离心泵出厂试验示例

概述

离心泵性能测试由泵制造商在产品组装完成后进行，以评估和/或验证泵是否满足数据表和其它采购文件中规定的要求。

性能试验在完成零部件检查、承压壳体静水压试验、叶轮静/动平衡和/或转子动平衡后进行。NPSH测试、机械运转测试和最终的检查在性能测试之后进行。振动测试可以在性能测试和机械运转测试期间进行。

泵的出厂试验通常按《离心泵出厂试验大纲》执行。

现通过一个具体示例来介绍性能测试。

假设你正在泵制造商车间见证离心泵的性能测试，这是泵ITP上的一个停工待检点。你可以查看泵批准的数据表，并找到以下信息：

额定流量 = 238.5 m³/h (1050.08 Gal/Min)

额定扬程 = 2690.28 m (8826.37 feet)

额定功率 = 2985 kW (4003 HP)

额定效率 = 68 %

离心泵性能测试完成后，泵制造商将为你提供以下性能曲线（见图1）。你需要将此曲线与数据表中规定的性能要求进行比较，以确保泵通过了性能测试。

图1：泵测试性能曲线A

我们从扬程-流量曲线开始。在横坐标上找到238.5 m³/h处画一条垂直线，它与扬程-流量曲线将有一个交点，从交点处画一条水平线，它在2640 m处穿过纵坐标。由此可知：在238.5 m³/h处测得的扬程为2640 m。

数据表中要求的额定值是多少？它是2690.28 m，但测试结果是2640 m。

也就是说，扬程测试结果比要求值低50.28 m。该泵的实测性能是否满足合同要求？

泵的性能验收标准为：API 610第11版。

API 610第11版标准表16（性能允差）规定：额定点的扬程允差为±3 %。额定值的3 %（2690.28 × 3 %）将是80.71，大于50.28。尽管泵性能不佳，但在允许的偏差范围之内 – 测试结果是可以接受的。

让我们评估一下功耗：重复上述相同的过程，但这次与功率曲线相关。流量238.5 m³/h时的消耗功率为2600 kW（在图1纵坐标左侧提供了功率消耗值）。将2600 kW与数据表中的额定功率2985 kW进行比较。显然，泵性能优异，因为消耗的功率更少。然而，API 610标准可接受的范围为+4 %，这就意味着即使功耗超过数据表中规定值的4 %，泵的测试结果也是令人满意的。

我们接下来检查一下泵的效率：经批准的数据表中的最低效率为68 %。查看效率曲线，238.5 m³/h流量时的效率为70 %。因此，该泵性能出众，效率高于数据表中的规定值。

因此，该离心泵的扬程、功耗和效率等性能测试结果令人满意。

还应检查一下关死点（出口阀无流量）扬程值。但由于该泵是高能泵，因此，根据API 610标准不要求在关死点进行离心泵性能测试。

以上为一简化示例。泵制造商通常会以表格的形式提供，以便于审查。

泵制造商通常被要求根据实际现场条件模拟测试结果。该泵可能是为输送原油设计的，但在车间只能采用水来进行测试。在这种情况下，获得的数据将通过工程计算转换为现场条件值。

随后，需要检查从最小流量到最大流量的每个数据点的轴承箱或轴振动FFT谱（图），以确保振动值在可接受的范围之内。

泵NPSH测试（净正吸入压头试验）报告也应根据批准的数据表值进行验证。

泵的机械运转试验在性能和NPSH测试成功完成后进行。

现在，让我们通过对流量、总扬程、功率和效率的理解来深入了解离心泵的性能测试。

流量和扬程的确定

体积流量（Q），是在给定时间内流经泵的液体体积，以m³/h、m³/s或GPM为单位。

它定义了泵推动流体通过系统的速率。流量是流程（工艺）设计师指定的第一个参数，确定了流程所需的泵流量要求。

该“额定”流量通常以体积表示（符号为q），单位m³/h、m³/s或GPM。

泵的静压头是它可以提供的最大高度（压力）。泵在特定转速下的流量可从其Q-H曲线获得（见图2）。

图2：泵测试性能曲线B

泵制造商希望以不依赖于泵送流体物理性质的方式提供泵性能曲线。这就是为什么他们使用扬程而不是压力（压差）。以下公式可以将压力转化为扬程：

H（米）= 10.2 P/SG或H（英尺）= 2.3 P/SG【泵沙龙注：英制单位】

H（米）= 10⁶ × P /（9.81× ρ）【泵沙龙提供：P = 压差，单位MPa；ρ = 介质密度，单位kg/m³；9.81 = 重力加速度，公制单位】

确定额定流量后，设计师随后会指定该流量下所需的总扬程（H）。以米或英尺表示，代表了泵传输到流体的可用机械功。q和H一起定义了工作点。

流量-扬程曲线的测量

试验在恒定的公称（名义）转速下进行，扬程（H）随着流量（q）的增加而减小，从而使曲线呈负斜率下降（参见上面的流量-扬程曲线）

图3：为流量、扬程测试试验回路示意图。测试工程师通过泵出口控制阀来改变流量，并测量不同流量下的压力，然后换算成相应的扬程。

在工作点（100 % q）进行第一组数据测量。打开阀门，使流量大于工作流量（通常为120 %~130 % q），读取读数。

然后根据《离心泵出厂试验大纲》中规定的测试点，逐渐关小泵出口阀门、减小流量（注意，在Q-H曲线上从右向左移动），获得各流量下的扬程。对于某些泵，可在出口阀门全闭的情况下获得0流量下的扬程读数。

图3：流量-扬程曲线的测量

一旦获得测试点的读数后，就可以对照验收标准要求进行检查。

流量-功率曲线的测量

在不同的流量下测量功率消耗，并绘制流量-功率曲线。瓦特计连接到电机功率输入，通过将瓦特计读数乘以电机效率，计算出不同流量下的电机输出功率。通过这些相应的读数，绘制出流量-功率曲线。

图4：流量-功率曲线的测量

流量-效率曲线的测量

可根据流量-扬程曲线和流量-功率曲线组合的测量值（进行计算）绘制流量-效率曲线，计算公式为：效率ƞ=(泵输出功率)/(泵输入功率)=ρgHQ/(泵输入功率)    (ρ 为密度；g为重力加速度；H 为扬程；Q为流量)。

泵效率（百分比）：是流体传递的机械功与泵消耗的功率之比。

效率测试：使用与流量-扬程测试相同的测试来检查效率。

注：本篇内容主要来源于KSB网站，为你提供了在制造车间进行的离心泵出厂试验的示例，非常简单、适用。仅供参考。