離心泵的低流量保護(hù)方案對比

類別：自動(dòng)再循環(huán)閥 | 發(fā)布日期：2022年10月21日

三通式核電啟動(dòng)給水泵屬于多級離心泵，泵在啟動(dòng)、停運(yùn)、泵切換和主管路被突然關(guān)閉時(shí)，為了使出口壓力達(dá)到一定值，減少電機(jī)啟動(dòng)電流，要求主出口閥關(guān)閉。一方面，如果出口完全關(guān)死，轉(zhuǎn)子受的剪應(yīng)力會(huì)急劇增大，甚至導(dǎo)致泵軸斷裂；另一方面，由于泵內(nèi)葉輪與泵體間隙很小，流體易于氣化，如果在沒有液體流出的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，泵內(nèi)液體將產(chǎn)生渦流，使其發(fā)熱汽化而發(fā)生氣蝕，從而導(dǎo)致部件細(xì)小損傷，失去動(dòng)平衡。同時(shí)，過熱也可能引發(fā)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和其他部件卡澀，因此，泵有最小連續(xù)穩(wěn)定流量和最小連續(xù)熱控流量，前者主要考慮流量過小時(shí)噪聲和振動(dòng)導(dǎo)致對泵的損壞，后者主要考慮泵送介質(zhì)在溫度升高后引起蒸汽壓上升而使 NPSHa（注1）減小，而不足以防止氣蝕的發(fā)生。

根據(jù) API610 第八版中規(guī)定，最小流量有下面兩種流量來限定：

最小連續(xù)穩(wěn)定流量：在不超過 API610 第八版所規(guī)定的噪音和振動(dòng)限度下泵能夠正常工作的最小流量
最小連續(xù)熱限制流量：能夠維持泵的正常工作，且在運(yùn)行過程中不至于由于泵送液體的升溫而引起汽蝕，損壞泵的最小流量。
最小流量裝置：如果泵在未達(dá)到最小流量的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，則泵必須配置最小流量裝置，如：自動(dòng)泄漏止回閥，旁路管等，以避免電機(jī)振動(dòng)，減少噪音和防止由于介質(zhì)會(huì)發(fā)而導(dǎo)致零件的損壞。

常見的泵的最小流量保護(hù)系統(tǒng)有如下三種方式：

一、設(shè)計(jì)連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)常開再循環(huán)模式是最簡單常見的形式。在再循環(huán)回路中設(shè)置手動(dòng)節(jié)流閥，將手動(dòng)節(jié)流閥設(shè)置一固定的開度，離心泵工作中讓最小流量通過手動(dòng)節(jié)流閥返回到水箱中。

優(yōu)點(diǎn)：
投資較??；當(dāng)工藝上出現(xiàn)小流量工況時(shí)，限流孔板旁路先自動(dòng)將其消除。
缺點(diǎn)：
不論工藝上需要多少流量，旁路線始終都有流量通過。選泵時(shí)應(yīng)把旁路流量附加到操作流量上，否則易造成泵出力不夠的情況；操作費(fèi)用較高；當(dāng)泵的揚(yáng)程很高，液體又處于飽和溫度下時(shí)，限流板孔后可能出現(xiàn)超臨界現(xiàn)象，發(fā)生氣化；節(jié)流閥長期處于沖刷狀態(tài)，閥門損壞很快，后期維修及運(yùn)行成本高。

連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)

二、設(shè)計(jì)控制循環(huán)系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)：
選泵可不考慮旁路流量附加值；旁路只有在小流量工況時(shí)才自動(dòng)打開，平時(shí)關(guān)閉以節(jié)省能量。
缺點(diǎn)：
增加一套自控回路造價(jià)太高，維修及運(yùn)行成本同樣很高；旁路存在持續(xù)性流量，浪費(fèi)能量；調(diào)節(jié)閥需要外力（電動(dòng)、氣動(dòng)），且設(shè)備多，增大故障幾率。

控制循環(huán)系統(tǒng)