如何使用電磁流量計在工業(yè)應(yīng)用中保護泵機全力運行
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發(fā)布時間：2019-05-01 08:00:00
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一句古老的說法，“一盎司的預(yù)防值得一攬子關(guān)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(yù)防最佳實踐方面，泵通常是過程自動化中服務(wù)最多的設(shè)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(guān)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(shè)備配置是原因。
希望優(yōu)化生產(chǎn)過程的工程師和技術(shù)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(chǎn)品或批次質(zhì)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(fā)現(xiàn)了石化產(chǎn)品（圖1），食品/飲料，制藥和水/廢物處理等過程工業(yè)，將工廠轉(zhuǎn)變?yōu)?4/7精益運營。結(jié)果是，大多數(shù)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(guī)則的物料流動，這可能導(dǎo)致三個負面條件：（1）湍流，（2）低流量，或（3）干運行條件。
設(shè)施和工廠工程師采取的關(guān)鍵過程保護步驟是控制物料流，以確保泵高效運行。這導(dǎo)致以盡可能少的能量消耗移動庫存或產(chǎn)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(dǎo)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(xiàn)象 - 會降低吞吐量，甚至導(dǎo)致質(zhì)量問題。失去軸承或密封會導(dǎo)致泵關(guān)閉，可能導(dǎo)致生產(chǎn)線關(guān)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(zhì)在泵所需的壓力下定期進行，且壓頭損失最小。任何數(shù)量的工藝條件都可能導(dǎo)致不規(guī)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(guī)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(fā)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(wěn)定的上游流動輪廓，以實現(xiàn)適當和有效的操作。不規(guī)則的流動經(jīng)常導(dǎo)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(yè)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(zhì)的速度和流動分布并且也影響其壓力。
在大多數(shù)情況下，工廠的房地產(chǎn)限制導(dǎo)致肘部，閥門或其他設(shè)備太靠近泵的位置，這些設(shè)備會在管道中產(chǎn)生渦流和速度分布變形（以及壓力變化）。這種干擾可能導(dǎo)致過量的噪音和氣穴現(xiàn)象，從而導(dǎo)致軸承和/或密封件壽命縮短。
確保最佳流量分布以實現(xiàn)高效運行的良好解決方案是在泵的上游安裝內(nèi)聯(lián)或彎頭調(diào)節(jié)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(dǎo)致可重復(fù)，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(wěn)定的操作環(huán)境開始。經(jīng)過調(diào)節(jié)的流體流以均勻且均勻分布的模式進入泵的葉輪，優(yōu)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(xiàn)象。
除了處理不太理想的管道配置外別無選擇，內(nèi)聯(lián)式或彎頭式調(diào)節(jié)器將消除泵，壓縮機，電磁流量計和其他關(guān)鍵工藝設(shè)備的所有上游直行要求（圖2）。Tab型流量調(diào)節(jié)器，例如Vortab®流量調(diào)節(jié)器，已證明在這些應(yīng)用中是成功的。根據(jù)壓降限制，還可以考慮其他流動調(diào)節(jié)技術(shù)選擇，包括管束，蜂窩和穿孔板。
內(nèi)聯(lián)或彎頭調(diào)節(jié)器的輪廓調(diào)節(jié)片產(chǎn)生快速的交叉流混合，迫使較高速度區(qū)域與較低速度區(qū)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(fù)的。
將防旋流機制結(jié)合到流量調(diào)節(jié)器的設(shè)計中消除了通常從90度彎頭出來的旋流狀態(tài)。結(jié)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(diào)節(jié)片的錐形設(shè)計使其免受污垢或堵塞。
泵流量監(jiān)測
通過在過程回路中安裝電磁流量計，可以避免由低流量或干運行條件造成的損壞。電磁流量計不僅可以檢測低流量狀態(tài)，還可以檢測干燥狀態(tài)下的報警。這種能力允許控制系統(tǒng)或操作員在泵的軸承過熱和失效之前采取糾正措施。
有許多類型的電磁流量計可供選擇。例如，F(xiàn)CIFlexSwitch®FLT系列采用無移動部件設(shè)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(guān)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(tǒng)或操作員的預(yù)警信號。警報2可以設(shè)置為無流量狀態(tài)。然后，系統(tǒng)或操作員可以決定保持泵運轉(zhuǎn)或關(guān)閉泵。
該電磁流量計可在單個設(shè)備中顯示流量和溫度，以及/或液位感應(yīng)。對于大型管道或小型線路應(yīng)用，它可以在插入或內(nèi)嵌樣式中指定。該單一開關(guān)可同時監(jiān)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(yīng)用的電磁流量計時，第一步是選擇合適的流量技術(shù)。有多種電磁流量計傳感技術(shù)可用，現(xiàn)在主要包括：
槳
活塞
熱質(zhì)量
壓力
磁簧
這些技術(shù)中的每一種都有其優(yōu)點/缺點，具體取決于介質(zhì)和應(yīng)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(huán)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(lǐng)域縮小到一兩個最佳選擇。
結(jié)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(yù)防性的主動措施，以避免早期更換泵：
在設(shè)計新工廠或改造舊工廠時，請務(wù)必考慮泵的要求。使用泵優(yōu)化您的工藝可提供多種優(yōu)勢：更高的容量，更高的質(zhì)量，更低的能源成本，更少的維護以及更長的設(shè)備（泵）壽命。
考慮插入流量調(diào)節(jié)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(guī)則流動，當泵吸入點與彎頭，閥門或其他設(shè)備之間所需的最小管道直線行程被忽略或推到極限時，經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況。插入流量調(diào)節(jié)器經(jīng)常消除湍流問題。
另一個關(guān)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(dǎo)致軸承或密封損失，需要維修費用。在過程回路中插入電磁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(guān)閉的必要性。
