如何合理設(shè)計離心泵吸入口管道
作者：泵 來源：離心泵 發(fā)布時間：2021-10-09
離心泵常遇到工況相同或相似，同一規(guī)格型號的泵運行一直良好，性能、振動和噪音也很正常，但卻在極個別項目中出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題：泵不僅出力不足，而且振動、噪音嚴(yán)重超標(biāo)。原因何在？
一臺離心泵要想在（系統(tǒng)）流程中發(fā)揮出其狀態(tài)，除了本身的設(shè)計制造品質(zhì)以外，還與外部條件因素密切相關(guān)。這里的外部條件因素主要包括：基礎(chǔ)設(shè)計及施工、接管載荷及熱膨脹值、泵進(jìn)/出口管道的布置及支撐、吸入口管道的設(shè)計及直管段長度等。其中，常見的對離心泵性能會產(chǎn)生不利影響的主要因素為吸入口管道的設(shè)計及直管段的長度。吸入管道的正確設(shè)計是決定輸送到泵的液體均勻性的關(guān)鍵。不穩(wěn)定的液流會導(dǎo)致泵性能的下降，并可能由于振動和汽蝕而縮短泵的使用壽命。
在工作過程中，經(jīng)常會遇見買方/用戶詢問這樣的問題：離心泵入口管道布置有無直管段長度要求？如果有，則有何依據(jù)？是否包含過渡段長度？
現(xiàn)根據(jù)國內(nèi)外不同手冊/標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范中提供的成熟的工程實踐、部分結(jié)合作者實際工作應(yīng)用經(jīng)驗，就如何合理設(shè)計離心泵吸入口管道給出總結(jié)及建議，希望有助于避免工程應(yīng)用中因吸入口設(shè)計不合理而造成泵組不正常的運行。
1 不同手冊/標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范對離心泵吸入管道設(shè)計要求
在很多工程應(yīng)用中，管道系統(tǒng)的設(shè)計和安裝往往并不受到人們的重視，但必須遵循一些基本的工程實踐經(jīng)驗。不合理的入口管道的設(shè)計和布置，可能會帶來一系列的問題：
1）泵出力不足（流量減少、揚(yáng)程和效率下降）。
2）運行期間噪音較大。
3）泵組振動超標(biāo)。
4）軸承和機(jī)械密封過早失效。
5）泵其它零件過早磨損和失效，如耐磨環(huán)。
6）葉輪和泵殼發(fā)生汽蝕損害。
7）接口法蘭處發(fā)生泄漏。
2、除直管段長度的要求沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以外，對于離心泵入口管道的設(shè)計，不同手冊/標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的要求大同小異。
1）管道（布置）應(yīng)盡量“步步高”或“步步低”不出現(xiàn)或少出現(xiàn)氣袋和液袋，盡量避免死區(qū)。
2）對輸送含有固體顆粒的管道，為避免顆粒沉降堵塞管道，泵的分支管可采用大坡度或45°角連接。
3）對于側(cè)向吸入的泵，當(dāng)液體進(jìn)入泵管嘴時，如有偏流、渦流，則會破壞液體在葉輪內(nèi)的流動平衡，影響泵的揚(yáng)程和軸功率，同時由于液體進(jìn)入葉輪的角度與設(shè)計要求不同，會出現(xiàn)氣阻，造成振動和噪聲，因而使泵的性能變劣、壽命縮短。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，側(cè)面吸入的離心泵入口和1個管件之間要有一段長度大于3倍管徑的直管段，然后才能連接彎頭。
4）對于雙吸離心泵，為使泵軸兩側(cè)推力相等、葉輪平衡，吸入管道應(yīng)有一段直管段。當(dāng)吸入管道與泵軸平行，在同一平面與泵連接時，泵吸入口法蘭前方應(yīng)有7DN以上的直管段，以防止由彎頭引起介質(zhì)偏流，從而降低泵效率和損傷葉輪；當(dāng)吸入管道與泵軸成直角和泵吸入嘴相接時，直管段可包括彎頭（半徑），也可把大小頭（過渡段）和切斷閥視作直管。若安裝直管段確有困難時，應(yīng)在泵管嘴附近安裝整流管或加導(dǎo)流板以防止偏流和渦流。
3、不穩(wěn)定的入口液流會給泵帶來如下不利影響：
1）流量、揚(yáng)程特性的變化，并對泵的效率產(chǎn)生傷害。
2）當(dāng)渦流通過葉輪葉片時，會激發(fā)振動。
3）葉輪徑向力會增加。
4）誘導(dǎo)汽蝕。
