泵缓冲罐和安全阀及配管

缓冲罐和安全阀1 缓冲罐是往复泵和计量泵的重要附属设备，用于减小管路中流量的不均匀度，分为吸入缓冲罐和排出缓冲罐种。

吸入缓冲罐的作用是减小吸入管路流量不均匀度，减小惯性损失，提高泵的吸人性能。

排出缓冲罐的作用是减小排出管路流量不均匀度，避免过流量的产生，以适应工艺流程的需要。

缓冲罐的结构型式有直接接触式和隔膜式两类。

（1）直接接触式缓冲罐直接接触式缓冲罐也称常压式缓冲罐，内充常压气体，气体与输送液体直接接触，如图2-72所示。

充入的气体一般为空气，当输送易燃易爆液体时应充人惰性气体。

此外由于气体与输送液体直接接触，部分气体会溶解在液体中（在高压下溶解量较大），而被液体带走。

因此在缓冲罐上设有注气阀门或注气设备，以便补充空气。

（2）隔膜式缓冲罐隔膜式缓冲罐也称预压式缓冲罐，为蓄能器式，利用隔膜将气体和液体隔开（见图2-73），工作时须预先充入一定压力的气体（空气或氮气）。

隔膜式缓冲罐和直接接触式缓冲罐相比，其体积小，且气体与液体不接触，能保证输送液体的性质。

除另有规定外，推荐采用隔膜式缓冲罐。

隔膜式缓冲罐分单隔膜式与双隔膜式两种。

单隔膜式缓冲罐的隔膜材料有不锈钢、PVDF、橡胶等；双隔膜式缓冲罐常用于金属隔膜不宜用的场合，隔膜材料有PVC、玻璃纤维增强聚四氟烯等。

（3）缓冲罐的选用①排出缓冲罐的选用：当往复泵的流量不均匀度不能满足工艺流程需要时，可安装排出缓冲罐。

在允许范围内（通常-0.005～0.04），具体数值根据使用要求确定。

排出缓冲罐的容积可按式（2-32）计算。

式中D-柱塞或活塞直径m；L-柱塞或活塞行程长度，rn；Pd--泵出口压力，MPa；Pra--泵出l：1管路的总阻力损失（不包括加速度头），MPa；Pgas--缓冲罐充气压力，一般为泵出口压力的60％，MPa；Q--工艺要求的允许流量不均匀度；广脉动系数，单缸泵一1.1，双缸泵妒一0.42，三缸泵咖一0.05。

②吸入缓冲罐的选用安装吸人缓冲罐，可使泵的吸入压力不均匀系数如控制在1％～5％。

一般由水泵厂决定是否需要安装吸入缓冲罐，以及缓冲罐的结构形式和规格参数等。

储气罐容积计算：V=QstP0/(P1-P2)V：储罐容积，m3Qs：供气设计容量，Nm3/minP1：正常操作压力，kPa(A)P2：最低送出压力，kPa(A)P0：大气压力，P0=101.33 kPa(A)t：保持时间，分钟min2 安全阀安全阀也是容积式泵的重要附属部件，每一台容积式泵均需设有安全阀，若泵自备可不另设。

容积式泵的安全阀通常安装在泵出口集液管后，如设有排出缓冲罐，须安装在排出缓冲罐后面第一个阀f-1（即切断阀）的前面。

（1）安全阀的性能参数①密封压力Pm安全阀的密封压力Pm应等于泵的许用最大排出压力Pd（对往复泵指多缸泵集液管或排出缓冲罐后液体的压力）。

如果泵的实际操作压力低于许用最大排压时，安全阀应按实际操作压力调整密封压力。

在密封压力下，安全阀不得有任何泄漏。

②安全阀启跳设定压力以安全阀启跳设定压力也称安全阀开启压力。

当泵的排出压力大于启跳压力pk时，安全阀即开启，使压力释放到预定程度。

往复泵安全阀的启跳设定压力机值可参见表2-15。

转子泵安全阀的启跳设定压力pk可参见表2-16。

③安全阀回座压力ph 当泵的排出压力小于安全阀回座压力时，安全阀即关闭。

对一次动作安全阀显然无回座压力ph。

表2.15往复泵用安全阀的pk、ph推荐值MPa（G）安全阀安装位置安全阀密封压力P。

安全阀开启压力声k安全阀回座压力m多缸泵集液管或排出缓冲罐之后≤1.0Pm+（0.2～0.3）Pk-（0.4～0.5）>1.0（1.08～1.15）pm（0.87～0.82）pk单缸泵排出缓冲罐或与此相当≤1.0Pm+（0.3～O.5）Pk-（0.5～0.6）>1.0（1.1～1.3）pm（0.85～0.72）Pk表2-16转子泵用安全阀的Pk、Ph推荐值MPa（G）安全阀安装位置安全阀密封压力Pm安全阀开启压力pk安全阀回座压力pn泵出口与切断阀之间≤1.0Pm+0.2Pk-0.4>1.01.1pm0.85pk（2）安全阀的类型：容积式泵用安全阀有弹簧式安全阀和一次动作安全阀两种型式，其性能比较见表2-17。

3 隔膜泵上出口缓冲罐作用如何改善往复泵的排量不均匀问题:在出口增加一个缓冲罐，这样就可以起到稳流，起到均匀排量的作用。

隔膜泵上的缓冲罐，也称为脉动阻尼器，缓冲器，均流器，等多种叫法。

隔膜泵由于是往复泵，存在的脉动冲击对仪表的测量有不利影响，使用阻尼罐可以提高仪表的精度和使用寿命还可以有效保护隔膜泵的膜片，减少隔膜泵的脉动阻力，简单理解就是隔膜泵输送出来的流体带来的加速度，这个有加速度的流体对管道造成的冲击和对膜片造成的负载。

不过对于很多情况，缓冲罐是为了防止管道内介质因温度变化产生膨胀引起高压。

缓冲罐的作用就是减少脉动尽可能行程连续流动。

缓冲罐有两种，一种就是一个空罐，罐内一般有一部分是气体，靠气体的可压缩性来缓冲脉动，这种脉动减弱效果不好，一般用于对脉动要求不严格的地方，另一种阻尼器是罐外加了一定压力的氮气阻封，效果较好。

泵进出口配管一、泵的配管要求知识为了避免管道、阀门的重量及管道热应力所产生的力和力矩超过泵进出口的最大允许外载荷，在泵的吸入和排出管道上须设置管架。

泵管口允许最大载荷应由泵制造厂提供。

垂直进口或垂直出口的泵，为了减少对泵管口的作用力，管口上方管线须设管架，其平面位置要尽量靠近管口，可以利用管廊纵梁支吊管线，所以常把泵布置在管廊下。

为了提高泵的吸入性能，泵吸入管路应尽可能缩短，尽量少拐弯（弯头最好用大曲率半径），以减少管道阻力损失。

为防止泵产生汽蚀，泵吸入管路应尽可能避免积聚气体的囊形部位，不能避免时，应在囊形部位设DN15或DN20的排气阀。

当泵的吸入管为垂直方向时，吸入管上若配置异径管，则应配置偏心异径管，以免形成气囊。

输送密度小于650Kg/m³的液体，如液化石油气、液氨等，泵的吸入管道应有1/10~1/100的坡度坡向泵，使气化产生的气体返回吸入罐内，以避免泵产生汽蚀。

单吸泵的进口处，最好配置一段约3倍进口直径的直管。

对于双吸入泵，为了避免双向吸入水平离心泵的汽蚀，双吸入管要对称布置，以保证两边流量分配均匀。

垂直管道通过弯头直接连接，但泵的轴线一定要垂直于弯头所在的平面。

此时，进口配管要求尽量短，弯头接异径管，再接进口法兰。

在其它条件下，泵进口前应有不小于3倍管径的直管段。

泵出口的切断阀和止回阀之间用泄液阀放净。

管径大于DN50时，也可在止回阀的阀盖上开孔装放净阀。

同规格泵的进出口阀门尽量采用同一标高。

非金属泵的进出口管线上阀门的重量决不可压在泵体上，应设置管架，防止压坏泵体与开关阀门时扭动阀门前后的管线。

蒸汽往复泵的排汽管线应少拐弯，在可能积聚冷凝水的部位设排放管，放空量大的还要装设消音器。

进汽管线应在进汽阀前设冷凝水排放管，防止水击汽缸。

蒸汽往复泵在运行中一般有较大的振动，与泵连接的管线应很好地固定。

当泵出口中心线和管廊柱子中心线间距离大于0.6m，出口管线上的旋启式止回阀应放在水平位置，此时不允许在阀盖上装放净阀。

当管线架在泵和电动机的上方时，为不影响起重设备吊装，管线要有足够的高度。

输送腐蚀性液体的管线不宜布置在原动设备的上方。

管廊下部管线的管底至地坪的净距离不应小于4m，，以满足检修要求。

当管线架在泵体上方时，管底距地面净空高度应不小于2.2m。

二、离心泵的进出口管道应该怎样配管螺杆泵、齿轮泵、柱塞泵等应设永久性过滤器，位于切断阀与泵进口之间；离心泵除特殊要求外，一般可不设永久性过滤器，但需设开车用临时过滤器。

离心泵或旋涡泵在泵出口与切断阀之间应设止回阀，直径与切断阀相同。

容积式泵通常不需设止回阀。

每台离心泵出口应装压力表，位于出口和第一个阀门之间的直管段上。

往复泵一般应在出口管道上设缓冲罐，使流量输出均匀，减少压力波动。

容积式泵应在出口和第一个阀门之间设安全阀，若泵自备，可不另设。

卧式离心泵壳体上应设放净阀立式离心泵就用不着了。

三、泵的吸入口管道流程1、管径离心泵入口管径应比进口直径达1-2级后相等；往复泵入口管径应比进口直径达1-3宗级后相等；总之，需要进行水利学计算，应满足泵必须的汽蚀余量的要求。

3 n6 Q7 `: [4 n, Y& O8 x$ k1 L; 2、管道的坡度若泵进出口管线可能从在气体，而吸液设备高于泵时，则进口管道由吸液设备坡向泵，坡度最小为1：6为宜。

3、切断阀为了便于维修和开车，应设置切断阀并尽可能的靠近泵入口，口径应与管径相同。

为了节约阀门的投资，当吸入管径比进口管径达两级时，可选用比进口管径大一级的阀门，但需要验算汽蚀余量。

若系统只有一台泵，切断阀压力等级应与进口管道相同，若有两台或两台以上泵时，则切断阀及他与泵之间的管件等级至少应为正常操作温度下最大出口压力的3/4。

4、过滤器小间隙泵，如：螺杆泵、齿轮泵、注塞泵等应设永久性过滤器。

每台装一个，位于切断阀与泵进口之间。

离心泵除物料脏或特殊要求外，一般不设永久性过滤器，但要求设开车用临时过滤器。

当口径大于或等于40时，也可设永久性过滤器，经常采用Y型过滤器，安装紧靠泵吸入管道切断阀的下游。

5、缓冲罐往复泵当汽蚀余量必能满足要求时，可在绷得进口管道上设置缓冲罐。

四、泵排除管道流程1、切断阀泵出口应设置切断阀，门的口径应与管径相同。

若管径比泵的出口管径竟大一级或大两级以上时，则阀门可比管径小一级。

对于进出口压差大于4.0Mpa的离心泵宜设串联的双切断阀。

2、止回阀容积式泵通常不设止回阀。

每台离心泵或漩涡泵在泵出口与切断阀之间应设置止回阀，直径与切断阀相同。

泵出口管线为分支时，宜在泵出口总线上设置止回阀。

对于进出口压差大于4.0Mpa的离心泵宜设串联的双切断阀。

3、泄压阀每台往复泵和转子泵出口与第一个阀门之间，应设置安全阀，若泵自备，则可不另设。

蒸汽往复泵出口一般不设泄压阀，但当泵失控时压力可能超过泵体虽能承受的压力或泵压力超过下游系统有较大影响时，应在泵出口处设置泄压阀。

其他类型泵若关闭出口阀压力可能增大会毁坏管道或设备时，应设置安全阀。

4、压力表每一台泵的出口应装压力表，位于泵和出口第一个法门之间的直段管线上。

5、缓冲罐在下列场合的往复泵的管道上需设缓冲罐：（1）为改善计量的正确性，需减少流量的脉冲幅度，对单缸或双缸单作用泵，在流量计上游应设缓冲罐，双缸双作用及三缸泵仅在进出口干管上设缓冲罐。

（2）为了减少高压管道振动，应设缓冲罐。

当P≥3.5Mpa时就需要与泵的设计者商榷是否安装缓冲罐。

（3）泵用于油压系统，为了防止液压脉动使系统操作不稳定，应设缓冲罐。

五、放空与放净管道1、放空除自行排气的泵外，均需设开车用放空管道。