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IS型離心泵代替試壓泵于中低壓管路應用

來源:上海潤集機械設備有限公司   2015年02月05日 11:18  

一、問題的提出

     在建筑安裝工程管道及設備的試壓,通常都是采用試壓泵(手動或電動的)來進行。從工作原理來看,一般的試壓泵都是屬于容積式水泵中的活塞式往復泵,它是靠工作室容積的周期性變化輸送液體。其特點是高揚程,低流量,而在市政工程和民用建筑安裝工程中多為中低壓管道,試驗壓力一般都在2.0 MPa以下,管道及設備容積大,試壓需補充的水量大,對揚程并無太高的要求,對于這種情況,活塞式往復試壓泵的流量往往不能滿足試壓的要求(詳見表1)。

    在河西吉林小區(qū)室外給水管網(wǎng)管道施工中,我們采用了一臺經(jīng)過改造的ISG管道泵替代了以往的活塞泵,根據(jù)實際情況控制離心泵的運行狀況,滿足

    表1  往復泵與離心泵比較了試壓時對揚程和流量的要求,收到了很好的效果。

1  試壓原理

    給水管道,設備試壓的過程就是先用介質(zhì)(水)充滿被試壓容器并封閉起來,然后強行注入過量的水,使容器內(nèi)壓增至試驗壓力,借以檢查它們的強度和焊縫的嚴密性,詳見圖1。

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圖1  水壓試驗裝置示意圖

1試壓泵2受壓管道3壓力表4排氣閥 5、6試壓泵閘閥7受壓管道盲板8、10球閥

    使設備,管道的壓力升高至試驗壓力所應補償?shù)乃捏w積,就是需要用試壓泵打人管道,設備內(nèi)的水量。直接影響到這個水量的因素較多,但主要有兩部分:

    (1)常壓下管道,設備內(nèi)未排凈空氣體積與試驗壓力下此部分空氣體積的差。在一個大的系統(tǒng)中,管道走向標高變化太多,水平管道不水平等,就會形成許多“氣囊”。如自動噴水滅火系統(tǒng)上噴頭立管特別多(規(guī)范規(guī)定相鄰噴頭問距zui大不大于3.6 m),不可能每處都裝設排氣裝置,則必然集氣。

    (2)管道設備焊縫的泄漏量。加壓過程中,管道、設備如有小泄漏,但仍能保持壓力升高,視為正常泄漏,這時仍可繼續(xù)升壓到強度試驗壓力,讓全部泄漏點都暴露出來。

    水壓試驗之前,必須排盡管內(nèi)的空氣。如殘留空氣,就要增加壓入水量并延長試驗時問。原因是,管內(nèi)如存在空氣,加壓時會起氣壓罐作用,即使大量漏水也不會使壓力下降,使水壓試驗延長到十幾小時。

二、改造分析

    1、 用IS清水離心泵進行試壓的可行性分析

     首先我們來連接一下IS清水離心泵和電動試壓泵結(jié)構(gòu)特點

1.1IS清水離心泵

     IS、型泵是臥式單級單吸清水離心泵,供吸送清水及物理化學性質(zhì)類似水不含固體顆粒的液體。它廣泛適用于工農(nóng)業(yè)及城市、排水、消防供水等。

      IS、IR型泵系根據(jù)標準IS02858所規(guī)定的性能和尺寸設計,其技術(shù)標準均向標準靠攏,達到*水平。它是我國推廣的節(jié)能泵類產(chǎn)品之一。本泵結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,體積小,重量輕,抗汽蝕性能好,電耗低,使用維修方便。

      IS、IR型泵通用性廣,全系列共140種規(guī)格,但只用四種軸;同一規(guī)格的軸,軸承,軸封,葉輪緊固件等均能互換;全系列泵的懸架也只有四種。

     泵轉(zhuǎn)速分為2900和1450轉(zhuǎn)/分兩種。

      性能如下:2900轉(zhuǎn)/分       1450轉(zhuǎn)/分

      zui大流量:240米3/分       400米3/分

   zui高總揚程:125米               55米

      zui高轉(zhuǎn)速:3500轉(zhuǎn)/分(用于60調(diào)波電源時,葉輪直徑有所減少)

zui高工作溫度:80℃

允許吸入管路壓力0.3MPa,泵的zui高使用壓力1.6MPa。

      IS清水離心泵為后開式,拆開泵蓋和葉輪時不需拆卸吸水和排出管路。懸架內(nèi)裝有兩個滾珠軸承,用機器油或潤滑脂潤滑。泵通過彈性聯(lián)軸器由電動機直接驅(qū)動。渦室、腳、進水法蘭和出水法蘭鑄成一個整體。

IS、IR單級單吸離心泵產(chǎn)品結(jié)構(gòu) IS、IR單級單吸離心泵性能參數(shù)表 IS、IR單級單吸離心泵安裝尺寸 IS、IR單級單吸離心泵使用與維護

1.2電動試壓泵

    電動試壓泵4DSY-I型-180/4~14/80型電動試壓泵是我廠設計制造的更新系列產(chǎn)品,使用壽命長,性能穩(wěn)定,移動靈活,重量輕等特點。

    4DSY-I型-180/4~14/80型電動試壓泵(以下簡稱為泵)是各類壓力容器、管道、閥門、蒸氣鍋爐等作水壓試驗和試驗室中獲得高壓液體的設備。本泵系按水壓試驗要求而特殊設計,在試壓的初始階段能迅速充液和升壓,以縮短試驗時間,具有較大的流量,當壓力超過1.6MPa(此壓力可以調(diào)低)后,為使試壓過程能較平穩(wěn)而緩慢地進行,則流量自動減小,所以本泵在高、低壓時具有兩種流量,并能自動變換,凡在額定排出壓力以下,可進行任意壓力的水壓試驗。

本系列試壓泵共有八種型號,基本參數(shù)如下表

型    號

額定排

出壓力

Mpa

流量L/h

高壓缸

柱塞φ

配套電機

外形尺寸

長×寬×高

重量

Kg

高壓時

低壓時

型號

功率

KW

4DSY-I型-180/4

4

180

362

32

YL90L

-4

1.5

(220V)

740×370×890

146

4DSY-I型-146/6.3

6.3

146

328

30

146

4DSY-1型-104/10

10

104

286

25

146

4DSY-I型-65/16

16

65

247

20

146

4DSY-I型-40/25

25

40

222

16

Y90L

-4

1.1

(380v)

146

4DSY-I型-29/40

40

29

211

14

146

4DSY-I型-21/63

63

21

203

12

146

4DSY-I型-14/80

80

14

196

10

146

  低壓缸柱塞直徑:32mm

  低壓缸工作壓力:≤1.6MPa

  缸數(shù):    4

  柱塞行程:26mm

  每分鐘往復次數(shù):72

  選用試壓泵時,所需的試驗壓力可等于或小于泵的額定排出壓力。

2、存在的問題

    在施工操作中,大的管道系統(tǒng)如用試壓泵(活塞泵),試壓要求的連續(xù)性使得工人們大部分時間處于等待狀態(tài),窩工嚴重。這是活塞試壓泵流量偏小又不可調(diào)節(jié),用于大管道系統(tǒng)流量太小,升壓速度慢;用于小段管道流量又太大,很容易使管道損壞。而離心泵在保證流量的前提下,同樣可提供足夠高的揚程,但離心泵不能直接用于管道、設備的試壓,因為還存在兩個問題要解決:(1)升壓過快容易損傷管道及設備;(2)如何使離心泵在需要的壓力下穩(wěn)定工作。圖2、圖3為一般離心泵與活塞式容積泵的H~Q曲線。

圖2、圖3

    通過圖2、圖3比較可看出,活塞泵的H~Q曲線接近于直線,平行于縱軸,Q幾乎不變,即不能調(diào)節(jié)只要配套電動機的功率足夠大,揚程則可特別高;離心泵的工作點可以在H~Q曲線上的任一點,每一點所對應的H和Q都不相同,它的這個特性正是實際試壓所需要的,也使離心泵進行試壓成為可能,問題的關(guān)鍵就在于怎樣在試壓過程中將離心泵的工作點控制在理想的位置。

3  離心泵的改造及應用

    表2  離心泵與活塞泵性能對照表用一臺舊的離心泵進行改造,型號為IS65-40-250    與DSY-200/3活塞泵(試壓、泵)的性能參數(shù)對照見表2。

圖4

    改造時在離心泵上增加回流裝置,并增設壓力表,真空表,以便計量。改造后的離心水泵試壓系統(tǒng)示意圖詳見圖4。

    河西杏林小區(qū)室外給水管網(wǎng)管道施工中,管道采用DN300給水鑄鐵管,全長420 m。施工單位所報的施工組織設計中,試壓方案擬先用臨時水源向管道內(nèi)充水并預壓至0.3 MPa以上,再用DSY-200/3型試壓泵加壓至試驗壓力0.9 MPa。鑒于該管道管線較長,容積為36 m3,若用DSY-200/3型試壓泵進行試壓,預估有關(guān)參數(shù)并計算后,得知升壓時間長達9 h之久。在這段時間內(nèi),如果由于泄漏量增大,導致壓力升不上去,就要進行卸壓修補。這時管內(nèi)空氣又膨脹至原體積,再升壓時需再次對空氣進行壓縮,可見既費時又費力。因此建設方提出采用改造的單級單吸懸臂式離心清水泵進行試壓(詳見圖5),結(jié)果試壓一次成功,雖有一個焊接接口滲漏仍繼續(xù)升壓至0.9 MPa(試驗壓力)。升壓的時問控制在10~15 min內(nèi),保持壓力30 min,水壓也沒有下降。

    應用改造后離心泵進行管道試壓步驟:

    (1)系統(tǒng)流水

    關(guān)閉閥4、6、13,開啟閥1、2、3、10、11,從進水口1處注水;當水開始從閥2、11處溢出時,關(guān)閉閥2、11,同時關(guān)閉閥1,停止進水。

    (2)系統(tǒng)加壓

系統(tǒng)加壓力

    開啟閥8,從進水口Ⅱ處向清水泵注水,至水注

    圖5 DN300給水管道試壓系統(tǒng)圖

14球閥5止同閥  11排氣閥

    12安全閥  15蓄水桶  16底閥  l7清水泵滿清水泵容腔,關(guān)閉閥8;開啟閥7,開動清水泵,此時清水泵從水桶內(nèi)吸水向試壓管道內(nèi)注水加壓,緩慢調(diào)節(jié)閥4、13,使系統(tǒng)內(nèi)壓力慢慢上升。

    (3)壓力試驗

    當系統(tǒng)壓力增至管道設計壓力時(0.4 MPa),停止加壓,檢查管道系統(tǒng)外觀,以焊縫處無滲滴、漏等現(xiàn)象為合格;繼續(xù)加壓,使系統(tǒng)壓力緩慢上升至試驗壓力,停止10~15 min檢查管道,以無泄漏,目測無變形,壓降不大于0.05 MPa為合格;在強度試驗合格后,緩慢降壓至設計壓力,停壓并進行全面外觀檢查,至檢查完畢時,如壓降不大于0.05 MPa管道焊縫處未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,即可認為嚴密性試驗合格。

    (4)其他

    為有效排盡管內(nèi)空氣,要求2、11兩個排氣閥安裝在同一水平面上;開動清水泵增壓時,要求水桶內(nèi)保證足夠的蓄水量;在試壓過程中如出現(xiàn)不符要求現(xiàn)象,應重新檢修管道,檢修前先關(guān)閉閥1、2、4、7、13、8,開啟閥3、6、14、10、11,待壓力水排盡后,開動清水泵,從進水口處把管道內(nèi)的試壓用水排盡,不得帶壓修理。

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