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泵运行最重要的方面之一是它与上游和下游组件的相互作用。这种相互作用显着影响泵的性能、可靠性和整体运行。但这一方面经常被忽视，从而导致性能不佳、操作问题和可靠性降低。即使为应用选择了最高质量的泵，忽视其与相关系统的相互作用也可能导致操作问题、损坏和故障。
例如，当系统迫使泵长时间远离其最佳效率点 (BEP) 运行时，或者吸入管道配置不良导致气蚀时，就会出现问题。
以下讨论重点关注化学加工厂中的离心泵。由于它们能够处理腐蚀性液体，因此在化工厂运营中发挥着至关重要的作用。选择时需要仔细考虑配置、类型和尺寸。
泵的选择和选型：匹配流量和压力要求
泵选型涉及将泵的流量（容量）和压力（扬程）额定值与工艺或单元所需的流量和压力相匹配。达到所需的流量需要泵能够产生足够高的压力，以克服整个下游系统（包括管道和设备）的液压阻力。
系统扬程与流量成比例变化。使用系统曲线，我们可以演示特定系统的流量和液压阻力之间的关系。泵选型通常涉及将泵所需的出口压力（其输出流量随压力非线性变化）与给定系统所需的压力（随流量非线性变化）相匹配。因此，这通常是一个需要解决的高度非线性问题。
为了实现尽可能最高的效率，指定的工作/额定/工作点应接近最佳效率点 - 泵的 BEP。合适的选择应使工作点不小于泵 BEP 流量的 65% 或大于 BEP 流量的 115%。
泵的所需净正吸入压头 (NPSHR) 应比可用净正吸入压头 (NPSHA) 至少小 2m。或者，在零流量（关闭）和特性曲线可达到的最大工作流量之间的任何点，NPSHA 应至少比 NPSHR 标准大 133%。泵的NPSHR应根据实际的3%水头落差法测试结果。
泵应在所有扬程和单机或并联运行（两台或多台泵并联运行的情况下）的所有条件下，在从最大扬程到最小扬程的整个预期运行范围内稳定运行。泵应具有在零流量和最大流量之间不断下降的水头流量曲线。
对于水头和流量要考虑多少安全裕度，准则有所不同。不同的教科书和参考文献都推荐了低至 5% 或 7% 或高达 20% 的安全裕度。在头部应用安全系数还可以提供流量储备能力，反之亦然。
操作和维护注意事项
许多泵送应用将泵暴露在恶劣的条件下，包括极端温度、腐蚀、磨损和其他操作挑战。这些因素通常会导致泵出现问题，特别是轴承问题和密封件故障等故障。在处理极端温度时，泵设计和构造的各个方面都必须根据具体应用进行定制。这包括仔细选择合适的材料、选择正确的密封件类型并确保所有设计细节都能承受苛刻的温度条件。
在选择泵及其相关系统并确定其尺寸时，考虑总拥有成本至关重要。这不仅包括初始购买和安装费用，还包括泵整个使用寿命期间的运营成本。目标是最大限度地减少总体支出，包括前期成本和长期成本。
为了实现这一目标，必须考虑几个操作因素：
系统效率：最大限度地减少整体摩擦以减少能耗。
可靠性：评估并减少潜在的故障点，以防止意外停机。
能源成本：考虑电力或其他能源费用，因为这些通常构成运营成本的很大一部分。
维护：考虑日常和潜在的维修成本。
停机影响：估计意外停机对生产或收入的财务影响。
通过仔细评估这些方面，组织可以做出明智的决策，平衡初始投资与长期运营效率和可靠性。这种方法有助于优化总拥有成本，同时确保泵系统满足性能要求。
变速驱动泵：适应不断变化的需求
现代应用中的许多泵都是变速驱动（VSD）驱动的离心泵，并且在相对较宽的运行速度范围内工作。它们应该能够在各种条件下运行。
VSD 泵最常见的配置是“1+1”，其中一台泵运行，另一台泵备用。这是最优选和最可靠的配置。然而，在某些情况下，通常采用“n+1”或“n+2”配置的多个泵是适用的。多台泵并联运行时需要特别注意。最初，操作员应以最小 VSD 速度启动一台泵。然后，他们将随着需求的额外增加而增加泵速，直到泵达到最大速度。需求的进一步增加将启动第二个泵，然后，第三个泵的需求将增加，并且两台泵全速运行。对于三个或四个泵可以继续进行同样的操作。根据需求的下降，泵将遵循类似的顺序停止。
卧式泵与立式泵：选择正确的配置
化学加工厂通常使用卧式泵。然而，某些应用需要在有限的空间内使用大型泵，因此需要立式泵安装。工程师通常更喜欢卧式泵，除非吸入条件或空间/预算限制另有规定。立式泵为特定应用提供紧凑且经济高效的解决方案。
正确的泵选择和尺寸选择应遵循既定的工程实践、标准和规范。这种方法可以最大限度地延长泵的使用寿命，同时最大限度地减少液压负载、振动、流动分离和其他操作问题造成的问题。
关键性能参数：从关闭到校准
关闭水头以及从额定/工作点到关闭水头的升高非常重要。这些是某些应用中的关键参数。截止扬程是泵在零流量时可以输送的总扬程。在某些应用中，泵排放管线可能必须在比最终排放点高得多的高度上运行。液体应首先到达系统中的较高高度。如果截流水头小于对应高点的静水头，则不会出现流动。在泵的启动和检查期间，确定泵是否具有提供所需扬程和流量的潜在能力的快速方法是测量关闭扬程。操作员可以将测量值与由所提供的泵性能曲线预测的理论关闭水头进行比较。
泵及其驱动器的对准是许多泵的关键要求。作为粗略指示，泵和驱动器（通常是电动机）应进行激光对准，公差为 ±0.05 毫米，有时甚至更好。
许多备用泵可能已闲置数月甚至数年，这可能会导致在需要时启动失败。因此，备用泵应纳入泵维护计划，包括泵组或泵送系统的级联泵运行顺序。不建议让备用泵长时间闲置。
吸入和启动：确保泵平稳启动
由于启动对于某些泵来说可能是一个主要问题，因此它们应该在正吸入压头下运行。每个泵最好有一个单独的吸入管线（吸入管道）。吸入源和吸入管道应避免吸入口附近出现湍流并防止形成涡流。
许多泵已用于间歇式或中间操作。在确定为泵供液的吸入源（存储单元、储罐等）的尺寸时，应考虑理论填充时间和最短泵循环时间。对于许多泵来说，吸入源缺乏足够的尺寸，通常小于所需的尺寸。这是一个普遍存在的问题，可能导致泵每小时启动和停止多次。作为一个非常粗略的指示，应提供每小时不超过 3 次泵启动的泵启动和停止之间的有效容积。选择能够在不同输送速率下运行的泵系统和相关控制装置至关重要。
泵的容量应基于峰值流量，并且应足以将液体速度维持在最小和最大限制内，以避免操作问题，例如高水头损失。作为非常粗略的指示，建议最小速度为 0.7 m/s（通常为吸入），最大速度为 2.7 m/s（通常为排出）。
吸入管道：可靠运行的设计原则
吸入管的作用是向泵吸嘴提供均匀分布的液体流，并为泵提供足够的压力，以避免过度紊流或气蚀。吸入问题可能导致气蚀、泵性能差、轴承寿命短、机械密封故障、高振动等。在极端情况下，由于吸入问题而产生的振动会导致泵部件、管道和附件的疲劳失效。气蚀和气锁或气锁会导致许多泵问题和故障。吸入管道尺寸足够大并正确配置，以避免气蚀和气体/空气夹带。
对于吸入管道，将液体速度限制在低于会发生湍流或气泡会在液体中上升的值。
此外，如果液体含有任何固体颗粒或污染物，请保持最小速度以防止固体沉降。作为粗略指南，吸入管道速度应控制在 0.7 至 1.3 m/s 之间。对于许多泵，吸入管道的尺寸至少比泵的吸入法兰大一到两个尺寸。正确布置管道，以消除气体或气穴、气锁和其他不利影响。
吸入管道应尽可能短和简单，以防止被泵送的液体中气体积聚。吸入管道布置不得有任何弯曲。如果需要弯曲，请尽量减少弯曲，并使用长半径弯曲或长半径弯头。吸入管道的一个重要因素是减少吸入处的湍流，特别是紧邻泵吸入管嘴的湍流。
将湍流和夹带气体的量保持在最低限度。当弯头或三通位于泵吸嘴 (2) 附近时，液体流动会更加复杂。在这种情况下，不均匀的流动模式或蒸汽分离使液体无法均匀地填充叶轮，从而导致操作问题和可靠性问题 (3)。（任何离心泵）前面都需要一段直管。作为粗略指示，安装的直管长度等于泵入口尺寸的六倍（“6×D”）。某些规格或制造商建议“8×D”对于该直线长度，甚至可以使用“D”或“10×D”。
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