Kaip pasirinkti tinkamą katilo tiekimo vandens daugiapakopį siurblį

Tiekti vandenį į aukšto{0}slėgio katilus yra sudėtinga ir svarbi užduotis. Jei siurblys negali patenkinti katilo slėgio ar srauto reikalavimų, gali sumažėti vandens lygis arba sumažėti garų pernešimo problemos, dėl kurių gali atsirasti prastovos ar net sugesti įranga. Ir atvirkščiai, renkantis per didelį siurblį bus švaistoma energija ir pinigai. Inžinerinėje praktikoje inžinieriai dažnai susiduria su šiais pagrindiniais klausimais: Kaip užtikrinti, kad siurblys padėtų katilui tiekti pakankamą aukštį (slėgį)? Kokio tipo siurblys gali apdoroti aukštos-temperatūros deguonies vandenį ir apsaugoti nuo kavitacijos? Šiame straipsnyje bus trumpai pristatyta daugiapakopė siurblio technologija, aptariami jos tipai ir pritaikymas bei žingsnis{5}}po- paaiškinta, kaip pasirinkti tinkamiausią daugiapakopį katilo tiekimo vandens siurblį sistemai, kad būtų užtikrintas saugus ir efektyvus jos veikimas.

 

 

• Pagrindiniai katilų tiekimo siurblių pasirinkimo kriterijai

 

Srauto greičio reikalavimai:

Reikalingas debitas (galonais/min. arba kubiniais metrais/val.) turi būti nustatomas pagal katilo garų našumą. Šis srautas turėtų apimti pagrindinį tiekiamo vandens srautą, nuolatinį pūtimą ir saugų aplinkkelio srautą. Paprastai jis skirtas veikti 100 % didžiausio katilo poreikio su papildoma 10 %–20 % marža, kad būtų patenkinti prapūtimo ir aplinkkelio reikalavimai.

 

Bendro slėgio (slėgio) skaičiavimas

Aukštis matuojamas pėdomis arba metrais ir apima slėgį, kurį reikia įveikti, pvz., katilo darbinį slėgį, vamzdyno ir vožtuvo slėgio kritimą ir kėlimo aukštį.

• Katilo darbinis slėgis: konvertuokite maksimalų katilo slėgį į galvos pėdas. Įprasta formulė yra tokia: pagrindinis aukštis (ft)=2.31 × 1,03 × katilo slėgis (psi) / savitasis sunkumas (kur 2,31 yra psi-į-pėdų konversijos koeficientas, o 1,03 yra karšto vandens tankio, esant maždaug 200 laipsnių F, pataisos koeficientas).
• Sistemos slėgio kritimas: Tai turėtų apimti nuostolius dėl atbulinių vožtuvų, ekonomaizerių, šildytuvų, lygio reguliavimo vožtuvų ir vamzdynų, taip pat papildomos galvutės, reikalingos vandeniui pakelti iki katilo būgno aukščio. Skaičiuodami susumuokite visus slėgius (psi) ir padauginkite iš koeficiento 2,31, kad konvertuotumėte į aukštį (ft), tada pataisykite karšto vandens tankį (apie 0,96 esant 227 laipsnių F).

 

Grynoji teigiama siurbimo galvutė (NPSH)

The system's net positive suction head (NPSH) must be sufficient to prevent cavitation. Boiler feed pumps typically handle water at extremely high temperatures (200–300°F) with high vapor pressures. Any drop in suction pressure can trigger vaporization within the pump, leading to severe damage. Therefore, the system's NPSH (based on pump suction conditions) must be calculated and exceeded to exceed the pump's required NPSH, with a sufficient safety margin (typically >1-2 metrai).

 

Siurblio konfigūracija (horizontali arba vertikali):

• Erdvė ir išdėstymas: horizontaliems siurbliams reikia daugiau grindų ploto, tačiau juos lengviau prižiūrėti-svetainėje; vertikalūs siurbliai taupo erdvę, bet reikalauja didesnio aukščio.
• Slėgis prieš erdvę: Horizontalūs siurbliai paprastai pasiekia maždaug 1 000–1 500 psi (1 500–3 500 pėdų aukščio) slėgį ir yra tvirtos konstrukcijos. Vertikalūs siurbliai (ypač konservuoti motoriniai siurbliai arba turbininiai siurbliai) gali pasiekti didesnį slėgį, tačiau jiems reikia aukštesnių siurblinių.
• Pritaikymas: gamyklose, kuriose erdvė{0}}apribota, pirmenybė teikiama vertikaliems daugiapakopiams katilų tiekimo siurbliams; jei pirmenybė teikiama priežiūros paprastumui, pirmenybė teikiama horizontaliems siurbliams. Abu įrenginiai yra tinkami katilo tiekiamam vandeniui, o montavimo kryptis neturi įtakos veikimui.

 

Medžiaga ir konstrukcija

Siurblio medžiagas, tinkamas aukštai{0}}temperatūrai apdorotam tiekiamam vandeniui, reikia pasirinkti. Dažniausiai pasirenkamas lietinis arba kaltas nerūdijantis plienas (sparnuotėms, velenams ir kreipiančiosioms mentėms) ir kaliojo ketaus arba anglinio plieno korpusas. Esant slėgiui, viršijančiam maždaug 300 psi (20 barų), reikalingi aukštesnės klasės lydiniai (pvz., dvipusis nerūdijantis plienas arba 11-13 % chromo plienas). Renkantis medžiagą taip pat reikia atsižvelgti į cheminių medžiagų poveikį arba vandens kietumą; jei yra korozinių priedų, nerūdijančio plieno vidinės dalys ir aukštos temperatūros sandarikliai yra būtini (daugumoje katilų siurblių naudojami mechaniniai sandarikliai, atsparūs aukštesnei nei 300 laipsnių F temperatūrai).

 

Veleno sandarinimo sistema

Dėl aukštos temperatūros ir slėgio katilų tiekiamo vandens siurbliai dažniausiai yra su mechaniniais sandarikliais ir reikalauja balansavimo įtaisų (tokių kaip balansiniai diskai arba balansavimo būgnai), kad būtų galima valdyti ašinę trauką. Siurblys taip pat turi būti su sandarinimo aušinimo arba praplovimo sistema, apsaugančia sandarinimo paviršius nuo perkaitimo pažeidimų.

 

Vairavimas ir valdymas

Variklio pasirinkimo ir valdymo strategijos turi būti aiškiai apibrėžtos. Daugelis katilų sistemų naudoja kintamo dažnio pavaras (VFD), kad atitiktų siurblio greitį su katilo apkrova; VFD pavaros leidžia švelniai paleisti ir taupyti energiją esant dalinei apkrovai. Priešingai, kai kurios gamyklos naudoja fiksuoto-greičio „visos-apkrovos tiekimo siurblius“ su paprastu įjungimo/išjungimo arba apėjimo valdymu, tačiau šis metodas reikalauja daug energijos. Šiuolaikinėje inžinerinėje praktikoje dažniausiai naudojama VFD / reguliavimo kontrolė, siekiant pagerinti efektyvumą ir pasiekti tikslų lygio valdymą. Nepriklausomai nuo naudojamo metodo, būtina užtikrinti, kad valdymo sistema (plūdinis jungiklis, lygio siųstuvas arba slėgio reguliatorius) būtų suderinama su siurblio veikimu.

 

Katilo ir sistemos tipas

Būtina atskirti vienkartinius{0}} ir būgninius katilus, nes jų valdymo strategijos skiriasi. Taip pat reikia atsižvelgti į aplinkos veiksnius (aplinkos temperatūrą, aukštį virš jūros lygio) ir vietines taisykles. Atsižvelgiant į esminę katilo tiekimo vandens svarbą saugai, reikia planuoti siurblio perteklinį režimą (pvz., vienas veikiantis ir vienas budėjimo režimu arba lygiagretus veikimas).

 

Ateities mastelio keitimas

Jei tikimasi, kad katilo galia padidės, reikia pasirinkti siurblius su atnaujinimo potencialu. Kai kurie daugiapakopiai siurbliai leidžia pridėti arba nuimti sparnuotės, kad būtų galima pakeisti galvutę, nekeičiant korpuso. Šis moduliškumas gali sutaupyti modernizavimo išlaidas, kai pasikeičia gamyklos poreikiai.

 

Apibendrinant galima pasakyti, kad katilo tiekiamo vandens siurblio pasirinkimo esmė yra tiksliai suderinti siurblio našumą pačiomis sunkiausiomis eksploatavimo sąlygomis ir katilo reikalavimus. Pagrindiniai parametrai, kuriuos reikia nustatyti, yra šie: reikalingas srautas, reikiamas aukštis (įskaitant visus sistemos nuostolius), grynoji teigiama siurbimo aukštis (NPSH) ir medžiagų suderinamumas. Remiantis jais, turėtų būti pasirinktas kelių etapų dizainas (segmentinis arba BB5 tipo), atitinkantis arba viršijantis šiuos reikalavimus.

 

• Veiksmai, kaip teisingai pasirinkti katilo tiekimo vandens siurblį

Sistemingas atrankos procesas yra labai svarbus siekiant užtikrinti ilgalaikį{0}}patikimą įrangos veikimą. Tolesni veiksmai pateikia visuotinai taikomą progresyvų atrankos metodą, subalansuojantį našumą, saugą ir būsimą mastelį.

 

Nustatykite bazinį srautą

Pirmiausia apskaičiuokite maksimalų katilo tiekimo vandens poreikį. Tai galima įvertinti naudojant empirinę formulę: Bazinis srautas (gpm)=Katilo arklio galia × 0,069 × C, kur C yra pataisos koeficientas (1,5 pertraukiamam darbui ir 1,15 nuolatiniam darbui). (Katilo arklio galios yra garo išėjimo galios matavimo vienetas; jį reikia konvertuoti į atitinkamus inžinerinius vienetus.

 

Įtraukite išpūtimo srautą

Jei katile yra nuolatinio prapūtimo sistema, pūtimo srautas turi būti įtrauktas į viso srauto skaičiavimą. Paprastai papildomai pridedama 10 % bazinio srauto, siekiant kompensuoti tiekiamo vandens nuostolius, atsirandančius dėl nuolatinio pūtimo.

 

Sudėtinis aplinkkelio (recirkuliacijos) srautas

Kad siurblys neužgestų arba neperkaistų esant mažo srauto sąlygoms, reikalingas minimalus srauto apvadas. Kai katilo apkrova maža, 20–30 % siurblio vardinio srauto paprastai per aplinkkelį grąžinama į tiekimo vandens baką arba deaeratorių, kad siurblys veiktų arti optimalaus efektyvumo zonos.

Todėl bendras srautas=bazinis srautas + prapūtimo srautas + apėjimo srautas.

 

Apskaičiuokite bendrą galvą

● Slėgis, atitinkantis katilo slėgį: katilo projektinį slėgį (psi) konvertuokite į aukštį (ft). Naudojamas aukštos-temperatūros vandens tankio korekcijos koeficientas 1,03. Konversijos santykis yra:
Katilo aukštis (ft) ≈ 2,31 × 1,03 × katilo slėgis (psi)

● Sistemos atsparumo nuostoliai: slėgio nuostoliai dėl vamzdžių trinties, vožtuvų, šilumokaičio grandinių ir pakėlimo į katilo būgno lygį turi būti apskaitomi po vieną. Konkrečiai, tai apima: atbulinio vožtuvo nuostolius, ekonomaizerio ir perkaitintuvo vamzdžių pluošto slėgio kritimą, tiekimo vandens reguliavimo vožtuvo slėgio kritimą (jei taikoma), uždarymo / atbulinio vožtuvo nuostolius ir geometrinį aukštį nuo tiekimo vandens bako lygio iki normalaus katilo vandens lygio. Padauginkite visus aukščiau nurodytus slėgio kritimus (psi) iš koeficiento 2,31, kad konvertuotumėte į aukštį (ft), tada susukite, kad gautumėte visą siurbliui reikalingą išleidimo aukštį.

 

Patikrinkite efektyvią teigiamą siurbimo galvutę (NPSHA)

Skaičiavimo vieneto pateikta NPSHA vertė priklauso nuo siurbimo bako slėgio, trinties ir vietinių nuostolių siurbimo linijoje bei sočiųjų garų slėgio, atitinkančio tiekiamo vandens temperatūrą. NPSHA turėtų būti didesnis už reikalaujamą siurblio grynąją teigiamą siurbimo aukštį (NPSHR), o saugos riba ne mažesnė kaip 3–5 pėdos. Jei efektyvios NPSHA nepakanka, apsvarstykite galimybę pridėti padidintą siurbimo baką arba pasirinkti vertikalaus konservuoto variklio siurblį, kad pagerintumėte siurbimo sąlygas naudojant statinę galvutę.

 

Siurblio modelio ir išdėstymo pasirinkimas

Atsižvelgdami į apskaičiuotą srautą ir aukštį bei remdamiesi siurblio gamintojo pateiktomis veikimo kreivėmis, pasirinkite daugiapakopį išcentrinį siurblį, kurio optimalaus efektyvumo taškas (BEP) yra artimas projektinėms darbo sąlygoms. Atsižvelgdami į įrengimo erdvę ir sistemos slėgį, nustatykite, ar tinkama horizontali ar vertikali konstrukcija.

 

Nustatykite medžiagas, kurios tekėtų{0}}per komponentus

Pasirinkite tinkamas korozijai{0}}atsparias medžiagas, atsižvelgdami į tiekiamo vandens kokybę (pH vertę, ištirpusio deguonies kiekį, chlorido jonų kiekį ir kt.) ir darbinį slėgį. Grynam tiekiamam vandeniui, kurio slėgis neviršija maždaug 300 psi, dažniausiai naudojamas 316SS arba CF8M nerūdijantis plienas; esant aukštesnio slėgio sąlygoms, reikalingos lydinio suvirinimo perdangos arba kritulių kietėjimo vidiniai komponentai. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į terpės temperatūrą ir slėgį, reikia pasirinkti tinkamą sandarinimo tipą (pvz., subalansuotą mechaninį sandariklį).

 

Atsižvelgiant į būsimą apkrovos augimą

Jei yra galimybė padidinti katilo galingumą, patartina teikti pirmenybę segmentiniams daugiapakopiams siurbliams, kurie gali padidinti našumą didinant sparnuotės pakopų skaičių, taip išvengiant poreikio visiškai pakeisti įrenginį ateityje.

 

Patikrinimas atliekant gamyklos veikimo bandymus

Pasirinkus siurblį, kiek įmanoma turi būti atliktas gamyklos veikimo bandymas, siekiant patikrinti, ar aukštis, efektyvumas, veleno galia ir kiti rodikliai atitinka standartus esant projektiniam srautui. Tuo pačiu metu reikia stebėti vibracijos ir triukšmo lygį ir patvirtinti, kad tikroji variklio galia neviršija vardinės galios, kad būtų galima nustatyti, ar nėra perkrovos rizikos.

 

Atlikus aukščiau aprašytus veiksmus ir apskaičiavimui derinant tikslius hidraulinius ir šiluminius parametrus, galima sistemingai pasirinkti kelių{0}}pakopų tiekimo vandens siurblį, atitinkantį faktinius katilo poreikius. Svarbu pabrėžti, kad galutinis pasirinkimas turėtų apimti papildomą 10–20 % saugos ribą, kad siurblys ilgą laiką neveiktų pilnai arba per didelės apkrovos, taip užtikrinant jo tarnavimo laiką ir veikimo lankstumą.

 

Labai svarbu pasirinkti tinkamą katilo tiekiamo vandens daugiapakopį siurblį, nes jis ne tik nustato, ar galima atitikti iš anksto nustatytus srauto ir slėgio parametrus, bet ir užtikrina patikimumą, energijos vartojimo efektyvumą ir ilgalaikį{0}}svarbių elektrinės veiklos našumą. Netinkamas pasirinkimas gali sukelti brangiai kainuojančias neplanuotas prastovas, ankstyvą įrangos sugadinimą ir net pavojų saugumui; o tinkamai parinktas siurblys užtikrina stabilų garų tiekimą, todėl vartotojai gali dirbti ramiai.