化工生产过程中普遍都涉及到压力,除了特种设备包括的压力容器、压力管道等,还包括风机、泵等动力设备的运行。
风机、泵等动力设备选择的时候,其压力(有时候也叫压头)是一项非常重要的参数,压力的选择与系统的条件有关。通常情况下,一个流体流动的系统中的阻力分为几个部分:管道摩擦损失、阀门仪表损失、流体运行损失之外还有流动系统的背景压力。
这个背景压力就是背压。
在百科中背压定义为“后端的压力”,这一定义范围较为宽泛,并不适合在正常生产中的理解。
按照这个定义,对于不同流速和种类的流体来说,相同系统相同点的背压是不一样的,是一个变动的数值。
背压是对某一个点来说的,如,对于泵来说,泵的背压就是泵后的压力。
背压分为可变背压和固定背压。
对于通常情况来说,流体流动以及管道阻力产生的这种变动的压力就是可变背压。
而在系统中存在固定的压力,通常情况为系统末端设备的设计压力,这部分压力是固定不变的,可称之为固定背压。
正常生产中,通常认为的背压是这个固定背压。即:及时流体没有流动也会存在的压力。
在通常设计过程中,可变背压是显而易见的,也是设计的重要因素之一。但是对于固定背压,往往会忽略其存在而对设计产生较大的影响。
通常情况下一个泵在压力上的选型一般需要考虑的因素有:
1、泵所需要输送的物料的密度;
物料的密度不同,影响到泵的出口压力选型。
介质影响到泵扬程所对应的压力。对于输送水的泵来说,泵的扬程与输送水高度是一致的,但是对于浓硫酸等高密度流体,相同的泵输送液体的扬程远远低于输送水的扬程。
一般情况下,泵厂家所表示的扬程是介质扬程,但是通常情况下,使用人员默认扬程为水扬程。
因此,为了误解,对于非水流体来说,泵的输出压力不要用扬程高度来表示,应当以MPa作为输出压力单位,否则可能会出现误解。
2、泵所需要输送的目标点与泵的高度差;
高度差是泵需要的理论低输出压力。这个压力忽略掉其它阻力因素,因此也是泵的最基础估算依据。
3、泵输送的管道特性,包括长度、类型、内径、流量等参数。
泵输送距离,弯头数量、阀门类型和数量、管道的类型等参数影响到流体输送过程的阻力,泵的输出压力要高于这些阻力与重力的和。
4、设备需要的压力
泵送目标设备需要的压力也要计算到泵的扬程当中。
如:喷淋装置,喷头对压力是有要求的,泵输送到达喷头时的压力要满足喷头的需求,因此,选择泵输出压力时应当考虑设备需要的压力。
5、系统的背压
泵送目标处于何种压力条件下,对于常压环境可以不予考虑,但是对于真空及加压设备应当考虑固定背压。
如,如果向一个压力容器中输送介质,需要考虑压力容器的运行压力对流体的阻力,以确保泵能够向压力设备中输送流体。
对于真空设备输送介质,应当考虑真空对泵中流体的吸力,根据运行真空度来选择合适的泵。
除了泵的选型要注意固定背压外,还有其它设备选型需要注意背压:
安全阀后的系统如果有背压,那么选择安全阀时应当考虑背压压力。
氮封系统如果有背压应当考虑背压压力。
蒸汽疏水阀如果有背压,应当考虑背压疏水阀。
背压阀,用于确保系统中有一定的压力,避免失去背压而造成其它问题。
如对于无水无氧环境,在管道排空末端安装背压阀可以确保系统中始终有一定压力的惰性气体存在,从而避免系统与大气联通而进入空气。
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