泵缓冲罐和安全阀及配管

缓冲罐和安全阀 1 缓冲罐 是往复泵和计量泵的重要附属设备，用于减小管路中流量的不均匀度，分 为吸入缓冲罐和排出缓冲罐种。 吸入缓冲罐的作用是减小吸入管路流量不均匀度，减小惯性损失，提高泵 的吸人性能。排出缓冲罐的作用是减小排出管路流量不均匀度，避免过流量的 产生，以适应工艺流程的需要。缓冲罐的结构型式有直接接触式和隔膜式两 类。 （1）直接接触式缓冲罐 直接接触式缓冲罐也称常压式缓冲罐，内充常压气体，气体与输送液体直 接接触，如图 2-72 所示。充入的气体一般为空气，当输送易燃易爆液体时应充 人惰性气体。此外由于气体与输送液体直接接触，部分气体会溶解在液体中 （在高压下溶解量较大），而被液体带走。因此在缓冲罐上设有注气阀门或注 气设备，以便补充空气。 （2）隔膜式缓冲罐 隔膜式缓冲罐也称预压式缓冲罐，为蓄能器式，利用隔膜将气体和液体隔 开（见图 2-73），工作时须预先充入一定压力的气体（空气或氮气）。隔膜式 缓冲罐和直接接触式缓冲罐相比，其体积小，且气体与液体不接触，能保证输 送液体的性质。除另有规定外，推荐采用隔膜式缓冲罐。 隔膜式缓冲罐分单隔膜式与双隔膜式两种。单隔膜式缓冲罐的隔膜材料有 不锈钢、PVDF、橡胶等；双隔膜式缓冲罐常用于金属隔膜不宜用的场合，隔膜 材料有 PVC、玻璃纤维增强聚四氟烯等。 （3）缓冲罐的选用 ①排出缓冲罐的选用：当往复泵的流量不均匀度不能满足工艺流程需要 时，可安装排出缓冲罐。在允许范围内（通常-0.005～0.04），具体数值根据使 用要求确定。排出缓冲罐的容积可按式（2-32）计算。 1 1 / 1010 式中 D—柱塞或活塞直径 m； L—柱塞或活塞行程长度，rn； Pd——泵出口压力，MPa； Pra——泵出 l：1 管路的总阻力损失（不包括加速度头），MPa； Pgas——缓冲罐充气压力，一般为泵出口压力的60％，MPa； Q——工艺要求的允许流量不均匀度； 广脉动系数，单缸泵一 1.1，双缸泵妒一 0.42，三缸泵咖一 0.05。 ②吸入缓冲罐的选用安装吸人缓冲罐，可使泵的吸入压力不均匀系数如控 制在 1％～5％。一般由水泵厂决定是否需要安装吸入缓冲罐，以及缓冲罐的结 构形式和规格参数等。 储气罐容积计算：V=QstP0/(P1-P2) V：储罐容积，m3 Qs：供气设计容量，Nm3/min P1：正常操作压力，kPa(A) P2：最低送出压力，kPa(A) P0：大气压力，P0=101.33 kPa(A) t：保持时间，分钟 min 2 安全阀 安全阀也是容积式泵的重要附属部件，每一台容积式泵均需设有安全阀， 若泵自备可不另设。容积式泵的安全阀通常安装在泵出口集液管后，如设有排 出缓冲罐，须安装在排出缓冲罐后面第一个阀f-1（即切断阀）的前面。 （1）安全阀的性能参数 2 2 / 1010 ①密封压力 Pm 安全阀的密封压力 Pm 应等于泵的许用最大排出压力 Pd （对往复泵指多缸泵集液管或排出缓冲罐后液体的压力）。如果泵的实际操作 压力低于许用最大排压时，安全阀应按实际操作压力调整密封压力。在密封压 力下，安全阀不得有任何泄漏。②安全阀启跳设定压力以安全阀启跳设定压力 也称安全阀开启压力。当泵的排出压力大于启跳压力pk 时，安全阀即开启，使 压力释放到预定程度。 往复泵安全阀的启跳设定压力机值可参见表2-15。转子泵安全阀的启跳设 定压力 pk 可参见表 2-16。 ③安全阀回座压力 ph 当泵的排出压力小于安全阀回座压力时，安全阀即 关闭。对一次动作安全阀显然无回座压力ph。 表 2.15 往复泵用安全阀的 pk、ph 推荐值 MPa（G） 安全阀安装位置 多缸泵集液管或排出缓冲罐之后安全阀密封压力P。安全阀开启压力声 k ≤1.0 1.0 单缸泵排出缓冲罐或与此相当≤1.0 1.0P m+（0.2～0.3） （1.08～1.15）p m Pm+（0.3～O.5） （1.1～1.3）p m 安全阀回座压力 mP 3 3 / 1010 k-（0.4～0.5）（0.87～0.82）p kP k-（0.5～0.6）（0.85～0.72）P k 表 2-16 转子泵用安全阀的 Pk、Ph 推荐值 MPa（G） 安全阀安装位置安全阀密封压 力 Pm ≤1.0 1.0 安全阀开启压 力 pk Pm+0.2 1.1pm 安全阀回座压力 pnPk-0.4 0.85pk 泵出口与切断阀之间 （2）安全阀的类型：容积式泵用安全阀有弹簧式安全阀和一次动作安全阀 两种型式，其性能比较见表 2-17。 3 隔膜泵上出口缓冲罐作用 如何改善往复泵的排量不均匀问题:在出口增加一个缓冲罐，这样就可以起 到稳流，起到均匀排量的作用。 隔膜泵上的缓冲罐，也称为脉动阻尼器，缓冲器，均流器，等多种叫法。 隔膜泵由于是往复泵，存在的脉动冲击对仪表的测量有不利影响，使用阻尼罐 可以提高仪表的精度和使用寿命还可以有效保护隔膜泵的膜片，减少隔膜泵的 脉动阻力，简单理解就是隔膜泵输送出来的流体带来的加速度，这个有加速度 的流体对管道造成的冲击和对膜片造成的负载。不过对于很多情况，缓冲罐是 为了防止管道内介质因温度变化产生膨胀引起高压。缓冲罐的作用就是减少脉 动尽可能行程连续流动。 4 4 / 1010 缓冲罐有两种，一种就是一个空罐，罐内一般有一部分是气体，靠气体的 可压缩性来缓冲脉动，这种脉动减弱效果不好，一般用于对脉动要求不严格的 地方，另一种阻尼器是罐外加了一定压力的氮气阻封，效果较好。 泵进出口配管 一、泵的配管要求知识 为了避免管道、阀门的重量及管道热应力所产生的力和力矩超过泵进出口 的最大允许外载荷，在泵的吸入和排出管道上须设置管架。泵管口允许最大载 荷应由泵制造厂提供。 垂直进口或垂直出口的泵，为了减少对泵管口的作用力，管口上方管线须 设管架，其平面位置要尽量靠近管口，可以利用管廊纵梁支吊管线，所以常把 泵布置在管廊下。 为了提高泵的吸入性能，泵吸入管路应尽可能缩短，尽量少拐弯（弯头最 好用大曲率半径），以减少管道阻力损失。为防止泵产生汽蚀，泵吸入管路应 尽可能避免积聚气体的囊形部位，不能避免时，应在囊形部位设DN15 或 DN20 的排气阀。当泵的吸入管为垂直方向时，吸入管上若配置异径管，则应配置偏 心异径管，以免形成气囊。 输送密度小于 650Kg/m的液体，如液化石油气、液氨等，泵的吸入 管道应有 1/10~1/100 的坡度坡向泵，使气化产生的气体返回吸入罐内，以避免 泵产生汽蚀。 单吸泵的进口处，最好配置一段约 3 倍进口直径的直管。 对于双吸入泵，为了避免双向吸入水平离心泵的汽蚀，双吸入管要对称布 置，以保证两边流量分配均匀。 垂直管道通过弯头直接连接，但泵的轴线一定要垂直于弯头所在的平面。 此时，进口配管要求尽量短，弯头接异径管，再接进口法兰。在其它条件下， 泵进口前应有不小于 3 倍管径的直管段。泵出口的切断阀和止回阀之间用泄液 阀放净。管径大于 DN50 时，也可在止回阀的阀盖上开孔装放净阀。 5 5 / 1010 同规格泵的进出口阀门尽量采用同一标高。 非金属泵的进出口管线上阀门的重量决不可压在泵体上，应设置管架，防 止压坏泵体与开关阀门时扭动阀