油田输油离心泵运送的是油水混合物,在使用历程中,叶轮和导叶结水垢现象无法制止,加之一氧化碳(co)、硫化氢(h2s)等腐蚀介质的存在,采用普通的铸铁材料会产生腐蚀或侵蚀。尤其是叶轮、导叶表面和流道易附着垢层,堵塞流道,降低泵效和流量。因此,为确保检修后的泵能恢复出厂时的初始性能,延长使用寿命,在组装前必需对叶轮和导叶表面、流道进行除垢处理,以达到无油污及水分、无锈迹及氧化物、无黏着性杂质以及无酸碱等残留物和流道光滑的要求。
相对于其他装备而言,离心泵的叶轮和导叶又有其特殊性,它上面锻造有非常多的庞大流道,清算起来困难患上多,因此,探讨一种行之有效的离心泵除垢工艺具备一定的实际
1意义。
(1)经常使用的表面处理要领
①手工处理手工除净工件表面(如刮刀、钢丝刷或专用铁钩等)的锈迹和氧化皮等垢层,但由于离心泵叶轮和导叶具备庞大的流道,手工处理劳动强度大,生产效率低,质量不过关,清算不彻底,耗用材料多,成本较高。
②化学处理化学处理首要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应,使其溶解在酸性或碱性的溶液中,以达到去除工件表面锈迹(氧化皮)、垢层及油污的目的。但该处理要领易产生过蚀现象,且化学物易挥发,成本高,处理后的化学排放工作难度大,流道除垢不彻底。
③机械处理法机械处理法首要包括抛丸法和喷丸法。抛丸法清算是利用离心力将弹丸加速,抛射至工件长进行除锈清算的要领。但抛丸矫捷性差,受场地限制,清算工件时有些盲目性,在工件内表面易产生清算不到的死角,且装备布局庞大,易损件多。喷丸法又分为喷丸和喷砂。用喷丸进行表面处理,打击力度大,清算效验明显,但喷丸对薄板工件的处理,容易使工件变型,且钢丸打击到工件表面(无论抛丸或喷丸)使金属基材产发生变故型,由于垢层没有塑性,破碎后剥离,而油膜与基材一同变型,所以对带有油污的工件进行抛丸、喷丸是无法彻底清除油污的。而喷砂对工件的适应性较强,特别适用于离心泵的叶轮和导叶这类具备庞大流道的工件的除垢。各工艺对比表明,在现存的处理要领中,清算效验最佳的
还是喷砂清算。
(2)离心泵叶轮和导叶喷砂除垢系统
离心泵维修场地为室内环境,为包管工作现场洁净无污染,整个系统必需采用封闭式,实现砂料锈垢、粉尘自动回收。系统采用压缩空气做动力,将砂粒高速喷射到离心泵叶轮表面及流道内,经过砂粒冲击将工件上的污垢除去,使表面及流道达到一定的清洁度,再经由过程装备的砂尘分离系统将完整的天然磨料分离继续循环使用,粉尘与锈污进入集尘桶,过滤后的空
气排出室外。
离心泵叶轮和导叶喷砂除垢系统由喷砂机、叶轮及导叶架、传输线、封闭式工作台、沉砂斗、喷头、除尘与外排系统、电气控制系统等组成。喷砂机、除尘装备可购买成形产品,这里首要对传输线和工作台进行设计制造。
①传输线和工作台设计
a.叶轮、导叶喷砂工作台采用全封闭式布局,防止粉尘进入室内,造成环境污染。工件出进口手动启闭。
b.传输线采用滚轮传动,电磁开关限位,往复运动。
c.由于叶轮和导叶布局不同,喷头的配置方式也不同。对叶轮而言,1#喷头垂直固定,向下喷射,叶轮与台架轴过渡配合,叶轮在高速气砂混合喷射物作业下自动旋转,结合传输线直线运动,实现全面连续射击离心泵叶轮。对导叶而言,2#喷头在导叶中心线上轴向固定,径向喷射,导叶外周固定,其中心空腔为2#喷头出进空间,导叶在传动系统的带动下旋转,
实现连续射击导叶表面及流道的目的。
d.除尘用滤桶除尘器,粉尘及锈污进入集尘桶,处理后气体排出室外。
②工艺实施要点
a.叶轮和导叶传输线直线往复运动速率须迟缓,控制在0.02m/s,而叶轮在高速气体作用下自动快速旋转,导叶在传动系统作用下旋转,包管高速砂粒连续射击面能够在一个行程内笼罩整个叶轮和导叶。
b.根据叶轮、导叶外表面及流道上锈蚀和污垢的附着程度,调治传输线往复运动频次,以达到彻底清算的目的。
c.除尘器滤芯要定期保养,并清算集尘桶中的粉尘和锈污,并根据作业量及时将沉砂斗中的砂粒返输到储砂罐。
⑶应用效验
系统制造完成后,对5台100di100-20×5离心泵、3台dg60-100离心泵实施了该工艺,表面喷砂处理后达到gb 8923-88sa2.5中所规定的彻底地喷砂处理标准,即钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮等附着物,残留的痕迹仅是点状或条纹状的轻微色斑。系统的喷砂、回砂、砂尘分离、砂料循环、粉尘过滤等所有动作封闭完成,工作环境洁净元污染,作业现场达到gb10332-10333-89中所规定的车间空气粉尘卫生标准。工艺操作省力简便,极大地降低了工人的劳动强度,提高了经济效益。
(4)结论
①将喷砂除锈工艺引入到离心泵叶轮和导叶除垢中,并设计了传输线和工作台,形成为了一套完整的除垢系统,处理完成了油田离心泵维修中质量难以包管的问题。
②只需对操作台做一些改动,该系统可用于油田电机等装备维修中的除垢。因电机表面具备众多庞大的散热栅格,人工清算费工费时,也不经济,该系统无疑具备很强的借镜作用及可移植性。
水泵特性曲线表示的是水泵本身固有的特性
水泵特性曲线表示的是水泵本身固有的特性,是水泵本身具备的一种能力。但在实际工程中,水泵的工作,必然要与管路系统以及许多外界条件(如江河水标位、水塔高度、管网压力等)接洽在一起。我们把水泵和水泵的管路系统(包括一切管路附件)拼凑称为水泵"装置"下面首要介绍如何确定水泵装置的扬程。
1.水泵装置的工作扬程
水泵装置的工作扬程是指水泵站工程已经建成,正在运行的水泵的扬程。isw卧式管道离心泵装置的工作扬程等于水泵吸水口处真空表的读数和水泵出水口处压力计的读数的和,即
hg=hv+hd(1-3)
式中hg-水泵装置的工作扬程;
hv-真空表的读数;
hd-压力计的读数。
2.水泵装置的设计扬程
所谓水泵装置的设计扬程,是指在进行泵站工程设计时,根据工程实际现场条件计算所患上到的水泵扬程。水泵的设计扬程等于静扬程加上管路系统总的水头丧失。即
hd=hst+∑h(1-4)
式中hd-水泵装置的设计扬程;
∑h-水泵吸水管路和压水管路中的总水头丧失;
hst-水泵装置的静扬程,也就是吸水池测压管水面与高地水池测压管水面之间的高差。
hst=hss+hsd(1-5)
式中hss-水泵的吸水地形高度,也就是水泵泵轴与吸水池测压管水面的高差。若泵轴
比吸水池测压管水面高,hsd为正值;与之相反,hsd为负值。
hsd-水泵的压水地形高度,也就是高地水池测压管水面与水泵泵轴的高差。不锈钢泵若高地水池测压管水面比泵轴高,hsd为正值;与之相反,hsd为负值。
二、离心泵装置的工况
每一台水泵在一定的转速下,都有它自己固有的特性曲线,此曲线反映了该水泵本身潜
在的工作能力。这类潜在的工作能力,在实际泵站的运行中,就表现为瞬时的实际出水量(q)、扬程(h)、轴功率(n)以及效率(叩)值等。我们把这些值在q-h曲线、q-n曲线以及q-n曲线上的具体位置,称为该水泵装置的瞬时工况点,它表示了该水泵在此瞬时的实际工作能力。
决定水泵工况点的因素有两个方面:(1)水泵固有的工作能力,包括水泵的型号、水泵运行的转速;(2)水泵的工作环境,包括水泵管路系统的布置以及水池、水塔水标位的变化等界限条件。
水泵工况点简直定要领包括图解法和数解法两种,其中图解法简明、直观,在工程上应用非常广泛。
1.图解法求离心泵装置的工况点
离心泵装置的工况点就是特性曲线与水泵管路系统特性曲线的相交的点,因此,图解法求离心泵装置的工况点时需要绘制水泵管路系统特性曲线和水泵的特性曲线。水泵的特性曲线在水泵样本中可以查到,水泵管路系统特性曲线需要绘制。管路系统特性曲线的数学表达式为:
h=hst+∑h(1-6)
式中hst-水泵装置的静扬程;
∑h-水泵吸水管路和压水管路中的总水头丧失。
∑h-sq[sup]2[/sup](1-7)
式中q-流量;
s-代表长度、直径已定的管道的沿程摩阻与局部阻力之和的系数。
在泵站计算中,为了确定水泵装置的工况点,需要按式(1-6)画出如图1-13所示的水泵管路系统特性曲线(q-h)g。该曲线上任意点k的一段纵坐标(hk),表示水泵运送流量为qk将水提升高度为hk2时,管道中每单元质量液体所需消耗的能量值。也就是说,管道系统中,经由过程的流量不同时,每单元重量液体在整个管道中所消耗的能量也不同,其值大小可见图1-13中(q-h)曲线上各点相应的纵坐标值来表示。
水泵特性曲线与水泵管路系统特性曲线的相交的点就是离心泵装置的工况点。m点就是图中水泵装置的工况点。在m点,水泵提供的比能与管路需求的比能相平衡,只要条件不发发生变故化,水泵将稳定工作,工况点不发发生变故化,此时水泵的出水量为qm,扬程为h[sub]m[/sub]。
假设工况点不在m点,而在左侧k点,由图1-14可见,此时水泵提供的比能h[sub]k1[/sub]大于管路需求的比能h[sub]k2[/sub],[h][sub]供[/sub][h][sub]需[/sub],多余的能量将以动能的情势使流水速率提速,即流量q增加,工况点右移,一直到[h][sub]供[/sub]一化工泵[h][sub]需[/sub],达到m点为止。与之相反,假设工况点不在m点,而在右侧d点工作,此时,[h][sub]供[/sub][h][sub]需[/sub],水泵提供的比能hdl小于管路需求的比能hd:,管道中流水能量不足,要患上流水速率降低,从而流量q降低,工况点左移,一直到[h][sub]供[/sub]一[h][sub]需[/sub],达到m点为止。所以工况点只能在m点工作,m点是能量平衡点,只有外界条件改变,工况点才能改变。
2.折引特性曲线法求离心泵装隔膜泵置的工况点
在实际工程中,如几台isg、irg立式管道泵并联工作时,水泵并联工作特性曲线是按照"强行施加法"的原则绘制,即等扬程下流量叠加的要领。但当水泵型号不同,水泵布置不合错误称时,不克不及直接采用"强行施加法"。这时需要采用折引的要领,将几台水泵折引到同一扬程条件下,然后按照"强行施加法"的原则绘制水泵并联工作特性曲线。下面结合图1-15介绍折引法求离心泵装置的工况点的具体步骤。
先在沿q坐标轴的下面画出该管道丧失特性曲线q-∑h,再在水泵的q-h特性曲线上减去相应流量下的水头丧失,患上到(q-h)'曲线。此(q-h)'曲线称为折引特性曲线。此曲线上各点的纵坐标值,表示水泵在扣除了管道中相应流量时的水头丧失以后,剩的能量。这能量仅用来改变被抽升水的势能,即它把水提升到hst的高度上去。因此,沿水塔水标位作一程度线,与(q-h)'曲线相交于m1点,此m1点的纵坐标代表了该装置的静扬程,由ml点向上作垂线引申与(q-h),曲线相交于m点,则m点的纵坐标值hm,即为该水泵的工作扬程hm-hst+∑h。它就是管道需要的总比能与is、ir卧式单级单吸清水离心泵供给的总比能恰恰相称的一点,m点称为该离心泵装置的工况点,其相应的流量为qm。
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