进口多级泵-美国劳斯ROUTH-客户案例研究
用于软化水的卧式多级锅炉给水泵锅炉给水多级泵锅炉给水泵旨在为蒸汽发生器（如锅炉或反应堆）提供精确数量的给水，以输送指定数量的蒸
用于软化水的卧式多级锅炉给水泵锅炉给水多级泵
锅炉给水泵旨在为蒸汽发生器（如锅炉或反应堆）提供精确数量的给水，以输送指定数量的蒸汽，通常以吨/小时为单位。
也称为给水泵，它们设计用于处理在高压和高温下以低流量处理或脱矿质的水。
锅炉给水泵在要求最苛刻的应用之一中运行，可以是 24/7 全天候运行，入口压力较低，如果不小心控制，可能会发生气蚀。
厦门同安的一家酿酒厂联系了我们，他们希望升级他们的锅炉并用更高流量和压力输出的设计取代老化的多级设计。他们目前正在为锅炉提供温度高达 125°C 的软化水，需要更高的蒸汽输出，这意味着他们当前的设备需要升级。
他们需要大约 60M³H 的工作点，压力超过 400M Head。他们希望在一定范围内运行泵，以满足生产期间波动的蒸汽需求，这意味着选择的任何装置都需要适合通过变频驱动 (VFD) 运行，以改变装置速度以满足他们的系统需求。
去离子水和锅炉水处理
锅炉给水应用通常使用经过处理或软化的水。锅炉水经过处理以通过控制水的碱度及其电导率来防止结垢。蒸汽锅炉由安装在大型加压容器内的一系列锅炉管组成。给水泵用于通过管道连续输送水，然后将其加热以产生蒸汽。
如果不控制水的成分，可能会导致堵塞、蒸汽效率和质量下降，以及管道腐蚀，很难更换和清洁。如果锅炉给水的电导率由于溶解固体的浓度而过高，这也会增加腐蚀。去矿物质水用于锅炉给水应用，因为它几乎不含矿物质。
当蒸汽在锅炉内产生时，水颗粒会积聚，这些水颗粒会凝结并通过冷凝水回收回收，重新用作锅炉补给水。当冷凝水冷却时，可能会存在溶解气体，包括 CO² 或氧气，它们会导致锅炉管、管道系统和相关部件发生严重腐蚀。因此，这些物质通过脱气装置、化学清除剂和脱矿质去除。
由于应用的重载要求，需要进行各种技术考虑，以确保所选的任何装置都能提供应用所需的使用寿命。
本申请主要关注3个技术点：
轴向推力平衡
汽蚀余量管理
泵保护与控制
平衡轴向推力和推力轴承用于软化水的多级泵
在离心泵设计中，特别是当装置在高压下或在一系列任务中运行时，可能出现的潜在问题是轴向推力的平衡。
轴向推力是由不均匀的压力分布在泵中产生的，这种情况可能发生在叶轮的前部和后部，也可能发生在多级泵的一系列叶轮中。
在重型应用中，通过确保每个叶轮级都达到水力平衡来管理它，在排放壳中使用衬套来吸收这种力，并且任何剩余的力都由位于泵壳排放端的推力轴承吸收。
多级泵的劣质设计可能在泵壳的一端有轴承或仅依靠电机轴承来平衡这种力，但是这些设计更常用于农业或家庭应用，不适合 24/7 全天候使用，和高压锅炉给水应用，这是一个关键应用。
锅炉给水应用中的汽蚀余量
由于冷凝水返回到锅炉给水，而锅炉给水的高温 (125°C) 高于水的自然沸腾温度 (100°C)，一个常见的问题是泵因不足而产生气蚀可用的净正吸入压头 (NPSH)小于锅炉给水泵所需的汽蚀余量 (NPSHr)。
锅炉水被加压，使水能够被加热到 100°C 以上并保持液态，泵送液体中不存在蒸汽或蒸汽。
低 NPSH 泵在锅炉给水应用中是必不可少的，以防止组件过早失效。客户现有装置的 NPSHr 要求 (NPSHr) 为 3.5M，尽管我们的流量和压力高于他们现有的型号，但所选设计的 NPSHr 值仅为 3.2M，即使泵以 60hz 和全速运行速度 - 3560rpm。
用于泵保护的自动再循环阀显示自动再循环阀操作区域的图表
再循环阀自动保持泵所需的安全最小连续流量，确保当其速度降低时，装置接收足够的流量以有效冷却，保护装置免受过热、振动和气蚀。
它通过检测主输送流量何时低于设定值来运行，从而导致阀门打开其旁路，从而保持输送到泵吸入口所需的最小流量，即使输出流量停止也是如此。一旦流量上升超过确定的范围，旁路关闭导致出口流量增加。
当流量被调制时，它保持恒定，并且当它作为控制阀时，水锤现象被避免，由于对流量的节流效应避免和抑制了脉动，这在部分流量范围内运行时也使流量稳定。
作为这种调制控制的结果，输送流量和最小体积的总和保持近似恒定。通常，自动泵保护阀设计用于在体积流量的 40% 至 100% 之间运行。由于此类阀门在闭环应用中运行，带有吸力和回流罐的再循环管路，因此应仔细考虑所选择的材料，以最大限度地减少高速条件下的腐蚀。
总之，自动再循环阀的 4 个优点是：
流量被测量和调制
再循环阀用作防止水锤的止回阀
旁路操作是自动的
旁路压力和流量在没有气蚀的情况下降低
我们建议泵配备自动再循环阀，以确保使用寿命长。
结果
美国ROUTH 指定并提供了卧式多级泵，其材料设计可容纳温度高达 125°C 的软化水，输送量超过 60M³H，压力超过 400M。
多级泵由 5 级组成，径向双曲面铸造不锈钢叶轮安装在由 O 形圈密封的多个级内，通过外部拉杆固定到位。
来自叶轮的轴向推力不仅在每一级都实现了水力平衡，而且排放壳中的排放衬套有助于吸收轴向力，任何剩余的轴向推力都由主角轴承和滚珠轴承吸收。
该装置总共包含 4 个用于重型操作的轴承，其中包括 3 个角球轴承和 1 个滚子轴承。该泵配备由油润滑轴承支撑的驱动轴，通过集成的油冷却风扇保持冷却。
该装置耦合到适用于变速运行的 160Kw IE3 高效电机，非驱动端带有绝缘轴承（NDE 绝缘），防止循环电流流过轴承的内圈、轴承滚珠或滚子由于以各种频率存在的谐波，在变速运行期间可能发生的电机机壳。
