

據目前了解,凸輪轉子泵應用在污水處理裝置內比較多,無論是工況還是介質特性對凸輪轉子泵而言都比較合適。但由于其結構的限制,往往出口壓力在1.2MPa以下,最高不超過1.6MPa,介質溫度一般不易超過80℃,不銹鋼一般不超過l10℃,含固率最高不得超過2%左右,當然需要設計選型人員根據具體工況具體分析,包括腐蝕情況,之前是否有藥劑的加注,氯離子濃度,HS含量等

凸輪轉子泵的選型

1)凸輪轉子泵的轉子泵殼最好要整體鑄造而成,經過硬化處理,轉子泵殼內壁要配有軸向保護襯板。

2)快速開啟式設計的轉子泵蓋,打開轉子泵蓋即可在線維修,更換易損件會更加簡便,無需拆卸管路或移除設備,維護方便。

3)雙端面軸承支撐提供轉子泵運行的穩定性,避免懸臂式結構轉子泵運轉時軸變形和部件磨損。

4)最好設置獨立的中間隔離腔,隔離腔充滿潤滑油,用以潤滑和冷卻機封,同時配有螺旋孔,在機械密封損壞時,可以從螺旋空溢出,便于發現。

5)在石化行業中,轉子泵殼的最大許用工作壓力應至少等于規定的安全閥壓力設定值。安全閥的壓力設定值應至少超過額定排出壓力的10%或1.7MPa,取兩者中的較大值。電機的選型要根據安全閥的整定壓力進行核算,尤其在小流量時,避免安全閥未起跳時電機已超功率跳閘。

在選型時需要根據介質特點甄別,包括腐蝕性、毒性、溫度、流量、壓力、顆粒物含量、氣蝕余量、自吸高度等,選擇適用的轉子泵型,以滿足使用要求。

結束語

在適合的場合選用適合的轉子泵型可以大大提高機轉子泵運轉的可靠性,轉子泵的設計和良好的性能,轉子泵型的種類較多且適用場合不同,需要在選型時結合各現場的使用經驗進行綜合評估。隨著化工等行業生產的逐漸精細化,人們對各類轉子泵的認識會逐步加深,轉子泵本身也可以與傳統的離心泵形成有效的互補,希望今后在各領域均能看到各類轉子泵的應用。