确保船舶泵系统周围的工艺良好

06.11.2020
“船上99%的泵故障不是由于泵故障造成的。相反,他们是由于缺乏知识或技能,”DESMI经验丰富的销售工程师约翰·尼尔森说。这是约翰的推荐清单。
确保船舶泵系统周围的工艺良好

电机的重量是泵的三分之二。确保你有一个坚实的基础下的泵。(图片来源:DESMI)

DESMI在中国的销售和应用经理John Nielsen向世界各地的船主传达了一个信息:“注意您的泵系统是如何安装的。确保做工精良!他说。“这是底线。有太多的舾装人员缺乏实际经验。”

因此,船东必须确保他们的现场团队遵循正确安装泵的关键指导方针。因为在大多数情况下,泵的故障并不是由于泵的故障造成的。”

约翰·尼尔森在DESMI工作了几年,做了20多年的造船工人,他知道自己在说什么。他为船东、监督、现场团队和船厂提供了一份泵安装“该做和不该做”的清单。“你需要意识到这些事情,”他说。“泵只是一个组件,它会做它被设计用来做的事情。但如果安装不当,你就会毁掉它。这有点像墨菲定律:如果事情会出错,它就会出错。最终,船东将不得不承担费用。”

坚实的基础
坚实的泵基础是约翰的首要任务。“正确地完成这些工作是极其重要的。地基必须有支撑,这样才不会有动摇的可能。”换句话说,不要将泵安装在软板上——软板下没有或缺少支撑。“有一句古老的造船厂谚语说:你需要的钢板下面的钢和上面的钢一样多。”

如果舾装团队想要使用加重或弹簧支承,他们必须首先与DESMI或钢铁工程师检查设计。约翰说:“这不是由个人舾装团队来决定的。”“现在大多数泵都是垂直的。泵的重量的三分之二实际上是电动机。有些泵是四吨半,这意味着电动机是三吨。这一切都需要非常好的基础,以避免振动等。”

管道和阀门
管道布线有标准的ISO规则,但由于空间有限,在船上遵循这些规则可能很棘手。“所以这意味着你必须换一种思路,”约翰说。在船上,确保管道设计允许液体以1米/秒(m/s)的最大速度流向吸入侧的泵。这是一个经验法则,可以避免产生水漩涡或汽蚀,最终破坏泵。

然后是阀门的选择。在船舶上,大量的阀门都是蝶阀,主要是因为这是一种价格便宜的阀门类型。但是蝶阀只在泵送方向工作。这就是为什么总有一个止回阀与蝶阀串联在泵的压力侧。否则,如果泵并联工作,其中一个泵处于休眠状态,没有安装止回阀,那么无论蝶阀打开或关闭,活动泵都会将液体泵到另一个泵。

此外,重要的是阀门是全孔(全端口)。这意味着当阀门打开时,它与管道的直径相同。不要使用直径比管道略小的阀门。这将在管道内产生小漩涡,最终将破坏管道和阀门。

材料和腐蚀
根据泵抽的液体和周围的条件,仔细规划使用的泵材料也很重要。泵的材料选择包括青铜,镍铝青铜(NiAIBz),枪金属,铸铁,铸钢,不锈钢304,不锈钢316和双相。“所有这些材料都有各自的优缺点。考虑这些很重要,”约翰说。

例如,DESMI通常使用316不锈钢或双相不锈钢处理碱性或酸性液体。“但你必须非常小心地处理这些材料。你得知道自己在做什么。否则它们会被腐蚀。”

DESMI的海水泵通常采用NiALBz,设计海水温度为32°C。海水温度高于这个温度就会变得更具腐蚀性。同样,铸铁在温暖地区也不是海水泵的好选择。“如果你在格陵兰岛作业,那么铸铁泵可以使用很长时间,但如果你在热带地区作业,就不行了。”

对于低温淡水泵,DESMI设计采用铸铁外壳和NiAlBz叶轮,设计用于36°C的水温。“船上使用淡水的问题在于,你需要添加一些添加剂来去除氧气,以避免腐蚀/生锈。但是有很多不同种类的添加剂,其中一些会使水变得非常粘稠,结果水会到处泄漏。添加剂的另一个问题是这些化学物质会改变水的pH值。这也是在选择材料时需要考虑的问题。”

在考虑材料时,要注意潜在的电偶腐蚀(也称为双金属腐蚀)。当两种不同的物质放在一起时,就会发生这种现象,就像盐水中的铜和铁一样。盐水可以作为电解质。约翰说:“这是个慢性杀手。”“你需要很长时间才能发现这是一个问题。”

“这与使用锌阳极保护钢的原理相同。”

在铜和铁的情况下,铁会慢慢地向铜移动。

“我想很多人都经历过钙在管道内积聚的情况,这也是由于电元效应。”

关于材料的选择,约翰的主要建议是仔细看看在不同的条件下应该使用什么,并听取专家的意见。

“我们看到很多客户指定青铜。是的,我们可以用青铜,但我们更喜欢用镍铝青铜,因为它更坚硬。同时也能更好地避免电元腐蚀。所以,这就是DESMI的选择。”

“材料部分的最后一句话,与如何提高泵的效率有关。大多数泵的效率为75-80%,”约翰说。“一些船东要求80-83%。这需要的不仅仅是机制的更新。虽然有很多方法可以做到这一点,但在泵内部涂上类似玻璃的涂层是最常见的方法。也可以使用电气控制系统来提高效率。越来越多的船东要求提高效率。”

实际问题
约翰还列出了一个常见错误的简短清单——必须考虑的实际问题。这些都是泵周围的小问题。虽然很小,但仍然需要考虑:

  • 当你把这些管子连接到泵上时,要确保管子没有受到压力。
  • 确保管道因不同的液体温度而进行膨胀和收缩补偿。
  • 在泵安装到船上后,要确保有安全抬起泵的方法。否则维护可能会很困难-有些泵非常重!
  • 并确保您有必要的工具和部件,以便在船上进行泵和系统维护。

电气方面的考虑
传统的电气装置必须遵循国际电工委员会(IEC)的相关船级社规则和标准,这一点非常重要。这包括正确的安装、正确的电缆尺寸和正确的电缆温度等级。约翰•尼尔森表示:“这一切都必须核实。”“而且你必须有自动灭火的电缆,以防发生火灾。电缆必须是无卤素的。无论是大电缆还是小电线,它们都必须遵守同样的规则和规定。”

接地必须小心,电缆尺寸必须正确。“不许作弊”,约翰说。“这意味着,底线是,接地线的尺寸必须与主供电线几乎相同。因此,如果您使用的是3x50 mm2的电源线,那么您必须至少使用1x35mm2的电缆进行接地连接。”

一个经验法则是在接地线中使用与各个组件的电源线中使用的相同的导线截面。

约翰还想敦促考虑在哪里进行潜在的地面连接。“同一设备的接地点之间不能有潜在的电气差异。这意味着如果你有一个电机起动器,那么驱动泵的电机起动器的接地连接点和电动机的接地连接点是相同的。这也被称为等电位接地。因为如果你把它们相距10米,你可以非常确定电势是不同的。”

他说:“人们普遍认为,仅仅因为你将某种东西焊接到钢板上,电势就没有差异。但它们很大。仅仅是焊接本身就会产生影响。”

对于泵和电机的电气保护,有两个设置是至关重要的:

塑壳断路器必须正确调整和正确安装。MCCB上的设置是印在电机上的最大电流。

热继电器的设置是根据泵的非过载功率,这是从泵的测试表给出的。

MCCB保护装置,热继电器保护泵。

变频器
关于使用变频器的建议、规则和规定遵循上述对传统电气安装的建议。但你必须额外考虑,因为这个频率会产生必须控制的电噪声。“在进行安装时,请确保至少在变频器上有共模滤波器。较大的安装可能需要du/dt滤波器。”

您还必须正确调整变频器的最大电流-就像您在传统起动器中对热继电器所做的一样。

然后,当你想用变频器来操作你的电动机时,那么你应该认真考虑把电动机的温度等级提高一个温度等级。“通常情况下,选择F级,即135°C。

但是当使用变频器时,这将使您的电机由于电机供应线上的开关频率而变暖。所以,我们建议:升到H级,也就是150°C。这样你就有更多的回旋余地了。就价格而言,这是一笔小钱。”

冷却风扇和IE2
此外,要使测量电机内部绕组温度成为标准。这意味着您的电机应该内置PT100传感器。然后我们就可以直接测量了。而且,由于这个电机经常以非常不同的转速运行,然后确保你有一个电动冷却风扇在顶部,而不是一个标准的机械风扇。因为当你以低转速运行电机时,你没有相同的冷却能力,当它以正常速度运行时。但是如果你安装一个电风扇,不管负载的速度有多快,你都会得到相同的冷却量。

约翰·尼尔森说,“在使用变频器时,请认真考虑使用正常额定值IE电机或标准效率电机。这样做的原因是,如果电动机连接到变频器,通过增加电动机上的IE类,你不会得到任何东西。因为电网的汇总效率会停在变频器处,也就是说电网在供电线上的效率是由变频器决定的。IE2和IE3或IE4之间的价格差异很大。”

更多监测建议
除了监测电动机的绕组温度外,John说:“监测轴承温度也是值得的——尤其是在重要设备上。此外,还要考虑监测振动水平——包括高频和低频。”

“我们看到每秒10毫米(mm/s)的振动水平并不罕见。泵的极限-如果我们真的拉伸它-是7毫米/秒。如果振动水平过高,您可能必须停止泵,以避免损坏泵或泵部件。记住,泵的总重量的三分之二仍然是电机——位于泵壳、轴承等的顶部。所以,如果你有一个3.5吨重的泵马达以10毫米/秒的速度跳动,这就像一个巨大的锤子,砸在一些小轴承上。所以,这个泵自己停止只是时间问题。”

还有泄漏监测。对于具有润滑脂润滑轴承的大型泵,如果轴密封开始泄漏,通常会直接泄漏到轴承中。油脂和水是一个糟糕的组合。所以,为了避免这种情况,可以考虑安装泄漏检测传感器。

来源:DESMI A / S

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