离心泵最小流量保护方案的选用原则

郑 伟，王 萌

(北京航天石化技术装备工程有限公司，北京 100176)

离心泵广泛应用于化工、能源、冶金、电力等各行各业，基本工作原理为通过电机驱动泵轴带动叶轮转动，给泵内流体施加离心力，把机械能转化成压力能与动能。离心泵在运转时需要至少通过一定流量的流体，称为泵的最小需求流量，最小需求流量是最小稳定流量和最小热流量中的最大值。当实际流量小于最小稳定流量时，泵会产生过大的噪音和振动，运行效率急剧降低，泵整体发生不可逆的破坏。当实际流量小于最小热流量时，泵体和轴承过热，带动入口部分的液体温度升高，饱和蒸气压随之升高，造成泵在叶轮叶片附近出现汽蚀现象。

然而，工艺流量随着系统的需求而变化，有时需要工作在最小需求流量点以下，甚至完全降为零。频繁启停离心泵会对电机甚至电网造成影响，因而常用旁路回流管线来解决问题。当工艺流量小于最小需求流量时，旁路管线开启，保证通过泵的流量永远大于最小需求流量。旁路管线一端连接泵的出口，即经过叶轮做功的高压流体，另一端连接储水罐中的低压环境。流体流经旁路管线时必然要经历一个减压的过程，在压差大时会出现节流缩脉现象，节流后的压力值低于液体的饱和蒸汽压，即出现闪蒸或汽蚀现象[1]，因而需要采用多级减压等特殊结构来确保减压过程平稳(见图1)。

图1 两种减压方式的比较

行业内最早的解决方案是使用连续循环系统，即在旁路放置节流孔板，单级或多级的孔板可以将高压安全平稳降至低压。……