化工生產過程中普遍都涉及到壓力,除了特種設備包括的壓力容器、壓力管道等,還包括風機、泵等動力設備的運行。
風機、泵等動力設備選擇的時候,其壓力(有時候也叫壓頭)是一項非常重要的參數,壓力的選擇與系統的條件有關。通常情況下,一個流體流動的系統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,相同系統相同點的背壓是不一樣的,是一個變動的數值。
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生的這種變動的壓力就是可變背壓。
而在系統中存在固定的壓力,通常情況為系統末端設備的設計壓力,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。
在通常設計過程中,可變背壓是顯而易見的,也是設計的重要因素之一。但是對于固定背壓,往往會忽略其存在而對設計產生較大的影響。
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。
介質影響到泵揚程所對應的壓力。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,應當以MPa作為輸出壓力單位,否則可能會出現誤解。
2、泵所需要輸送的目標點與泵的高度差;
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估算依據。
3、泵輸送的管道特性,包括長度、類型、內徑、流量等參數。
泵輸送距離,彎頭數量、閥門類型和數量、管道的類型等參數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、設備需要的壓力
泵送目標設備需要的壓力也要計算到泵的揚程當中。
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當考慮設備需要的壓力。
5、系統的背壓
泵送目標處于何種壓力條件下,對于常壓環境可以不予考慮,但是對于真空及加壓設備應當考慮固定背壓。
如,如果向一個壓力容器中輸送介質,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備中輸送流體。
對于真空設備輸送介質,應當考慮真空對泵中流體的吸力,根據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,還有其它設備選型需要注意背壓:
安全閥后的系統如果有背壓,那么選擇安全閥時應當考慮背壓壓力。
氮封系統如果有背壓應當考慮背壓壓力。
蒸汽疏水閥如果有背壓,應當考慮背壓疏水閥。
背壓閥,用于確保系統中有一定的壓力,避免失去背壓而造成其它問題。
如對于無水無氧環境,在管道排空末端安裝背壓閥可以確保系統中始終有一定壓力的惰性氣體存在,從而避免系統與大氣聯通而進入空氣。
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