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离心泵安全运行

  
评论: 更新日期:2011年05月30日

  3)改变旁路回流量  这种控制方式,就是在泵的出口与人口之间增加一个旁路管道,让一部分排出量重新回到泵的入口,从而可以控制这一部分的回流量来达到稳定排出量的目的。图6—15是这种控制方式的示意图。如果用于压力控制,则如图6—16所示。

 

  这种控制方式,其实质也是改变管路特性来达到控制流量的目的。此时,管路特性是原管路系统和旁路管系统特性的并联结果。如图6—17所示。图中r为原管路系统的特性曲线,工为旁路管系统的特性曲线,将r和x的横坐标相加所得的r/x曲线则为并联管路系统的特性曲线。当旁路控制阀的开度改变时,x改变,并联管路系统特性曲线也随着变化,从而实际排出量得到了控制,显然,采用这种控制方式,必然有一部分能量损耗在旁路管路和阀上。尤其对于大功率泵来说,在减小负荷时,泵所做的虚功增多。所以,总的机械效率较低,但它具有可用小口径控制阀的优点。

 

  综上所述,直接节流法,方案简单易行,控制灵敏,但能耗大,所以一般用于流量变化较小的场合;调速法反应慢,设备费用高,但能耗小。因此对于流量变化幅度大且要求控制灵敏度高的场合,可采用直接节流和调速法相结合的方式。

  (2)容积式泵  属于这种类型的泵有活塞式、柱塞式等往复和椭圆齿轮式、螺杆式等旋转泵。泵的运动部件与外壳之间的空隙很小(理论上应没有空隙),流体不能在缝隙中流动。其排量的大小与管路系统无关。往复泵只取决于它的冲程大小和单位时间内的往复次数,旋转泵则又取决于转速。它们的工作特性大体相同,如图6—18所示。由于这类泵的排量与管路系统的阻力无关,故非但不能采用在泵的出口处直接节流的方法来控制其排量,反而要注意,一旦出口阀关闭,将由于泵的压头太高,造成毁机的后果。因此,针对容积式泵的这些特点,a它们的控制方式有如下几种。

 

  1)改变原动机的转速,此方法类同于离心泵的调速法。

  2)改变往复泵的冲程。在大多数情况下,这种情况冲程的机构都比较复杂。因为要通过执行机构使冲程作连续变化,这在设计和制造上都有一定难度。只有在一些计量泵等特殊往复泵上,才考虑采用这种机构。

  3)调节回流量。即在泵的出口与人口之间加一个旁路,通过调节旁路阀门的开度来达到控制实际排量的目的。这是一种最简单易行的控制方式,其控制方案的构成与离心泵的调回流量法相同。

  4)采用旁路调节来控制出口压力,然后用直接节流阀控制其流量。显然这两个控制回路在动态上是关联的。为此,在控制器参数整定时,应把它们的振荡周期错开。一般可以使压力回路的操作频率低一些,甚至整定成非周期的不振荡过程,该控制系统如图6—19所示。

 

  八、  离心式压缩机的控制方案

  离心式压缩机的构造基本与离心泵相同,其工作原理也是借助于高速旋转叶轮产生的离心力。它的原动机有蒸汽透平、电机、蒸汽轮机或能量回收透平。习惯上,把离心式压缩机和原机的组合体称为离心压缩机组,或称透平压缩机组。20世纪60年代以来,由于石油化学工业向大型化发展,离心式压缩机急剧地向高压、高速、大容量和高度自动化方向发展。与往复式压缩机相比,离心式压缩机具有如下优点:

  ①压缩机的润滑油等不会污染被输送的气体;

  ②调节性能好,调节气量的变化范围广;

  ③运行率高,维修简单,易损件少、备件少;

  ④体积小,流量大、重量轻。

  由于离心式压缩机的这些特点,使它成为当今工业生产中应用最为普遍的压缩机类型。而往复式压缩机等则主要用在流量小、压缩比较高的场合。

  从离心式机本身的特点看,虽然有很多优点,但它也有一些固有的而且是难以消除的缺点,例如喘振、轴向推力大等。常有可能因为微小的偏差造成严重事故,而且事故的出现往往是迅速猛烈,单靠人工处理更措手不及。因此,针对离心式压缩机的这些特点,必须认真设置相应的控制系统。

  离心式压缩机往往是生产过程中十分重要的气体输送设备。为了保证压缩机能够在工艺所要求的工况下安全运行,必须配备一系列自控系统。一台大型离心式压缩机通常包括下列控制系统。

  (1)气量或出口压力控制系统,即负荷控制系统。控制方式有多种,基本类似于离心泵的排量和出口压力的控制方案,如直接节流法、旁路回流法、调节原动机的转速等。但需注意两点:其一,采用旁路回流法时,气体经多级压缩后,出口与人口压力之比即压缩比已很大,此时,不宜从未段出口至第一段人口直接旁路,因为这样做,能量消耗大,阀座在高压差下磨损大,故一般宜采用分段旁路,或增设降压消音装置等措施;其二,对汽轮机进行调速时,要求汽轮机的转速可调范围能够满足气量调节的需要。

  (2)防喘振控制系统。因为喘振是离心式压缩机的固有特性,必须设置相应的防喘振控制系统,以确保压缩机的安全运行。

  (3)压缩机组的油路控制系统。一台大型离心式压缩机组常具有密封油、控制油和润滑油等。对这些油的油压、油温等常需要设置联锁报警控制系统。

  (4)压缩机主轴的轴向推力、轴向位移及振动的指示与联锁保护系统。
 

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