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如何使用電磁式流量計在工業應用中保護泵機全力運行

發布時間:2020-12-22 ??點擊次數:

一句古老的說法,“一盎司的預防值得一攬子關注”可能是由于過程和工廠工程師厭倦修理或更換泵而造成的。在維護和預防最佳實踐方面,泵通常是過程自動化中服務最多的設備。不幸的是,沒有簡單的泵就沒有任何動作,當它們不能正常運行或完全關閉時,過程變得效率低下。很多時候泵制造商被認為是問題所在,實際上工藝或周圍設備配置是原因。
希望優化生產過程的工程師和技術人員可以從泵開始,并保護泵免受常見危害。泵保護可提高最終產品或批次質量,降低材料成本,消除浪費并降低維護成本。妥善保管您的泵可帶來積極的回報。以下是一些可以采用的簡單策略 - 從過程媒體流量分析開始。
如今,競爭激烈的全球市場發現了石化產品(圖1),食品/飲料,制藥和水/廢物處理等過程工業,將工廠轉變為24/7精益運營。結果是,大多數工廠的泵都在接近容量,以滿足物料吞吐量目標和需求。高效泵運行的最常見危害之一是不規則的物料流動,這可能導致三個負面條件:(1)湍流,(2)低流量,或(3)干運行條件。
設施和工廠工程師采取的關鍵過程保護步驟是控制物料流,以確保泵高效運行。這導致以盡可能少的能量消耗移動庫存或產品,同時降低維護要求并延長泵的壽命。不能有效地控制材料流動會導致一些不希望的情況,例如氣蝕,泵軸承故障或密封失效。第一個問題 - 氣穴現象 - 會降低吞吐量,甚至導致質量問題。失去軸承或密封會導致泵關閉,可能導致生產線關閉,并且在您采取此類方案時,不利條件可能會變得更糟。
保護過程和泵的第一步是從分析流量開始。您希望分析流量,以確保介質在泵所需的壓力下定期進行,且壓頭損失最小。任何數量的工藝條件都可能導致不規則的流動,例如湍流,溫度變化,不需要的空氣吸入等。特別是不規則流動和湍流的問題可能特別難以解決,因為消除根本原因通常很難做到 - 那么你需要一個電磁式流量計。
當涉及損壞的泵時,主要的罪魁禍首是低流量或干燥運行條件下的熱量積聚,這種情況發生在液體流量通過管線或泵完全減慢或停止時。當液體不能提供冷卻時,熱量會破壞泵的軸承或密封。如果甚至可以修理,由于維修或更換成本和停機時間,這將是非常昂貴的。
在液體進入泵之前,泵需要在管道中具有穩定的上游流動輪廓,以實現適當和有效的操作。不規則的流動經常導致空化,這是在泵吸入點處液體中形成空腔的情況。通常引用的工業泵安裝指南建議在泵吸入點和第一彎管或其他干擾之間放置至少10個直徑的無阻塞管。管道中的障礙物和/或腐蝕可以改變介質的速度和流動分布并且也影響其壓力。
在大多數情況下,工廠的房地產限制導致肘部,閥門或其他設備太靠近泵的位置,這些設備會在管道中產生渦流和速度分布變形(以及壓力變化)。這種干擾可能導致過量的噪音和氣穴現象,從而導致軸承和/或密封件壽命縮短。
確保最佳流量分布以實現高效運行的良好解決方案是在泵的上游安裝內聯或彎頭調節器。隔離管道中速度分布扭曲,湍流,渦流和其他異常的影響將導致可重復,對稱和無渦流的速度分布,并且壓力損失最小。
為了延長泵的使用壽命,請從更穩定的操作環境開始。經過調節的流體流以均勻且均勻分布的模式進入泵的葉輪,優化了泵的效率并延長了軸承的使用壽命,同時降低了噪音和氣蝕現象。
除了處理不太理想的管道配置外別無選擇,內聯式或彎頭式調節器將消除泵,壓縮機,電磁式流量計和其他關鍵工藝設備的所有上游直行要求(圖2)。Tab型流量調節器,例如Vortab流量調節器,已證明在這些應用中是成功的。根據壓降限制,還可以考慮其他流動調節技術選擇,包括管束,蜂窩和穿孔板。
內聯或彎頭調節器的輪廓調節片產生快速的交叉流混合,迫使較高速度區域與較低速度區域混合。無論緊密耦合的上游流動擾動如何,合成速度分布的形狀都是“at”且可重復的。
將防旋流機制結合到流量調節器的設計中消除了通常從90度彎頭出來的旋流狀態。結果是一條流進入泵的流,使其最大化其操作效率并減少壓力。此外,防旋流和型材調節片的錐形設計使其免受污垢或堵塞。
泵流量監測
通過在過程回路中安裝電磁式流量計,可以避免由低流量或干運行條件造成的損壞。電磁式流量計不僅可以檢測低流量狀態,還可以檢測干燥狀態下的報警。這種能力允許控制系統或操作員在泵的軸承過熱和失效之前采取糾正措施。
有許多類型的電磁式流量計可供選擇。例如,FCIFlexSwitchFLT系列采用無移動部件設計,具有高度可靠的泵保護方案,具有雙重報警功能(圖3)。通過報警1,開關將檢測到低流量情況,介于0.01到3英尺/秒(FPS)之間(.003到9米每秒MPS)。該低流量警報可被視為控制系統或操作員的預警信號。警報2可以設置為無流量狀態。然后,系統或操作員可以決定保持泵運轉或關閉泵。
電磁式流量計可在單個設備中顯示流量和溫度,以及/或液位感應。對于大型管道或小型線路應用,它可以在插入或內嵌樣式中指定。該單一開關可同時監控您感興趣的直接變量,具有出色的準確性和可靠性。
在評估用于泵保護或任何應用的電磁式流量計時,第一步是選擇合適的流量技術。有多種電磁式流量計傳感技術可用,現在主要包括:

活塞
熱質量
壓力
磁簧
這些技術中的每一種都有其優點/缺點,具體取決于介質和應用程序的要求。某些媒體可能是您申請的唯一選擇。通過查看這些因素,以及工廠的布局,環境條件,維護計劃,能源成本和投資回報率,您可以迅速將該領域縮小到一兩個最佳選擇。
結論
不要忽視最佳的安裝和維護泵操作,不要陷入早期泵更換或維修的陷阱。以下是三個預防性的主動措施,以避免早期更換泵:
在設計新工廠或改造舊工廠時,請務必考慮泵的要求。使用泵優化您的工藝可提供多種優勢:更高的容量,更高的質量,更低的能源成本,更少的維護以及更長的設備(泵)壽命。
考慮插入流量調節器以消除湍流問題。最常見的泵問題之一是由湍流引起的不規則流動,當泵吸入點與彎頭,閥門或其他設備之間所需的最小管道直線行程被忽略或推到極限時,經常會出現這種情況。插入流量調節器經常消除湍流問題。
另一個關鍵的安全措施是保護您的泵免受意外的低流量或干運行條件的影響,這可能導致軸承或密封損失,需要維修費用。在過程回路中插入電磁式流量計不僅可以保護泵免受損壞,還可以提醒您潛在的問題,并讓您主動評估泵關閉的必要性。

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