上海高良泵閥制造有限公司
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紙漿廠和造紙廠經(jīng)濟(jì)性泵的選擇
任何連續(xù)的流程生產(chǎn)一般所要考慮的經(jīng)濟(jì)性*適用于紙漿廠和造紙廠，其中只有幾點(diǎn)差別。就泵裝置而言，由于設(shè)備大型化而可能降低的費(fèi)用數(shù)目，在某種程度上要受到制造廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格泵的限制。因?yàn)楣I(yè)的投資浩大，所以在任何泵裝置中首要的因素是可靠性。為此，不一定遵循“安裝兩臺(tái)泵其中一臺(tái)作為備用”這一規(guī)定。一臺(tái)設(shè)計(jì)合理、維護(hù)良好的泵可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)兩臺(tái)“陌生”的泵。泵是連續(xù)流程生產(chǎn)的一部分，生產(chǎn)中斷勢(shì)必嚴(yán)重?fù)p失原材料或大大降低成品質(zhì)量，這種觀點(diǎn)尤為正確。
安裝兩臺(tái)泵意味著工作復(fù)雜化，因?yàn)橐~外增加閥門(mén)、管路、蒸汽和粘液接頭、電動(dòng)機(jī)、電纜和起動(dòng)器，這樣就會(huì)導(dǎo)致成本提高，可靠性降低。目前，現(xiàn)代化造紙廠具有良好的機(jī)械設(shè)備，采用優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，因?yàn)橘M(fèi)用的增加以及不能確定的可靠性，所以強(qiáng)烈地趨向于取消備用泵。由此可知，重要的問(wèn)題是在特定的范圍內(nèi)正確地選擇泵和工況點(diǎn)。
一座現(xiàn)代化紙漿和造紙廠約有幾百臺(tái)泵，但這些泵的費(fèi)用可能不到設(shè)備總費(fèi)用的5%o因此，遷就泵的質(zhì)量而危害全廠的可靠性是不明智的。腐蝕和侵蝕是縮短泵壽命的主要因素，即使用的材料，有些零件在惡劣條件下的使用壽命仍可能只有12個(gè)月或更短些。此外，泵所消耗的功率通常少于全所需功率的三分之一。如果說(shuō)一座工消耗的總功率的費(fèi)用只占4%左右，則即使泵的功率降低50%，這仍然低于全廠功率費(fèi)用的1%0
1.效率
誠(chéng)然，泵運(yùn)轉(zhuǎn)的*點(diǎn)是在其率點(diǎn)，但這一點(diǎn)不是經(jīng)常可能做到的，在使用漿料泵時(shí)尤其如此。在任何場(chǎng)合下，由于藥液和漿料泵的粘度影響，清水效率總是要降低。能產(chǎn)生率的清水泵，未必是紙漿廠或造紙廠要求選擇的*對(duì)象。例如，開(kāi)式葉輪和間隙過(guò)大均會(huì)降低效率，然而這兩種因素對(duì)漿料泵來(lái)講卻比效率要重要得多。另一個(gè)要考慮的重要問(wèn)題是轉(zhuǎn)速。選擇漿料泵時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能低些，以使泵的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，而這種轉(zhuǎn)速也許不能使泵有很高的效率。泵性能曲線(xiàn)的形狀比制造廠所提出的率要重要得多。平坦的或不穩(wěn)定的揚(yáng)程曲線(xiàn)，會(huì)使泵的流量產(chǎn)生波動(dòng)或不穩(wěn)定。因此，泵要選擇得好，必須強(qiáng)調(diào)可靠性是首先要考慮的問(wèn)題，而效率和成本則是次要考慮的問(wèn)題。
2.泵的轉(zhuǎn)速
在造紙廠，大部分用泵的作業(yè)均可由單級(jí)泵和四級(jí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)完成。對(duì)于非清水的其他液體而言，應(yīng)盡可能避免用二級(jí)電機(jī)轉(zhuǎn)速。對(duì)于特殊作業(yè)（包括漿料輸送），如果沒(méi)有減速機(jī)或變速裝置，否則可要求六級(jí)或八級(jí)電機(jī)。的確，低轉(zhuǎn)速意味著要采用較大的泵和比較昂貴的電動(dòng)機(jī)，但由于這類(lèi)泵和電動(dòng)機(jī)的維修費(fèi)用較低，工作比較可靠，所以采用低轉(zhuǎn)速己證明是合理的。泵的總揚(yáng)程超過(guò)150ft（46m）時(shí)，可能需要偏離這種轉(zhuǎn)速，但為了滿(mǎn)足這一要求，經(jīng)常采用的方法是加大葉輪直徑，而不是提高泵軸轉(zhuǎn)速。
盡管不是在每種工況條件下都采用這樣的選擇，但采用變速驅(qū)動(dòng)設(shè)備來(lái)代替控制閥控制通常是值得考慮的?，F(xiàn)在，高達(dá)230O W的可靠交流變頻電動(dòng)機(jī)可以很容易買(mǎi)到，且在440W的水平上達(dá)到合理的成本也可以達(dá)到。同時(shí)，當(dāng)用變速驅(qū)動(dòng)設(shè)備代替控制閥時(shí)，泵適當(dāng)?shù)臏p速有利于避免壓力下降、增加泵的壽命和可靠性。
3.多級(jí)泵
除鍋爐給水外，應(yīng)避免采用多級(jí)泵。這種觀點(diǎn)在輸送漿料和粘性藥液方面尤其正確。多級(jí)泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于輸送上述藥液不合理。
4.管路系統(tǒng)
輸送黑液、綠液和類(lèi)似的高粘度藥液時(shí)，對(duì)蒸烘和隨后的藥液排出必須作出合適的規(guī)定。泵也應(yīng)包括在此系統(tǒng)內(nèi)。雖然輸送藥液的泵在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮流道能通過(guò)液體中所含的某些固體物，但在旋風(fēng)蒸發(fā)器用泵和回收處理用鍋爐燃油泵上仍應(yīng)安裝電動(dòng)濾網(wǎng)，因?yàn)檫@兩類(lèi)泵均向噴嘴排送藥液，應(yīng)避免產(chǎn)生死角或其他使藥液積聚的地方，因?yàn)樗幰褐械墓腆w物將在這些地方堆積，以后又可能突然脫離，將管路或泵的葉輪堵塞。為防止這一點(diǎn)，在停車(chē)時(shí)，即使是短時(shí)間的，也要進(jìn)行蒸汽吹出。
5.容積泵
除高密度的漿料泵外，容積泵主要用于把漿料的稠度控制在高于5%.所用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置在低稠度時(shí)效果十分良好，但在高稠度時(shí)，其可靠性就較差。螺桿泵在流量為常數(shù)時(shí)，其功率與紙漿調(diào)度成正比，使用這種泵來(lái)控制稠度是比較令人滿(mǎn)意的。這種泵在稠度控制方面始終十分可靠。
6.蒸煮鍋用循環(huán)泵
為使藥液在蒸煮鍋的壓力和溫度下循環(huán)，間接加熱的間歇式蒸煮鍋要采用循環(huán)泵。對(duì)于這種泵，由于均在高揚(yáng)程（ 1501b/ft'）和高溫（350F）下工作，所以維修問(wèn)題是共同的。此外，即使在蒸煮鍋出日處裝有濾網(wǎng)，循環(huán)藥液仍含有一些生紙漿。因此，這種用途的泵應(yīng)有很堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，采用開(kāi)式葉輪和水冷卻填料函。另外常常還有很長(zhǎng)的管路與其連接。一臺(tái)蒸煮鍋可能很容易達(dá)到60ft（18m）高，管路負(fù)荷往往作用在泵上。管路上采用了膨脹接頭和半徑很大的彎管，但仍希望用彈簧來(lái)支撐泵。
7.固體物總含量大于60%的濃黑液泵
采用開(kāi)式葉輪，泵殼則用316號(hào)不銹鋼制造。為使運(yùn)轉(zhuǎn)良好，還要求用316號(hào)不銹鋼制造帶軸套的重型軸，旋轉(zhuǎn)零件之間也對(duì)求有較大間隙。這類(lèi)泵可能要用于輸送粘度達(dá)2000s的黑液，泵上應(yīng)裝有水冷卻裝置。由于黑液在泵殼內(nèi)壁上容易被烤干，故采用蒸汽套定不一定適合。如可能，泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)低于1800rpm。
8.多效蒸發(fā)器用泵
由于蒸發(fā)分段之間的流量調(diào)節(jié)問(wèn)題，這種用途的泵經(jīng)常要在汽蝕工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。在泵的吸入管上安裝水位控制閥就可減輕汽蝕問(wèn)題，但仍不能消除泵內(nèi)的汽蝕。與通常用于這方面的冷凝泵相比，自吸泵可延長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)零件的壽命。
9.隔膜泵
隔膜泵用于輸送高濃度的石灰泥漿。它們有一個(gè)橡膠隔膜或氯丁橡膠隔膜，在其一側(cè)供應(yīng)由自動(dòng)定時(shí)儀控制的脈沖空氣，另一側(cè)則輸送泥漿。
10.中等稠度漿料泵
中等稠度（大約6%-16%）的漿料可用容積式螺桿泵或特殊的離心泵來(lái)輸送。中等稠度的漿料是濃的勃彈性液體，由被稱(chēng)作絮狀物的高強(qiáng)度的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。高的剪切率可增加它的流動(dòng)性。因此，所有的離心式中等稠度漿料泵都在泵的吸入口裝有進(jìn)料倒流葉片，以提供足夠的剪切率，使?jié){料進(jìn)入葉輪吸入口。同樣中等稠度的漿料中都夾帶有大量的氣體，大多數(shù)離心式中等稠度漿料泵也都配有一個(gè)輔助的真空泵裝置，以去除夾帶的空氣，提高泵操作的穩(wěn)定性和效率。
11.風(fēng)扇式泵
在造紙廠，另一種特殊的泵的應(yīng)用場(chǎng)合就是向頂箱和噴嘴中輸送紙漿，然后由頂箱或噴嘴再向移動(dòng)的絲網(wǎng)上散布紙漿，zui后生成紙。風(fēng)扇式泵一般是大型臥式剖分雙吸泵，結(jié)構(gòu)材料使用帶奧氏體的襯板材料或全不銹鋼結(jié)構(gòu)。
為了形成均勻分布的紙漿層，頂箱的紙漿流動(dòng)必須沒(méi)有壓力波動(dòng)和流量波動(dòng)。風(fēng)扇式泵轉(zhuǎn)動(dòng)件（葉輪、軸、軸套等）的轉(zhuǎn)動(dòng)通常只能形成很小的壓力脈動(dòng)，一般要求在任何頻率下峰峰脈動(dòng)值只能為總動(dòng)壓頭的0.5%.
12.噴淋工況用泵
噴淋工況要求泵工作在低流量和高揚(yáng)程的條件下。低流量下工作要求特殊的設(shè)計(jì)，以提高可靠性。這類(lèi)泵一般為單級(jí)結(jié)構(gòu)，并帶有特殊的環(huán)形蝸殼結(jié)構(gòu)，以zui大限度的降低作用在泵轉(zhuǎn)子和軸承上的徑向載荷。一些高壓的噴淋工況要求使用多級(jí)泵或高速泵（大于3600rpni）,以達(dá)到要求的壓力。一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，多級(jí)泵和高速泵比單個(gè)單級(jí)泵所需的維護(hù)要多得多。
13.固體輸送用泵
許多用泵場(chǎng)合需要處理不同大小的固體，特別是在循環(huán)系統(tǒng)中。循環(huán)系統(tǒng)中可能含有殘存金屬和塑料，它們可能堵塞漿料泵。凹進(jìn)式葉輪泵，有時(shí)也叫渦動(dòng)泵，特別適用于這類(lèi)場(chǎng)合，因?yàn)樗娜~輪是從主流凹進(jìn)的，從而可以允許大顆粒經(jīng)過(guò)泵。
14.無(wú)密封泵
近些年來(lái)，在一些腐蝕性很強(qiáng)的工況中，無(wú)密封泵可以良好的使用。磁力驅(qū)動(dòng)泵特別適合于罐車(chē)卸料和輸送氫氧化鈉和需要對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行高級(jí)維護(hù)的其他物料的場(chǎng)合。
15.真空泵
它們用于在長(zhǎng)同造紙機(jī)網(wǎng)線(xiàn)和真空壓榨輥上，通過(guò)使真空度zui大達(dá)到25inHg（635mmHg）左右的方法將紙頁(yè)的水分抽去。對(duì)所生產(chǎn)的It（ 1000kg）紙張而言，用這種方法大約可抽出400001h（18100kg）水，而這些水由真空泵輸送的空氣帶走。經(jīng)常采用脫水器來(lái)排水;使用脫水器時(shí)，驅(qū)動(dòng)功率可減少將近10%,比較經(jīng)濟(jì)。
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真空泵有三種基本形式:
①水環(huán)式
②容積式
③離心式或軸流式
許多工程師喜歡水環(huán)式，可能是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但這種泵通常消耗的功率較多，主要原因是發(fā)熱的循環(huán)水用后要排出泵外。
離心式和軸流式真空泵必須安裝脫水器，但它們比所有其他形式的真空泵效率要高，特別是壓縮所產(chǎn)生的熱量可用于造紙車(chē)間的通風(fēng)系統(tǒng)。這種泵的轉(zhuǎn)速高，通常用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。
造紙機(jī)系統(tǒng)要求不同程度的真空度，從幾英寸汞柱到盡可能zui大。真空泵往往與一根共用的集管連接，并使用孔板將氣流分開(kāi)，以保證對(duì)備用泵的排氣量作某些測(cè)量。但這會(huì)引起節(jié)流并可能造成流動(dòng)問(wèn)題，除非氣流參數(shù)經(jīng)過(guò)仔細(xì)估算。軸流式真空泵允許在相當(dāng)狹窄的限度內(nèi)，沿轉(zhuǎn)子的任何一點(diǎn)進(jìn)行抽真空，并要求精確估算氣流參數(shù)和所需的單位真空度。設(shè)置備用軸流式真空泵通常是不合適的。
16.漿料泵和藥液泵的標(biāo)準(zhǔn)化
在整個(gè)造紙廠，許多泵的工況點(diǎn)是相似的，但可能使用不同的結(jié)構(gòu)材料。如果額外地略微增加一些泵的投資，則旋轉(zhuǎn)零件就可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這樣可減少備件的庫(kù)存量。為新紙廠訂購(gòu)泵時(shí)，這也是一個(gè)*條件。例如，如果一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備由包括軸承在內(nèi)的全套旋轉(zhuǎn)零件組成，則只有葉輪規(guī)格和材料不同。另外，建議把所有泵都配以不銹鋼襯里，這也是為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的緣故。顯然，大型泵需要單獨(dú)考慮和計(jì)算。漿料泵不易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，但稠度在6%以下、結(jié)構(gòu)類(lèi)似的漿料泵通常能夠規(guī)格化。
17.設(shè)計(jì)界限的規(guī)定
在許多情況下，對(duì)泵的揚(yáng)程和流量規(guī)定了過(guò)大的界限。如果界限過(guò)大，超過(guò)了計(jì)算值，就會(huì)經(jīng)常發(fā)生機(jī)械故障和汽蝕。下面的兒條將有助于正確確定泵的尺寸和選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格，以避免出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題。
①仔細(xì)計(jì)算泵的工作需求，使用紙漿和造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)（TAPPI）的技術(shù)信息條例（TIS 408-4）來(lái)計(jì)算漿料摩擦損失和正確選擇粘度修正系數(shù)。通常使用要實(shí)際安裝管線(xiàn)系統(tǒng)的示意圖。
②正確確定控制閥的尺寸，以zui大限度地降低壓降。考慮使用變速驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
③在泵輸送流體中有氣體夾帶時(shí)，要根據(jù)制造廠家的*，對(duì)泵的揚(yáng)程和功率進(jìn)行正確修正。
④從制造廠家的曲線(xiàn)中選出合適的泵，并注意葉輪直徑和泵的工作范圍。如果工況點(diǎn)落在性能曲線(xiàn)的末尾或者葉輪直徑大于zui大葉輪直徑的95%，這時(shí)選用另一種型號(hào)大一些的泵。為zui大提高可靠性，葉輪直徑要等于或約等于:（zui大葉輪直徑 zui小葉輪直徑）x 0.75+zui小葉輪直徑。
⑤有效凈正吸入壓頭（NPSHA）和必須凈正吸入壓頭（NPSHR）之間有一個(gè)10%或3爪取較大值）的差值。系統(tǒng)的zui大吸入比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)為8000
⑥電動(dòng)機(jī)的功率不超過(guò)葉輪所需功率的105%。底座強(qiáng)度允許安裝一個(gè)更大型號(hào)的泵。
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