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        在选择隔膜压力表时如何通过多种方式节省运营维护成本和初始资金成本

        返回列表发布日期:2019-07-27 13:13:17    |    


              隔膜压力表是一些最通用的压力表。它们被许多行业广泛接受,例如化学品生产 - 尤其是无机化学品,因为它们具有一致的流动特性和耐磨性 - 以及市政水和废水处理。它们在造纸工业中用于涂料,絮凝剂和染料,以及用于炼油和采矿的石油和天然气工业中。隔膜压力表还广泛用于食品工业,特别是用于酸奶和冰淇淋的酸奶和水果泥。
              虽然隔膜压力表在许多行业中很常见,但许多工厂操作人员都希望避免它们,因为他们担心长期维护问题。与任何正排量(PD)压力表一样,重要的选择和操作问题也不容忽视。不应对闭合线或阀门进行操作。干运行损坏对弹性体定子可能是灾难性的。选择正确的材料,尤其是弹性体,至关重要。这些警告对于大多数PD压力表来说是常见的,特别是那些具有机械密封的压力表。真正的问题是,在过去,许多指定隔膜压力表的工程师通过严重超大压力表来避免维护问题使它们处于劣势。这使得隔膜压力表在初始成本和长期运营成本方面的成本很低,因为它牺牲了长寿效率。这是对修理隔膜压力表的困难的反应。由于转子和定子之间的紧密压配合,很难更换定子,因此通常最好将压力表从安装中取出并在车间进行维修。
              在过去30年中 - 特别是在过去的10年中 - 的新发展使这些压力表更容易工作并且降低了牺牲效率以延长寿命的趋势。这降低了隔膜压力表的初始资金,维护和运营成本??悸堑秸庑┓⒄?,以下是针对特定应用需求正确选择隔膜压力表的指导原则,尤其涉及通过降低能耗来节省运营成本。
        尽可能少的能量转换
              避免使用空气作为动力源。使用电动空气压缩机将电力转换为旋转然后通过气动马达将其转换回旋转运动是低效的。此外,压缩空气必须清洁,干燥和脱油,所有这些都会抢夺或增加电力,并且空气管线比绝缘电线更容易泄漏。通常,电动压力表的总效率为50%至60%(线与水),而气动压力表的效率约为15%至20%??掌泶锏某叽缫脖匦胧屎掀舳ぞ?,通常高于运行扭矩。一个好的经验法则是每分钟4标准立方英尺的压缩空气消耗相当于1马力。
              内燃机具有相同的问题。它们无效地燃烧燃料以将往复运动改变为旋转运动。需要离合器,因为内燃机具有用于起动的零扭矩。液压马达是相同的 - 它们具有太多的转换并且没有更多的起动扭矩而不是运行。
        只需要压力表送所需的东西
              避免循环回路和控制阀。压力表送的越多,消耗的功率越大。
              GPM×ΔP(psi)÷1714×总效率= hp
              使用变速驱动器仅执行所需的工作??刂品墓嗟哪芰?,过量生产的压力表也是如此。当它们是空气操作时,它们与气动压力表具有相同的问题。另一方面,变频驱动器(VFD)非常有效。由于功率以伏特/赫兹为单位运行,因此以较低的速度运行可以节省能源,操作员只需要在没有阀门损失的情况下完成所需的工作。将VFD与适当大小的排放管路结合使用,以最大限度地减少摩擦能量损失,是控制隔膜压力表流量的最节能方式。
        了解选项:交流电动机如何与VFD配合使用
              Personnnel不限于仅以60赫兹(Hz)运行。压力表的电机在99.9%的工作负载下运行。因此,电机的尺寸应仅根据此属性确定,以获得最大的运行效率。然后应选择减速齿轮以满足两个标准:
              齿轮减速应该首先提供机械优势,以允许相同的马达(根据操作功率选择)启动压力表,因为隔膜压力表不以全电动机转速运行。不断提高的效率标准降低了电机锁定转子转矩与锁定转子放大器之间的比率。确保逆变器提供足够的电流以产生启动压力表所需的扭矩。即使使用高效电机,当电机由VFD操作时,传统的“15%电机服务系数”额外功率允许也不适用。
              应选择齿轮减速器,使变频器的工作频率在50到100赫兹之间。
              VFD允许操作员改变电动机频率,以降低或提高60 Hz直接在线频率的速度。大多数交流(AC)感应电动机(B型和D型扭矩曲线型号)允许5至60Hz的恒定转矩操作。在60赫兹之后,它们成为恒定功率器件。
              不要害怕以更高的频率运行。想想两极和四极(或六极或八极)电机之间的区别。它不是旋转部件,现场或固定部件。转子和轴承设计用于3,600转/分钟的设计,因此如果尺寸正确,则以3000的速度运行电机不是很大的延伸。
        不要牺牲性能来提高效率
              通常降低隔膜压力表的压力能力以使其持续更长时间。这个概念非常简单。隔膜压力表级定义为螺旋定子的一个完整螺距(或转子的两个螺距)。使用70硬度的弹性体和转子与定子之间约0.020英寸的压缩,隔膜压力表的标称额定值为每级90 psi。在压力表需要更长时间(例如60 psi)的磨料应用中,通常使用额定为180 psi的两级压力表。该概念是定子通过压差力偏离转子。当压力表是新的时,定子的三分之二(60÷90)偏离转子。然后,只有三分之一的单级定子压在转子上。如果该压力表因磨损仅持续六个月,大多数制造商建议使用两级压力表。不幸的是,这会使起动扭矩加倍,并将压力表的整体效率从50%降低到40%。因此功耗增加了约25%,用户可能需要购买两倍大的电机和齿轮减速器。
        可调节定子是牺牲效率以延长寿命的替代方案。在一所主要大学进行的实验室测试将单级隔膜压力表和可调定子与两级常规压力表进行了比较。带有可调节定子的单级隔膜压力表的使用寿命比传统的两级设计长五到九倍,功耗更低。单级压力表上的可调定子允许用户在转子和定子之间仅施加尽可能多的压力,以克服应用的压差。当弹性体腐蚀时,可以调节定子。这减少了启动转矩,这减少了操作压力表所需的电流。带有可调定子的产品可用于高达120 psi的压力。这些设计具有许多优点:更高的效率,更低的功耗,
              考虑用于低压应用的“摆动定子”压力表。对于低于60 psi的压力和低于55 gpm的流量,带有自由模制摆动定子的压力表可能是最佳选择。这些压力表在转子和定子之间没有极大的压缩量,因此起动转矩要小得多。压力表壳中的压力增加了转子和定子之间的压缩量,这使得起动转矩与操作转矩成比例地低得多。这些压力表价格较便宜,虽然尺寸和压力有限,但它们仍然非常适用于转移和计量应用,其中大部分压力来自静压头而不是摩擦损失。
        正确的几何形状
              由RenéMoineau博士于1936年设计的原始或“常规”渐进腔几何形状具有相对短的定子节距长度,具有更大直径的转子具有更大的偏心率。在20世纪60年代,具有较长几何形状的定子和转子开始变得普遍。它使用较长的定子节距,转子直径和偏心距较小。这减少了推力载荷和磨料应用中的腐蚀速率,并通过减小启动扭矩和提高整体效率来降低能耗。
              最新的隔膜压力表几何结构是偶数壁定子(见图4)。具有双内螺旋的定子固定在类似的双内螺旋管中。现在弹性体在整个定子中是均匀的厚度。传统的管定子(见图3)注塑成圆柱形管,因此转子和定子之间的密封线位于定子中弹性体最厚的位置。均匀/相等的壁定子额定为传统设计的每级压力的两倍。同样,对于正在进行的工作,当使用偶数壁定子时,内部静态和操作摩擦小于传统设计的摩擦和操作摩擦。两级传统定子的额定压力为180 psi,而两级偶数壁的额定压力为360 psi。转子和定子之间的压缩(以及因此分离转矩)略微增加,因为偶数壁偏转较小,但仍然比传统的四级定子中看到的要小得多。它增加了大约50%而不是两倍,从两级传统转子/定子到四级传统转子/定子。除此之外,偶数壁定子将节省约25%的能耗。就像可调节定子一样,偶数壁的占地面积更小,电机和齿轮更小,更换转子和定子更便宜,重量更轻。从两级到四级传统转子/定子时会遇到这种情况。除此之外,偶数壁定子将节省约25%的能耗。就像可调节定子一样,偶数壁的占地面积更小,电机和齿轮更小,更换转子和定子更便宜,重量更轻。从两级到四级传统转子/定子时会遇到这种情况。除此之外,偶数壁定子将节省约25%的能耗。就像可调节定子一样,偶数壁的占地面积更小,电机和齿轮更小,更换转子和定子更便宜,重量更轻。
              总之,在选择,采购和安装隔膜压力表时,可以通过多种方式节省运营维护成本和初始资金成本。全面了解应用条件,使用上述技术优化初始选择,并与成熟的压力表供应商合作,为设施的需求选择最佳解决方案。
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