泵及其輔助系統(tǒng)的更新、改造和升級

　　有時，在設(shè)計設(shè)備時，僅留給泵組(尤其是驅(qū)動器)最小或者不足的擴(kuò)容裕量。往往低估了調(diào)整系數(shù)。對許多泵組的檢查結(jié)果表明，隨著時間的過去，老化效應(yīng)(污染、磨損和其他性能下降)變得相當(dāng)突出。雖然通過清潔可以消除某些老化效應(yīng)帶來的問題，但是這種方法并不能恢復(fù)損失的大部分泵容量。因此，為了恢復(fù)損失的容量，需要采取一定的措施對泵及其輔助系統(tǒng)進(jìn)行更新、改造和/或升級。

　　泵的升級通常涉及三方面的工作，即內(nèi)部改造，采用現(xiàn)代化的密封系統(tǒng)和更新潤滑油系統(tǒng)。泵潤滑油系統(tǒng)的瞬變特性一直都是業(yè)內(nèi)人士關(guān)心的一個重要問題。造成泵計劃外停機(jī)(跳泵)的最常見原因之一是潤滑系統(tǒng)不能很好地處理瞬態(tài)事件。本文還討論了另外兩個重要問題：大型關(guān)鍵泵的油泵切換和油蓄能器。

泵系統(tǒng)更新

　　在很多設(shè)備和裝置中，泵頻繁地成為瓶頸問題。特別值得一提的是，泵驅(qū)動器的輸出功率限制是一個嚴(yán)重的問題。不同泵組的擴(kuò)容裕量和性能下降規(guī)律有所不同。升級措施還會對泵、驅(qū)動器、輔助設(shè)備和裝置造成不同程度的影響。通常，更新泵組需要更換某些泵轉(zhuǎn)子——這是一項被稱為‘重新轉(zhuǎn)動’的工藝。泵系統(tǒng)的更新和改造項目通常包括增大泵驅(qū)動器的額定功率，使泵重新轉(zhuǎn)動(特別是對于較大的泵葉輪)，改變調(diào)節(jié)閥和更換各種管道。

泵的升級改造

　　對泵進(jìn)行升級改造通常是一種可行的策略，并在很多設(shè)備上得以實施。只要在可能的情況下，一般都保留現(xiàn)有裝置的泵外殼，僅更換泵的內(nèi)部構(gòu)件(轉(zhuǎn)子、葉輪、擴(kuò)壓器和類似部件)，(有時也稱為‘重新轉(zhuǎn)動’或‘重新旋轉(zhuǎn)’)。根據(jù)經(jīng)驗(有些例外情況)，如果更新零件的成本不超過購買一臺新泵價格的40%，那么可以僅更換泵的內(nèi)部零件。

　　不更換整個泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。因為這樣僅需對管道、基座和底板等外部構(gòu)件做最少量的改動。此外，更新所需要的時間也少于等待交付一臺新泵并將其安裝妥當(dāng)所花費(fèi)的時間。更為重要的一點(diǎn)是，泵停機(jī)時間顯著減少(帶來巨大的產(chǎn)能效益)。

　　還可以通過改變轉(zhuǎn)速來對泵進(jìn)行升級改造。在某些情況下，通過更換安裝在現(xiàn)有齒輪箱(齒輪機(jī)構(gòu))中的齒輪來改變傳動比，從而達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。在此基礎(chǔ)上，配合有選擇性地更換某些泵部件(甚至有選擇地更換泵級)，就能夠顯著減少投資，縮短更新項目所耗費(fèi)的時間，并減輕升級改造的工作量。

　　新式泵內(nèi)部設(shè)計的效率和性能都得到了提高，這得益于附加損失的減少，知識的更新，先進(jìn)的建模技術(shù)，新穎的制造方法，新式的密封件以及許多其他因素。如今，有不少緊湊、高效的內(nèi)部設(shè)計，它們都適合于原來的泵外殼。應(yīng)該邀請泵經(jīng)銷商來對欲保留的部件(例如外殼)進(jìn)行評估，以確保這些部件能夠繼續(xù)使用。還應(yīng)該對新的內(nèi)部/轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行全面的測試。

　　因為泵的性能取決于多方面因素的協(xié)調(diào)配合，其中包括許多不同的零部件，電力傳輸和驅(qū)動裝置，任何一個部件的性能下降都會影響泵的整體性能。性能降低通常要求在改造項目中調(diào)整、修理或者更換零部件�，F(xiàn)場性能試驗結(jié)果能夠幫助確定性能下降的程度和升級改造的范圍。

密封系統(tǒng)升級改造

　　在大多數(shù)泵的升級、改造方案中，都應(yīng)該采用最新的泵密封技術(shù)。對于很多泵而言，升級密封系統(tǒng)是一種廣為人知的辦法。通常討論以下兩種密封系統(tǒng)升級方案：

　　•密封過濾系統(tǒng)：原來的(制造廠商提供的標(biāo)準(zhǔn))過濾器往往流量小，且篩孔尺寸大。

　　•密封系統(tǒng)儀器的工作范圍。密封面板具有不同的儀器和控制系統(tǒng);某些儀器可能需要重新進(jìn)行恰當(dāng)?shù)剡x擇。

潤滑油系統(tǒng)升級改造

　　對于大型的關(guān)鍵泵，升級改造潤滑油系統(tǒng)是廣為人知的一種更新方式。對于大型泵，最重要的問題是潤滑油流的中斷。這會導(dǎo)致油潤滑軸承在幾秒之內(nèi)發(fā)生災(zāi)難性的故障。在任何使用潤滑軸承的大型關(guān)鍵泵組中，應(yīng)該至少采用兩臺全尺寸的潤滑油泵。對于任何中型/大型泵組，相當(dāng)重要的一個問題是確保潤滑油泵能夠在各種緊急情況下進(jìn)行切換。對于關(guān)鍵的泵組，應(yīng)該完全滿足一項要求，即當(dāng)潤滑油的總管壓力下降時，油泵能夠迅速地切換。

　　在潤滑油總管和中繼管道上增加一個壓力開關(guān)(直接向備用潤滑油泵提供壓力信號)通常能夠達(dá)到快速啟動備用油泵的目的。這是解決潤滑油泵切換問題的一種最簡單且成本低廉的解決方案。

　　有些泵經(jīng)銷商在泵組跳泵期間提供1、2秒鐘的延時，以解決瞬變問題(例如在調(diào)速電動機(jī)驅(qū)動的泵中發(fā)生的電壓暫降問題)，這意味著大型關(guān)鍵泵的油潤滑軸承在沒有任何油流的情況下工作大約2、3秒鐘。通常不允許關(guān)鍵的潤滑油系統(tǒng)在低油壓跳泵時有任何延時(尤其是液體動壓軸承)。

油蓄能器

　　通常應(yīng)當(dāng)裝配一臺油蓄能器，以便在備用油泵從空閑狀態(tài)加速至工作轉(zhuǎn)速期間維持油壓/流量，或者在其他瞬變狀態(tài)下保持壓力。對于所有正常、異�；蛘咚沧児�況，油壓都應(yīng)當(dāng)維持在泵制造商規(guī)定的最小供油壓力水平之上。因此，必須確保油蓄能器的尺寸和設(shè)計參數(shù)足夠大，理由如下：

　　•隨著時間的過去，新的耗電設(shè)備會逐步加入工廠的電網(wǎng)，與此同時，還會出現(xiàn)各種老化問題。于是，提供給備用油泵電機(jī)的可用電壓將顯著降低。這種電壓下降的現(xiàn)象會對備用油泵的起動時間造成一些嚴(yán)重的限制。

　　•以便補(bǔ)償理論假設(shè)、建模和分析計算中的誤差。

　　一般推薦氣囊式蓄能器(圖3)。油蓄能器通常采用300系列不銹鋼殼來建造，其中含有一個丁晴橡膠囊(或者由其他合適的材料制成的氣囊)，其作用是在惰性氣體和潤滑油之間形成一道阻隔屏障。油蓄能器通常豎直安裝。惰性氣體閥門一般位于蓄能器上端，而油口位于下端。氮?dú)馐沁m合該應(yīng)用的最佳惰性氣體，因為它不僅具有合適的化學(xué)和物理屬性，而且方便易得。絕對不能采用空氣，因為它具有腐蝕性，易爆炸(因為其中含有氧氣)。粗略的觀察表明，惰性氣體的預(yù)加壓力通常保持在潤滑油系統(tǒng)工作壓力的80%左右。

　　氣囊的高彈性能夠提供快速的響應(yīng)時間，這是一項非常重要的因素，因為當(dāng)緊急情況發(fā)生時，潤滑油系統(tǒng)會迅速出現(xiàn)壓降。應(yīng)當(dāng)根據(jù)詳細(xì)計算和工作經(jīng)驗慎重預(yù)測各種不同的壓力點(diǎn)和壓差(油蓄能器和耗油設(shè)備之間)。例如，油蓄能器的最小壓力通常比觸發(fā)潤滑油系統(tǒng)低壓報警的壓力高出大約20%。相對較慢的反應(yīng)時間會導(dǎo)致微小壓差。

　　但是，選擇適當(dāng)?shù)拇髩翰?蓄能器與耗油點(diǎn)之間)能夠帶來快速的反應(yīng)時間。油蓄能器應(yīng)該提供充分的油流量，并在足夠大的壓力下使該流量維持一段必要的時間。油蓄能器需要一種特殊的計算，它完全不同于水或者其他流程蓄能器。當(dāng)達(dá)到最小壓力(低油壓報警水平外加一定的裕量)時，油蓄能器應(yīng)該將油推入潤滑油系統(tǒng)中。所需的油量必須保持一段足夠長的時間(通常是5秒鐘)，與此同時還應(yīng)維持中等大小的壓力(最大與最小壓力之間)。基于以上所有這些因素，油蓄能器的容量通常比傳統(tǒng)的水(或者流程)蓄能器大兩至四倍。