問：設計過程泵的管道系統時應考慮什么？

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2013年8月29日
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答：許多管道規格都有尺寸規則，以幫助選擇最佳的管道直徑。尺寸規則可以基于在管道中達到設計流速或每單位管道長度的特定壓降的最佳平均流體速度。管道尺寸調整規則通過以下方式進行權衡：

• 選擇較小的管道直徑以最大程度地降低建造成本

• 選擇大直徑的管道以最大程度地減少管道摩擦損失和泵送成本

最佳管道直徑的值基于管道成本與泵浦功率成本的比值。如果管道直徑低于最佳直徑，則可降低管道成本，但管道中的摩擦損失會增加，從而導致更高的泵送成本。如果管道直徑大于最佳直徑，則管道中的摩擦損失會減少，從而降低泵送成本，但會增加施工成本。

確定最佳管道直徑需要對工廠生命周期進行成本分析。如果現有系統的容量將來會增加，則應將為將來的負載確定管道尺寸的額外成本與以后在系統中添加并行管道以適應將來增加的容量的成本進行比較。泵系統設計元素之間的權衡會影響初始成本和生命周期成本。許多生命周期成本直接取決于管道系統的直徑和組件（例如初始成本，能源成本和維護成本）。

系統中的大部分壓力損失是由閥門引起的，尤其是節氣門調節裝置中的控制閥。在具有多個泵的系統中，將泵的工作量分配到各個泵之間，這些泵與管道系統一起并與管道系統一起提供所需的流量。

根據以下因素選擇管道直徑：

• 整體安裝的經濟性（泵和系統）

• 應用所需的最低流速（避免沉淀）

• 應用所需的最小內徑（適用于固體處理）

• 最大流速，最大程度減少管道和配件的腐蝕

• 工廠標準管徑

減小管道直徑會產生以下影響：

• 管道和組件的初始成本通常會降低。

• 泵的初始成本由于流量損失的增加而增加，因此需要更高的揚程泵和更大的電動機。因此，供電系統的成本將增加。由于增加的摩擦損耗導致更高的功率使用，能源成本將增加。

圖5.1。與泵的尺寸有關的泵設備的主要成本構成

一些成本隨著管道尺寸的增加而增加，而其他成本則降低。因此，可以在使系統整個生命周期內最小化成本的基礎上找到最佳的管道尺寸（見圖5.1）。