通风冷凝泵系统的选择、设计与运行

在准备安装通风冷凝泵系统时，需要采取一系列工程步骤，并且必须考虑诸多问题。以下是安装高效蒸汽系统时应考虑的要点。

罐体安装

垂直安装

垂直安装能以较大的净安装空间换取较小的占地面积。立式罐便于调整泵的净正吸头（NPSH）。

水平安装

水平安装所要求的净安装空间较小，但占地面积较大。采用卧式罐，则泵的NPSH固定不变。

冷凝物体积与流量

冷凝物负荷可能来自多种蒸汽成分。进入冷凝罐的冷凝物量等于蒸汽总量，即所有设备加上将冷凝物排放到冷凝回流管道的终端蒸汽用户的消耗容量。

将磅/小时（pph）转换为加仑/分钟（gpm）可能较为有用；要做到这一点，可采用以下公式：

净正吸头（NPSH）

气蚀

当液态冷凝物进入离心泵叶轮中心时，会导致压力降低。如果冷凝物的绝对压力下降到流体的蒸气压力，则在流体中会出现闪蒸蒸汽气泡。这些闪蒸蒸汽气泡沿着叶轮的叶片在流体中流动；压力随之增加，导致气泡塌陷。气泡塌陷的现象被称为泵的气蚀。气蚀会产生巨大的噪声，像是在叶轮中混入了碎石，并会严重损坏泵的叶轮、轴和密封件。

NPSH本质上是对吸入压力的量度。具体地说，它是防止闪蒸蒸汽气泡的形成与塌陷所需的最小吸入压力。如前所述，当冷凝物流过叶轮时，系统压力会发生自然变化（Ps）。为了防止气蚀，Ps必须高于冷凝物蒸汽压力。

水平安装

水平安装所要求的净安装空间较小，但占地面积较大。采用卧式罐，则泵的NPSH固定不变。

NPSH的选择

在选择冷凝泵时，选择合适的净正吸头（NPSH）是十分重要的。普通泵仅适用于低于200oF的冷凝温度，而大多数工业应用中的冷凝物都会达到近212oF的大气饱和温度。如果没有合适的NPSH，泵可能在短时间内就会出现气蚀和损坏的迹象。

除了温度，对NPSH的选择还受高程、静压头以及容量的影响。冷凝泵是专门设计来处理低NPSH，防止气蚀，并能在较高温度下运行。

NPSH与泵的取向

要计算NPSH，请使用以下公式（所有单位均为英尺）：

NPSH＝大气压力＋吸入静压头－吸入管道中的摩擦损失－液体的蒸汽压力

入口连接尺寸

冷凝物进入冷凝罐的最大速度为4500 fpm。这样的速度可保证冷凝物与闪蒸蒸汽的分离，并可通过为冷凝罐入口管加装支管而获得进一步促进。如果冷凝管线尺寸选择适当，在到达罐入口之前，大多数闪蒸与冷凝物的分离将能在冷凝管线内完成。

出口尺寸

应采取预防措施确保罐体出口闪蒸汽速度不超过3000 fpm。出口速度可以采用以下公式计算：

流量单位：lb./h (PPH)

流速单位：cu. ft./lb

面积单位：sq. in.

保护视镜的选择

所有罐体上都安装了视镜，方便工厂人员查看罐内的冷凝液面。适当保护视镜以防热的冷凝液从罐体中泄漏是十分重要的。在大多数情况下，视镜应该比带轻质杆的玻璃管更坚固。

溢流管

适当的溢流系统对排空运行中的冷凝罐至关重要。如果冷凝罐即将过度灌注，就会引发一个“打嗝动作”，导致大量的冷凝物通过闪蒸蒸汽排放管道排出。这种反应是一种重大的安全风险，可能造成严重的设备损害和人身伤害。为了防止罐体过满，可通过回路管（也称为“德文回路”）排出罐中的冷凝液，并降低打嗝动作的风险。

图1：罐体左视图（德文回路）

吸入管

吸气管保持在罐体底部，将吸力延伸到底部水箱6-10英寸内。这确保了腐蚀效应不会影响到泵的吸入口中。安装在吸入管道上的过滤器也会造成NPSH的损失。

测量仪器与传感器安装

要确保压力表和温度传感器的正确安装；它们可以用来监测系统的性能并对任何故障发出警报。此外，还可以通过仪表和传感器收集数据进行分析，以跟踪压力和温度随时间变化的情况。

冷凝物回流

为了达到最佳效率，在工厂中安装冷凝物回流系统以便将冷凝物送回锅炉是至关重要的。这将降低水处理运行的成本，并提高系统的总产量。