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1、唐山学院 离心泵测试系统的设计与实现 引言离心泵的使用范围很广，在农田排灌、城市和工业排水、原子能发电、舰艇的喷水推进、火箭的燃料供给等方面都有很重要的应用。尤其在石油和化工工业中应用更为广泛，比如在输油管路、泵站、海上平台的应用，故离心泵被称为输油管线的心脏。据现场调查，海上平台小型泵(离心泵)数量大、类型多、维修频繁。泵在长期工作中，受到不同程度的损坏，部分性能已经达不到原设计的要求，如果不断更换新泵，必将大大增加使用成本，所以必须进行维修。各种离心泵经过维修或更换配件后，能否达到原设计能力其性能参数是否满足使用要求，除按标准维修外，还应作性能试验，以检测维修效果从而判定泵的维修质量。同时
2、，为了泵工作和运行的需要，在新出厂或维修后出厂的泵，都必须随泵配有性能标准。对于缺乏原始设计资料的泵，则需要通过试验来测定其性能。对新设计的泵需要进行型式试验确定其性能是否满足设计要求。因此，需要设计泵试验系统。该试验系统就是针对维修离心泵进行性能检测而设计的，同时兼顾到新泵的型式试验和出厂检验的要求。其通过对泵性能参数的采集、计算来判定离心泵的性能是否恢复到工作要求，从而确定维修泵的工作参数。由于维修泵的型号较多，因此，需要建立应用范困较大的泵试验系统，满足不同型号维修泵的性能试验，作为泵维修质量评定和验收的依据。该试验系统通过自动采集流量、出口压力、消耗电流等参数，经过计算机处理，按照有关
3、国家标准，给出有关的离心泵的性能标准和检测报告。试验人员可以根据这些性能标准和测试结果来判定该试验离心泵的性能情况。达到使用要求的离心泵则可以继续使用，达不到的则不能继续使用，进行再维修或考虑更换新泵。第一章离心泵系统的工艺与传感选型1.1小流量离心泵测试装置小流量离心泵测试装置主要完成直八增压泵RLB-5、直九增压泵RLB-12、卡型机输油泵三种离心泵的测试，测试内容及条件如表1所示。表1小流量离心泵测试装置测试内容及条件离心泵型号供电电压测试流量出口压力电流直八增压泵RLB-519V700L/h35KPa4.2A27V700L/h60KPa5.0A27V225L/h82.5KPa5.0A2
4、7V0L/h87.5KPa5.0A30V0L/h125KPa5.0A直九增压泵RLB-1227V780 L/h60KPa3.0A卡型机输油泵27V750 L/h78.4KPa3.9A根据三种离心泵的流量测试条件，流量传感器选用涡轮流量传感器，通径为10mm，流量范围2001200L/h，型号为LWGY-10A，可以涵盖所有测试点的流量测试。通过调整调节阀的阀门开度使流量条件满足，调节阀选用ZDYP-16P-DN20，阀座直径20mm，通过调整调节阀的开度改变燃油泵的流量。对于流量为0的测试点，通过调整调节阀开度很难达到条件，也就是调节阀关不严有泄露，所以采用电动球阀使管路截止，达到流量为0的测
5、试条件。电动球阀选型：KLD20SB3S，DN15，材质316不锈钢，电源电压AC220V，耐压1.0Mpa。根据三种离心泵的出口压力标准，选择压力变送器，压力变送器采用电容式变送器，测试精度高，性能稳定。压力变送器选用E+H公司的PMC系列压力变送器，量程为0-250KPa，精度0.2%；消耗电流的测试采用分流器，分流器选型为10A/75mV，选用带变送输出的数显表进行电流的采集与变送，数显表型号为WP-LEDA-C602NT（10A/75mV)，4-20mA变送输出，送至可编程控制器系统。小流量离心泵测试装置中，离心泵的供电电源有DC19V、DC27V、DC30V三种电压，系统采用三个开关
6、电源，分别是DC19V开关电源、DC27V开关电源、DC30V开关电源，作为燃油泵的供电电源，控制系统根据测试条件自动切换至相应的电源电压。1.2中流量离心泵测试装置中流量离心泵测试装置主要完成运八燃油泵LB-22、运八燃油泵LB-21、歼十燃油泵LB-4、教九燃油泵RLB-54四种离心泵的测试，测试内容及条件如表2所示。表2中流量离心泵测试装置测试内容及条件离心泵型号工作状态供电电压测试流量出口压力电流运八LB-22值班1DC 27V4000L/h39KPa11A值班2DC 27V0L/h67KPa无要求额定1DC 27V4000L/h83KPa18A额定2DC 27V0L/h127KPa无
7、要求加强1DC 27V2000L/h123KPa22A加强2DC 27V0L/h177KPa无要求运八LB-21DC 27V4000 L/h59KPa11.5A歼十LB-4DC 27V2100L/h68KPa7A教九RLB-54三相交流115V,400Hz150070kg/h60KPa根据四种离心泵的流量测试条件，流量传感器选用涡轮流量传感器，通径为25mm，流量范围100010000L/h，型号为LWGY-25B，可以涵盖所有测试点的流量测试。通过调整调节阀的阀门开度使流量条件满足，调节阀选用ZDYP-16P-DN25，阀座直径25mm，通过调整调节阀的开度改变燃油泵的流量。对于流量为0的测
8、试点，通过调整调节阀开度很难达到条件，也就是调节阀关不严有泄露，所以采用电动球阀使管路截止，达到流量为0的测试条件。电动球阀选型：KLD100SB3S，QJ1-10B-DN25，材质316不锈钢，电源电压AC220V，耐压1.0Mpa根据四种离心泵的出口压力标准，选择压力变送器，压力变送器采用电容式压力变送器，测试精度高，性能稳定。压力变送器选用E+H公司的PMC系列压力变送器，量程为0-250KPa，精度0.2%直流泵消耗电流的测试采用分流器，分流器选型为50A/75mV，选用带变送输出的数显表进行电流的采集与变送，数显表型号为WP-LEDA-C602NT（50A/75mV)，4-20mA变
9、送输出，送至可编程控制器系统。中频交流泵消耗电流的测试采用中频电流表，中频电流表选型为ZW1620A，输入量程为0-20A，4-20mA变送输出，送至可编程控制器系统。中流量离心泵测试装置中，离心泵的供电电源有DC27V和中频交流电源两种，系统中采用DC27输出的开关电源提供直流DC27V，采用中频电源提供离心泵电源，中频电源为三相四线制，AC115V，400Hz。中流量测试装置中离心泵LB22具有额定、值班和加强三种工作方式，通过程序自动控制接触器切换工作方式，完成测试内容。1.3大流量离心泵测试装置大流量离心泵测试装置主要完成轰六燃油泵LB-25、教九燃油泵LB-7A、教九燃油泵RLB-2
10、9A、教九燃油泵RLB-38、歼十燃油泵RLB-16A、歼十燃油泵RLB-18、J11B燃油泵RLB-31、J11B燃油泵RLB-32、歼轰七燃油泵RLB-11、歼轰七燃油泵FRB-111十种离心泵的测试，测试内容及条件如表3所示。表3大流量离心泵测试装置测试内容及条件离心泵型号工作状态供电电压测试流量出口压力电流负压轰六LB-25值班1DC 27V14000L/h24.544.1Kpa20A无值班20L/h78.5KPa20A额定114000L/h78.593.2Kpa36A额定20L/h142.2KPa无要求加强17000L/h142.2KPa40A教九LB-7A测试点1DC 27V190
11、00L/h60KPa38A无测试点20L/h60KPa38A教九RLB-29AH=0DC 27V23000L/hP60KPaH0H=2000m50005250L/hP70KPaP进-21.33Kpa教九RLB-38H=0DC 27V10000 L/hP58.8KPa38AH=0H=2072m4000 L/hP68.8Pa38AP进-20.58Kpa歼十RLB-16AH=0三相交流115V,400Hz17000L/h120KPa13AH0H=11000m12000L/hP130KPa13AP进=-66Kpa歼十RLB-18H=0三相交流115V,400Hz17000L/h127KPa11AH=0
12、H=11000m12000L/hP138KPa13AP进=-66KpaJ11B RLB-31测试点1DC 27V12000L/h70KPa33A无测试点20L/h130KPa33AJ11B RLB-32测试点1三相交流115V,400Hz12000L/h68.6130KPa4A无测试点20L/h88.2130KPa4A歼轰七RLB-11测试点1三相交流115V,400Hz16000L/h98KPa10A无测试点20L/h196KPa10A歼轰七FRB-111测试点1三相交流115V,400Hz32000L/h100KPa17A无测试点224000L/h100KPa17A测试点38000L/h实
13、测17A测试点40L/h实测17A根据十种离心泵的流量测试条件，流量传感器选用涡轮流量传感器，通径为50mm，流量范围400040000L/h，型号为LWGY-50A，可以涵盖所有测试点的流量测试。通过调整调节阀的阀门开度使流量条件满足，调节阀选用ZDYP-16P-DN50，阀座直径50mm，通过调整调节阀的开度改变燃油泵的流量。对于流量为0的测试点，通过调整调节阀开度很难达到条件，也就是调节阀关不严有泄露，所以采用电动球阀使管路截止，达到流量为0的测试条件。电动球阀选型：KLD400B3S，QJ1-16B-DN50，材质316不锈钢，电源电压AC220V，耐压1.6Mpa。根据十种离心泵的出
14、口压力标准，选择压力变送器，压力变送器采用电容式变送器，测试精度高，性能稳定。压力变送器选用E+H公司的PMC系列压力变送器，量程为0-250KPa，精度0.2%。消耗电流的测试采用分流器，分流器选型为50A/75mV，选用带变送输出的数显表进行电流的采集与变送，数显表型号为WP-LEDA-C602NT（50A/75mV)，4-20mA变送输出，送至可编程控制器系统。中频交流泵消耗电流的测试采用中频电流表，中频电流表选型为ZW1620A，输入量程为0-20A，4-20mA变送输出，送至可编程控制器系统。大流量离心泵测试装置中，离心泵的供电电源有DC27V和中频交流电源两种，系统中采用DC27输出的开关电源提供直流DC27V，采用中频电源提供离心泵电源，中频电源为三相四线制，AC115V，400Hz。大流量测试装置中离心泵LB25具有额定、值班和加强三种工作方式，通过程序自动控制接触器切换工作方式，完成测试内容。大流量离心泵测试装置中，有的离心
