最小化的性能恶化设备的优劣是一个重要的因素泵水和能源行业的制造商和最终用户。实际上,液压损失是泵系统效率下降的主要原因——混合流泵效率下降9%,径向流泵效率下降20%。
流体处理设备可能会遇到多种问题,包括物理和机械损伤,以及普遍或局部的侵蚀和腐蚀。(背景阅读:了解泵的腐蚀和如何处理它)。这些问题与效率下降和业绩不佳有关,反过来又增加了运营成本。某些新涂层通过提高泵的性能,技术可以帮助控制这些损失。
表面更光滑,摩擦更小
在泵设备中,可以通过改变泵的表面光洁度来降低功耗和提高水力性能。泵效率的损失是由:
- 流体和壁之间产生的摩擦力
- 流体的加速和减速
- 流体流向的变化
泵壁越光滑,越多流体湍流将减少,从而减少了泵将流体通过液压通道所需的能量。
为了尽可能获得最佳性能,泵制造商寻求创造尽可能光滑的表面,以减少流体湍流。这可以通过抛光金属来实现,比如不锈钢.然而,这种方法非常耗时和昂贵。一个光滑的表面光洁度也可以通过应用erosion-corrosion泵壳和泵壳上的抗效率涂层叶轮.聚合物涂层专门设计用于提高流体处理系统的效率,保护金属免受侵蚀腐蚀的影响。(请注意,然而,聚合物材料是不耐腐蚀的,在文章中讨论过高分子材料的腐蚀)。
测试平滑度和效率
独特的性能,如自流平应用,疏水性液压平滑性使这些涂层成为泵液压通道内衬的理想候选材料。这种独特的涂层对水分子具有较低的电子亲和力,因此表面光滑有光泽。水或其他水溶液很容易滑过涂层表面。
平滑程度如下面的图1所示。为了提高泵、管道、阀门和其他流体处理设备的效率而设计的高性能涂层(Belzona 1341 Supermetalglide)的表面状况是抛光不锈钢的15倍。
图1所示。抛光不锈钢与Belzona 1341表面光洁度比较。
由于表面更光滑,减少了流动阻力和摩擦时,可提高泵的水力性能。图2为单级端吸式离心泵吸出分支为250mm,涂上Belzona 1341前后的性能曲线。
图2所示。新型泵涂敷Belzona 1341前后的性能曲线。
该测试由英国国家工程实验室(n.e.l)执行。该泵在无涂层状态下以1300转/分的转速运行,最初发现其排量为875米3.26.5米水头/h,整体效率峰值为83.5%(综合效率定义为输出的水力与轴处输入的机械功率之比)。
对Belzona 1341涂层泵的测试表明,峰值效率最高提高了6%,在工作点功耗降低了5.1千瓦时。假设每年运行周期为5,000小时,在此期间节省的电力将达25,500千瓦时。
案例研究:水高程植物
2013年,葡萄牙的一家高水位工厂正在寻找提高水力效率的解决方案。选择该装置的原因是其能耗和成本较高,年耗水量为1.7 GWh/年,推进水量为1.2 Mm3./年记录。
图1。泵叶轮锈蚀前修补和表面处理。
客户正在寻找一种可靠的长期解决方案,以恢复损坏的泵,同时减少叶轮和蜗壳的内耗,以提高水力效率。内部泵涂层的选择,以最大限度地提高水流,减少能源消耗和内部穿,并尽量减少未来的维护操作。
图2。泵叶轮维修和涂装。
泵被拆卸,所有的内部表面喷砂去除之前的涂层,使基材的洁净度至少达到sa2,5和a表面轮廓至少75 μ。然后对其表面进行清洁和检查,以确保其没有灰尘和其他颗粒。
图3。泵在应用程序。
遮盖区域,应用环氧糊级复合金属修复(Belzona 1111超级金属)。使用产品自带的涂抹器,使用环氧材料重建因腐蚀而损坏的区域,重建原始表面轮廓。这种无溶剂复合材料会产生腐蚀生产耐磨表面。
图4。应用Belzona 1341 Supermetalglide。
两个小时内在涂料在窗口,用刷子涂第一层聚合物(Belzona 1341 Supermetalglide),然后涂第二层,以获得总数干膜厚度500µ。之所以指定这种涂层是因为它可以防止设备的侵蚀和长期腐蚀,同时提供光滑的表面,帮助提高泵的效率。
图3所示。能源消耗的比较。
图4所示。功耗千瓦/ m3.这取决于流程。
结果
在葡萄牙的高程工厂,在对泵进行涂层和改变水高程规划后,主要结果是:
- 非繁忙时间的耗电量减少12.5%,由44.9%减至39.3%
- 能耗降低14.9% (kW/m)3.),八个月录得147,247千瓦时
- 成本降低20.3%
- ROI: 4个月免维护运行
世界各地的许多泵制造商已经测量了类似的结果,对使用这些涂层解决方案保护的工业设备的反馈表明,它可能实现比新泵更大的回报性能。