化工生產(chǎn)過程中普遍都涉及到壓力,除了特種設(shè)備包括的壓力容器、壓力管道等,還包括風(fēng)機、泵等動力設(shè)備的運行。
風(fēng)機、泵等動力設(shè)備選擇的時候,其壓力(有時候也叫壓頭)是一項非常重要的參數(shù),壓力的選擇與系統(tǒng)的條件有關(guān)。通常情況下,一個流體流動的系統(tǒng)中的阻力分為幾個部分:管道摩擦損失、閥門儀表損失、流體運行損失之外還有流動系統(tǒng)的背景壓力。
這個背景壓力就是背壓。
在百科中背壓定義為“后端的壓力”,這一定義范圍較為寬泛,并不適合在正常生產(chǎn)中的理解。
按照這個定義,對于不同流速和種類的流體來說,相同系統(tǒng)相同點的背壓是不一樣的,是一個變動的數(shù)值。
背壓是對某一個點來說的,如,對于泵來說,泵的背壓就是泵后的壓力。
背壓分為可變背壓和固定背壓。
對于通常情況來說,流體流動以及管道阻力產(chǎn)生的這種變動的壓力就是可變背壓。
而在系統(tǒng)中存在固定的壓力,通常情況為系統(tǒng)末端設(shè)備的設(shè)計壓力,這部分壓力是固定不變的,可稱之為固定背壓。
正常生產(chǎn)中,通常認為的背壓是這個固定背壓。即:及時流體沒有流動也會存在的壓力。
在通常設(shè)計過程中,可變背壓是顯而易見的,也是設(shè)計的重要因素之一。但是對于固定背壓,往往會忽略其存在而對設(shè)計產(chǎn)生較大的影響。
通常情況下一個泵在壓力上的選型一般需要考慮的因素有:
1、泵所需要輸送的物料的密度;
物料的密度不同,影響到泵的出口壓力選型。
介質(zhì)影響到泵揚程所對應(yīng)的壓力。對于輸送水的泵來說,泵的揚程與輸送水高度是一致的,但是對于濃硫酸等高密度流體,相同的泵輸送液體的揚程遠遠低于輸送水的揚程。
一般情況下,泵廠家所表示的揚程是介質(zhì)揚程,但是通常情況下,使用人員默認揚程為水揚程。
因此,為了誤解,對于非水流體來說,泵的輸出壓力不要用揚程高度來表示,應(yīng)當(dāng)以MPa作為輸出壓力單位,否則可能會出現(xiàn)誤解。
2、泵所需要輸送的目標(biāo)點與泵的高度差;
高度差是泵需要的理論低輸出壓力。這個壓力忽略掉其它阻力因素,因此也是泵的最基礎(chǔ)估算依據(jù)。
3、泵輸送的管道特性,包括長度、類型、內(nèi)徑、流量等參數(shù)。
泵輸送距離,彎頭數(shù)量、閥門類型和數(shù)量、管道的類型等參數(shù)影響到流體輸送過程的阻力,泵的輸出壓力要高于這些阻力與重力的和。
4、設(shè)備需要的壓力
泵送目標(biāo)設(shè)備需要的壓力也要計算到泵的揚程當(dāng)中。
如:噴淋裝置,噴頭對壓力是有要求的,泵輸送到達噴頭時的壓力要滿足噴頭的需求,因此,選擇泵輸出壓力時應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)備需要的壓力。
5、系統(tǒng)的背壓
泵送目標(biāo)處于何種壓力條件下,對于常壓環(huán)境可以不予考慮,但是對于真空及加壓設(shè)備應(yīng)當(dāng)考慮固定背壓。
如,如果向一個壓力容器中輸送介質(zhì),需要考慮壓力容器的運行壓力對流體的阻力,以確保泵能夠向壓力設(shè)備中輸送流體。
對于真空設(shè)備輸送介質(zhì),應(yīng)當(dāng)考慮真空對泵中流體的吸力,根據(jù)運行真空度來選擇合適的泵。
除了泵的選型要注意固定背壓外,還有其它設(shè)備選型需要注意背壓:
安全閥后的系統(tǒng)如果有背壓,那么選擇安全閥時應(yīng)當(dāng)考慮背壓壓力。
氮封系統(tǒng)如果有背壓應(yīng)當(dāng)考慮背壓壓力。
蒸汽疏水閥如果有背壓,應(yīng)當(dāng)考慮背壓疏水閥。
背壓閥,用于確保系統(tǒng)中有一定的壓力,避免失去背壓而造成其它問題。
如對于無水無氧環(huán)境,在管道排空末端安裝背壓閥可以確保系統(tǒng)中始終有一定壓力的惰性氣體存在,從而避免系統(tǒng)與大氣聯(lián)通而進入空氣。
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