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當前位置：上海茂碩機械設備有限公司>>技術文章>>技術研究：一種保護并聯離心泵的新方法
并聯運行是指兩臺或多臺泵從同一吸入集管吸入液體并將液體輸送到同一排出集管中。理論上，如果兩臺泵及其管道設計相同，它們應該以大致相同的流量泵送。然而，管道、泵性能和內部磨損的差異往往會導致并聯運行的泵流量上的差異。
離心泵不加區分的并聯運行可能會導致嚴重的流量不平衡，從而導致泵的振動、脈動、過熱和故障。
泵用戶在并聯運行泵之前，應始終確認泵的性能相似。單獨的流量計有助于確保泵在并聯布置時以安全流量運行。一組泵的總流量計是比較常見的。
在一個案例中，兩臺離心泵 - 9級，125 hp立式渦輪泵 - 并排安裝。他們將從壓縮機站上游收集到的管道液體轉移到另一條管道中。這些泵從未打算并聯運行。通常情況下，其中一臺泵可以處理到達泵站的所有液體。
泵運行一段時間后，工作人員發現一臺泵不足以處理所有液體。操作人員有時不得不關閉這些泵下游的壓縮機，因為液體攜帶造成損壞的風險很高。出于這個原因，設施人員決定同時運行兩臺泵，以處理異常情況。
從紙面上看，這些泵看起來是相同的，因此工作人員認為并聯運行將產生一個平衡的流量狀況。然而，該團隊知道，由于內部磨損、泵結構的細微差異、流程工況的變化和其它因素，其中一臺或兩臺都可能在不安全的工況下運行。因此，只有當每臺泵都有流量測量裝置時，工作人員才允許并行運行。
為了正確保護泵，團隊需要安裝單獨的流量計。工作人員考慮了不同的泵流量測量選項，包括孔板流量計，緊湊型的流量計（如Annubar流量計），以及使用電機功率和泵差壓計算流量。
由于成本較低且對現場影響最小，該團隊選擇了使用電機功率和泵壓差計算流量的選項。由于已經安裝了數字壓力變送器，并且可以使用本地可編程邏輯控制器（PLC），因此團隊所需要的只是本地功率表來估計泵流量。
圖1：兩臺9級125 hp立式渦輪泵中的其中1臺，額定流量為350 gpm，轉速為3,550 rpm（圖片由Enterprise Products提供）
公式1：
式中，
Q = 流量（gpm）
Pd = 出口壓力（psi）
Ps = 進口壓力（psi）
ηp = 泵效率
ηm = 電機效率
kW = 來自電動機的真正功率
該團隊開始使用公式1進行分析，該公式是為了近似計算現場離心泵的效率而開發的。該公式可以確定電機驅動離心泵在流程工況下的效率。該公式不需要流體的比重，這在不知道泵送液體的比重時很有用。
公式2：
公式1重新排列產生了公式2，操作人員可以使用電機上的千瓦負荷、電機效率和泵的壓差來估計泵的理想流量。理想的流量是具有100% 效率的泵的預期流量。為了獲得實際的泵流量，必須推導出一個將理想泵流量與估計泵流量聯系起來的公式（方程）。
為了在現場進行完整的流量計算，示例中的操作員需要一個功率表來提供電動機驅動器的真實功率、泵的吸入和排出壓力變送器以及一個PLC來進行計算。
PLC使用公式2計算理想流量，然后使用最佳擬合曲線方程來估計泵流量。如果估計流量低于最小流量值，PLC將返回一個低流量讀數并關閉其中一臺泵。如果估計流量高于最大值，PLC將返回一個高流量讀數并啟動其中一臺泵。
初步結果促使該團隊繼續他們的計劃，將這種新的泵流量算法嵌入到整個泵控制方案中。由于理想流量到估計流量的方程會隨著泵的退化而變化，因此必須制定長期策略來處理校準誤差和內部磨損。該團隊將繼續尋找機會，使用泵流量算法來代替傳統的流量計，以保護泵在并聯運行時的安全。
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