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暖通空调系统用泵三大类型应用特点解析

前言:笔者在暖通空调行业从业多年,对各种类型的泵应用特点和工况积累了较为丰富的经验,本文根据笔者过往的工作经验,整理而成,供大家参考学习,如有不足之处,不吝赐教。

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暖通空调系统用泵特点分析
空调暖通系统为闭式水系统,与其它开式系统有较大区别,而且考虑建筑隔音等要求,暖通空调用泵环境特点如下:
1. 闭式系统。管路系统高压力,泵体受液体压力不平衡,进、出口水锤影响大,特别启停过程,水锤危害极大。
2. 隔音减震要求。设备安装于建筑内部,特别高层建筑、地下室和楼宇中间夹层都设有设备间,必须考虑设备对人的影响,隔音减震尤为重要。水泵安装时,进出口装有橡胶或金属等软接头,泵与基础之间加有减震器和减震惰性块。
3. 变频对电机的影响。暖通空调泵采用变频控制比例越来越高,由于变频器质量参差不齐,加上外界的干扰,不但导致噪音增大,也会产生电机切割磁力线不平衡导致震动。
空调暖通用泵常遇到的故障有:机封漏水、噪音增大、震动增加和过流等。
根据以上三条空调暖通用泵特点,我们来分析三种水泵(卧式端吸泵、卧式双吸泵、立式管道泵)各自特点,看看那种类型水泵故障率更低,是暖通空调用泵最优选择。

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卧式端吸离心泵应用分析
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2.1 结构特点:侧面进水,上部出水。
2.2 优点:成本低、结构简单、安装方便、中小流量水泵容积损失小,避免泵壳排气问题。
2.3 安装方式:根据前边暖通空调系统要求介绍,安装特点如图1。
  • 泵底部加装惰性块和减震器;
  • 进出口装软接头;
  • 进水管路有支撑,出水管路走屋顶吊架方式。


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图 1

2.4 应用解析:针对图1安装方式,分析端吸泵会不会存在故障隐患。
第一,图2和图3是同一个项目中采取的两种安装方式。图2进水管道支撑与泵固定于同一块减震惰性块上。图3进水管支撑件直接固定于地坪,泵固定在建筑惰性上。

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图 2

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图 3

图2为项目新建时安装泵,使用年限超15年。图3是后来改造安装,使用大约6年。合理配置应采取图2设计及安装,但现实中为了节约成本,基本按图3配置安装。
现在很多设计等技术要求部门也慢慢按图3要求。图3进水管支撑件直接固定于地坪上,进水管支持与泵减震无法同步,如图4中A点为固定点,进出口有橡胶接头,泵底部有惰性块和减震器,泵启动冲开止回阀过程中,产生反作用力,停泵产生水锤作用力,导致泵体下沉,产生如图4上下幅度振动。

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图 4

如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡,正常运行过程中也会电机带动泵整体产生图4振动。此振动将破坏联轴器等精度偏移,导致泵震动大,损坏机封和轴承等,产生水泵漏水、噪音增大等故障。

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图 5

图2和图3非常明显,虽然图3使用年数远远低于图2,但漏水现象非常明显,严重还会产生图5泵壳损坏现象。
第二,进出管路走屋顶吊架,进水管要由上到下安装,进口加装90°弯头入泵,根据GB50275-98,泵入口必须有段直短管,长度至少为泵的入口直径的3-4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
第三,暖通空调为闭式系统,多数高承压环境,入口高压加进出口软接头、底下弹性减震器,导致泵体向电机方向位移,减震台座限位如做的不好或漏装,会产生恶性破坏。
第四,大流量环境,叶轮自重较大,并且叶轮悬臂式安装导致径向力较大,对支撑的轴承压力非常大,轴承容易损坏。此类叶轮都为铸造件,表面粗糙,动平衡都为无负载情况下校正,负载下无法保证,将导致破坏性振动等问题。以上两种现象都会产生泵各部位易损件的损坏等连锁反应。

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卧式双吸离心泵应用分析

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3.1 结构特点:进出口在同一水平上,叶轮类似两个端吸泵叶轮背靠背铸造(如图6双吸泵剖面图),入口进入泵壳分左右进入叶轮。叶轮左右两边都有轴承支撑,两边都有密封装置。
3.2 优点:适用于中、大流量,高承压环境。可以直接接入管道的管道泵。左右轴承支撑,很好抵消径向力,避免径向力破坏。叶轮结构抵消高承压环境进口高压产生的破坏力。
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图6
3.3 安装方式:如上端吸泵安装介绍,同时有如下安装特点。
  • 泵底部需要装惰性块和减震器;
  • 进出口装软接头;
  • 进出口管路有支撑,进、出水管路走屋顶吊架方式。

3.4 应用解析:分析双吸泵实际使用情况
第一,图7和图8是项目中采取的两种安装方式。图7进水管道支撑与泵固定于同一块减震惰性块上。图8进水管支撑件直接固定于地坪上,泵固定在建筑惰性上。
合理配置应采取图7设计及安装,但现实中为了节约成本,基本按图8配置安装。现在很多安装、设计等技术部门也慢慢按图8要求。
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图7
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图8

图8进出水管支撑件直接固定于地坪上,进出水管支持与泵减震无法同步,如图8中A、B点为固定点,进出口有软接头,泵底部有惰性块和减震器,闭式水系统在泵启动冲开止回阀过程中,产生反作用力,停泵产生水锤作用力,导致泵头左右平行晃动,导致A、B和泵体产生振动差,产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
而且与电机部分产生晃动差。如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡,正常运行过程中也会电机带动泵整体产生泵头与电机振动差。此振动将破坏联轴器等精度偏移,导致泵震动更大,损坏机封和轴承等,产生水泵漏水、噪音增大等故障。
第二,进出管路走屋顶吊架,进水管要由上到下安装,进口加装90°弯头入泵,根据GB50275-98,泵入口必须有段直短管,长度至少为泵的入口直径的3-4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
第三,双吸泵初次运行需要顶部放气,否则蜗壳顶部窝气,产生噪音等。

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立式管道泵应用分析

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4.1 结构特点:进出口在同一水平上,电机在上,泵体在下的立式安装形式。
4.2 优点:结构紧凑,节约空间,可以直接接入管道。
4.3 安装方式:如上端吸、双吸泵安装介绍,同时有如下安装特点。
  • 泵可以直接安装进管路系统,也可以底部装惰性块和减震器;
  • 进出口装软接头;
  • 进出口管路有支撑,进、出水管路走屋顶吊架方式。

4.4 应用解析:分析双吸泵实际使用。
第一,如上端吸泵和双吸泵介绍,进出管道支撑应该与泵共同固定于同一块减震惰性块上。但现实中为了节约成本,基本按图9配置安装。现在很多安装、设计等技术部门也慢慢按图9要求。
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图9

图9进出水管支撑件直接固定于地坪上,进出水管支持与泵减震无法同步,如图9中A、B点为固定点,进出口有橡胶接头,泵底部有惰性块和减震器,闭式水系统在泵启动冲开止回阀过程中,产生反作用力,停泵产生水锤作用力,导致泵头左右平行晃动,导致A、B和泵体产生振动差,产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡,正常运行过程中也会电机带动泵整体产生振动。导致A、B和泵产生振动差,产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
第二,进出管路走屋顶吊架,进出管要由上到下安装,进出口加装90°弯头入泵,根据GB50275-98,泵入口必须有段直短管,长度至少为泵的入口直径的3~4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
4.5 典型案例:针对上述不足之处,笔者曾实地考察一案例。
如图10,管道泵采用直接安装管道上,或进出口法兰固定,而非底座固定,较好避免了水锤、减震设备等对泵体的影响。变频器集成于泵体,避免了变频器质量参差不齐和长距离电缆干扰问题,消除变频带来的震动影响。
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图10
泵入口加装导流器,出口多功能阀,此设计消除了因为进出口管路长度问题带来的絮流震动等现象。依据这个项目的安装,管道泵不但节能高效,也很好解决了空调暖通用泵常遇到的故障问题。

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