监测泵气蚀的 3 种方法

气蚀是众所周知的泵问题,会造成严重损坏和其他不良后果。为避免损坏,应监测泵是否形成和发生气蚀。本文介绍了有关气蚀监测和保护的不同选项,以满足任何应用的需要。

气蚀是由于流动液体的压力下降而在泵内形成的气泡。当这些气泡移动时,压力增加,导致气泡内爆。气泡内爆在泵壳或叶轮表面会导致损坏和性能问题。气蚀分为两种类型:

  1. 当泵处于低压或高真空条件下时,可能会发生 吸入空化现象。由于泵无法获得足够的流量,叶轮上会形成气泡。当这些气泡被输送到泵的另一侧(排出侧)并与液体一起被压缩时,就会发生内爆。
  1. 当排出压力过高时,会出现排出 气蚀。由于压力过高,流体很难离开泵,导致流体在泵内循环。这可能导致真空和气泡的形成,进而损坏叶轮和泵壳。

长期气蚀会导致泵故障,例如泵壳和叶轮损坏。气蚀的其他影响包括噪音过大和能耗过高。

图 1.气蚀导致叶轮损坏的实例。

监测气蚀的配置

监测气蚀有不同的配置。哪种配置最适合应用取决于应用和/或客户需求。有三种配置可供选择:

1.4-20mA 传感器

使用 4-20mA 传感器时,客户需要确定理想的极限值,并在 DCS/PLC 中进行配置。当超过该极限值时,DCS/PLC 将发出警报。要确定极限值,必须在泵中产生气蚀情况。4-20mA 传感器的一个很大的缺点是,它给出的是一个整体振动值,因此无法将气蚀与可能导致过度振动的其他因素区分开来。使用 4-20mA 传感器时的典型配置如下:

图 2.使用 4-20mA 传感器的典型应用。

2.可编程transmitter

与上述配置一样,气蚀测试必须由客户进行。气蚀发生的频率被确定,然后用于过滤数据。将所需的报警值发送至 DCS/PLC,或用于触发继电器。使用标准的 100mV/g 加速计将原始振动信号发送到 transmitter 。transmitter 处理该信号,并提供两个 4-20mA 信号,可通过两个不同的频率段进行计算。这样就可以区分气蚀引起的振动和其他偏差引起的振动,如不平衡和轴承损坏。典型配置如下

图 3.使用可编程(智能)transmitter 的典型配置。

3.状态监测 transmitter (VibroSmart)

该配置使用与 transmitter 配置相同的传感器。与前一种配置一样,4-20mA 信号在可自由配置的频率范围内进行计算。不过,使用的是一种更先进的 transmitter 。通过 Modbus,每个信号最多可生成 10 个不同的计算输出。这样就可以区分控制系统中的特定机器错误。有些机器误差有特定的频率范围,可以单独计算。这样就可以将振动行为的偏差直接归因于特定的错误,并立即采取必要的措施。未经过滤的数据可保存在本地 PC 上或通过网络发送,从而实现远程状态监测。

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典型配置如下:

图 4.使用状态监测 transmitter 的典型配置。