最小流量阀(回流阀)三种保护方式对比

On 五月 7th, 2015, posted in: 新闻中心 by 评论关闭

20150320-5

(一)自控回流阀简介

 
离心泵广泛应用于石油化工、煤化工、LNG、电力等各行业,自控回流阀是离心泵的重要安全保护附件,在离心泵启动和小工艺流量时会因输送介质温度升高破坏密封和其它旋转零部件,同时会产生介质的内部循环形成气穴致使泵的损毁,因此每台离心泵都需要最小流量保护。离心泵的最小流量保护系统有以下三种方案: 
1、连续循环系统:即回路经多级减压孔板直接回储罐(见图1),连续循环系统虽可实现对离心泵的保护,但要求泵必须提供额外的输出功率,消耗了更多的电能。一台6寸300lb, 出口压头152m,最小连续流量要求为91㎥/h的离心泵,按照目前商业用电每度0.82元计算,每年要多花出16万的电费,因此,虽然降压孔板的市场售价较低,但连续循环系统的实际运营成本是很高的。
2、控制循环系统:由止回阀、流量计、多级减压孔板、循环控制阀、电磁阀五个主要元件组成(见图2),该设计方法目前应用较为广泛。其特点是当泵正常工作时回路处于关闭状态,没有额外的能耗损失,但是系统构成的元件多,可能的泄漏点多,同时需要动力源和信号源,宜受电磁干扰,属于有电连接,购买、安装和维护费用都比较高。 
3、自控回流阀系统:集成了控制循环系统的主要元件的止回、流量感知元件、旁通控制、多级降压的功能于一体,减少了泄露点,采用完全机械结构,无需动力源和信号源(见图3);在采购、调试、维护、耗损方面比控制循环系统具有更强的优势。部分国外资料显示,高压控制循环系统中仅循环控制阀一个元件的市场售价就是整台自控回流阀的市场售价1.5倍。因此,性能稳定可靠的自控回流阀系统优势是十分明显的,潜在的市场空间是十分广阔的。

(二)自控回流阀系统节能案例

 
大唐甲醇厂一台扬程为288m,正常流量为63 m3/h,泵要求的最小连续流量为20m3/h,介质为水,介质温度为134℃。考虑如下表所示性能的泵,该泵出口为DN80: 
按该泵每年工作330天,每天24h计算。当前北京市商业用电价格为:0.82RMB/KWh. 
则该泵全年消耗电功计算式可表示如下: 
  其中:24330Q表示全年输运水的体积;QH、Q分别为不同流量时扬程和效率,W的单位为Kw.  
根据上式,可得到不同工况时两种泵保护系统的全年泵出流量及消耗电功统
计如下: 
表2 两种泵保护系统的全年泵出流量及消耗电功统计 
最小流量工况 
 
连续循环系统 自控回流阀系统 
全年泵出水量 m3 166320 166320 全年消耗电能 KW 364320 364320 全年使用电费 元 
298742.4 298742.4 正常流量工况 
 
连续循环系统 自控回流阀系统 
全年泵出水量 m3 665280 498960 全年消耗功率 Kw 638392 503717 全年使用电费 元 523481 
413048 
 注:全年泵出水量的计算方式:对于自控回流阀系统,该值由正常流量乘以全年工
作时间即可;对于连续循环系统,由于回路常开,因此,泵出流量为正常工况流量与最小流量之和,则全年泵出水量为该值乘以全年工作时间。 
由上表可见,采用连续循环系统保护泵时,由于旁路常开,根据0.82元/度的商业用电价格测算,其每年多支出的电费也比自控回流阀系统多出十余万元。如果考虑实际工业用电的阶梯价格,实际用电支出更多。可见,采用自控回流阀系统每年节约的能源经费十分可观,该优势在泵口径更大的时候更加明显。