如何延长离心泵的使用寿命

第 22卷第 4期 2002年 10月 大庆高等专科学校学报 JOURNAL OF DAQING COLLEGE Vo1．22 NO．4 October 2002 如何延长离心泵的使用寿命 刘晓光 (黑龙江黑化集团有限公司) 离心泵是化工生产中普遍使用的液体设备，因其使用范围广泛 ，故如何延长离心泵的使 用寿命就显得 比较重要。离心泵能够长周期稳定运行 ，既可以保证化工生产的连续性和稳定 性，也能减少经济损失和投入，从而降低产品的成本。 第一部分 离心泵简介 一 、离心泵的主要部件 1．旋转部件：叶轮、泵轴。 2．静止部件：泵壳 、填料函、轴承。 二 、离心 泵的工作原理 离心泵在启动前需要先向壳 内充满被输送的液体，启动后泵轴带动叶轮一起旋转，迫使 叶片间的液体旋转，液体在离心泵的作用下自叶轮中心轴甩向外周并获得了能量 ，使流向叶 轮外周的液体的静压强增高，流速增大可高达 15—25M／S。液体离开叶轮进入泵壳后，因壳 内流道逐渐扩大而液体减速，部分动能转化成静压能。于是 ，具有较高压强的液体从泵的排 除 口进 入排除管路 ，被输 送到所需 的场所 。 三 、离心 泵的基本 方程式 离心泵的基本方程式从理论上达了泵的压头与其结构、尺寸、转速及流量等因素之间 的关系 ，他是用于计算离心泵理论压头的基本公式 。 离心 泵的理 论压头是指在理 想状 况下离心泵可能达到 的最大压头 。所谓理想状 况就 是 ： 1．叶轮 为具 有无限多 叶片 ，且叶片厚度无 限薄的理 想叶轮 。 2．被输送的液体是理想液体。 离心泵 的基本方 程式写如下 ： Ht0o：(u2。一ul )／2g+ (wl 一w2 ／2g)+ (c2。--cl。)／2g Ht。。—— 理论压 头 ，M w——相对速度，M／S I： 扛 中 41 u—— 圆周速度 ，m／s C一绝 对速度 ，m／s G一重力加速度 ，m／s 四 、离 心泵的特性 曲线 1．实际生产中，离心泵的叶轮是有限的，且存在一定的厚度。而被输送的液体也有一定 的粘稠度 ，存在阻力，非理想液体。故使离心泵存在包括容积损失 ，机械损失和水力损失在离 的三项能量损失。故实际上离心泵的各项工作参数应是曲线关系。 2．离心泵的三条特性 曲线 (1)H—Q 曲线 表示泵的压头与流量关系 (2)N—Q 曲线 表示泵的轴功率与流量的关系 (3)T7一Q曲线 表示泵的效率与流量关系。 五 、离 心泵的气缚现象 离心泵启动时如果泵内存有空气 ，由于空气很低 ，旋转后产生的离心力小，同而叶轮中 心区所形成的低压不足以将贮槽 内的液体吸人泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。此种现 象称为气缚，表示离心泵天 自吸能力。 六 、离心 泵的气蚀现象 有离心泵的工作原理可 知 ，在离 心泵的叶轮 中心 附近形 成低压 区 ，这一压 强与泵的吸上 高度密切相关。当贮槽上方压强一定时，若泵吸人的附近压强越低 ，则吸上高度就越高。但 是吸人 口的低压是有限的，这是因为当叶片人 口附近压强等于或小于输送温度下液体的饱 和蒸汽压时，液体将在该处汽化并产生气泡，他随同液体从低压区流向高压区。气泡在高压 作用下迅速凝结成破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向厚气泡所占据的空间，在冲击点 处产生很高的压强，可高达几万 KPa，冲击频率可高达几万次之多。由于冲击作用使泵体震 动并产生噪音 ，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下 ，使材料表面疲劳 ，使用寿命缩短 ， 此种现象称为气蚀现象。气蚀发生时 ，由于产生大量的气泡，占据了液体流道的部分空间，导 致泵的流量 、压头及效率下降，气蚀严重时，泵则不能正常操作 。 七 、离心泵的允许 吸上高度 离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度 ，时指泵的吸人口与吸人贮槽液面间可允 许达到的最大垂直距离，以 Hg表示。显然，为避免气蚀现象 ，Hg必须受到限制。 八 、离心泵 的理论流 量方程 QT—CrIID2b2 QT—— 理论 流量 ，m3／s D2—— 叶轮外径 ，m B2—— 叶轮出 口宽度 ，m cr2——液体在叶轮处(出口)的液对速度的径向分量 ，m／s ～ ～～ 九 、离心泵的轴功率 ＼＼ N=Ne／n===HQPg L T。．．～ 。 ． ． N—— 轴功率 ，w 皿 ，卫 。 j Ne—— 有效 功率 ，w Q—— 泵 在输 送条件下流量 m3／s 42 H——泵在输送条件下压头，rn P—— 输送液体 的密度 ，m／s2 g—— 重力加 速度 ， 十 、离心泵 的压 头与流量关 系 由 于存 在 内能 损 失 (容 积损 失 、机 械损 失 、水力 损 失 )，故 实 际压 头 H 小 于理 论 压 头 HT。。实际流量 Q 小于理论流量 QT，故可绘制 图 Ⅲ 一 、 正确安装 第二部分 延长离心泵使用寿命的方法 (一 )选 型 根据被输送液体的种类、特点等，选择合适的泵型非常重要 ，选择既可以满足生产的需 要，也可使泵的使用寿命延长。 1．离 心泵的类 型 I．水泵(B型、D型、Sh型)凡是输送清水 以及物理、化学性质类似于水的清洁液体，都 可选用水泵 。 (1)B型水泵为单级单吸悬臂式离心水泵的代号，应用最为广泛。这种泵的原体和泵盖 都是用铸 铁铸成的 。全 系列扬程 范围为 8— 98m 流量范 围为 4．5--360m3／h (2)D型离心泵为多级泵。若所要求的压头较高而流量并不太大时，可选择这种多级泵。 在一根轴上串联多个叶轮，从一个叶轮流出的液体通过泵壳内的导轮，引导液体改变流向， 且将一部分动能转变为静压能 ，然后进入下一个叶轮的入口，因液体从几个叶轮中多次接受 能量 ，故可达 到较 高的压头 。D型离心泵 的叶轮级数一 般为 2— 9级 ，最多为 12级 ，全 系列扬 程范 围为 14— 351m，流量范 围为 10．8--850m3／h (3)Sh水泵是国产双吸泵的代号。若输送液体的流量较大而所需的压头并不高时，可采 用该泵 型 。由于双吸泵有两个 吸入 口，且 叶轮的宽度于直径之 比较 大 ，因此输液量较大 。这 种泵型全系列扬程范围为 9—140m，流量范围为 120--12500m3／h． Ⅱ．耐腐蚀泵 (F型) 当输送酸、碱等腐蚀型液体时应采用耐腐蚀泵，该泵主要特点与液体接触的泵部件用耐 腐蚀材料制成，各种材料制造的耐腐蚀泵的结构上基本相同，因此都采用 F这个字以于区 别。国产 F型泵采用许多材料制造，例如： 灰 口铸铁——材料代号为 H，用于输送浓硫酸。 高硅铸铁——材料代号为 G，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸。 聚三氟氯乙烯塑料—— 材料代号为 S，适用于输送 90度以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱 液 。 耐腐蚀泵的另一个特点是密封要求高。由于填料本身被腐蚀的问也难彻底解决 ，所以 F型泵多采用机械 密封装置 。 Ⅲ．油泵 (Y 型 ) 输送 石油产 品的泵称 为油 泵 ，油品 的特 点是易燃 ／易爆 ，因此对油 泵 的一个重要 要求 是 密封完善，当输送 200度以上的油品时，还要求对轴封装置和轴承等进行 良好的冷却 ，故这 些部件 常装 有冷却 水夹套 。 国产油泵的系列代号为 Y，有单吸和双吸，单吸和多吸(2—6级)油泵，全系列的扬程为 43 6O一 6O3m 流程 范围为 6．25—500m3／h IV．杂质泵 (P型) 杂质泵用于输送是浮液及稠厚的浆液等，其系列代号为 P，又细分为污水泵 Pw、砂泵 PS，泥浆泵 PN等。对这类泵的要求是 ：不宜被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特点是 叶轮流道宽，叶片数 目少 ，半闭式或开式叶轮。有些泵壳 内还衬以耐磨的铸钢护板。 (二 )选择正确安 装高度 根据公式 Hg—P0／eg—Pv／eg—Ah—Hfl，0—1 测量安装高度 。其 中： Hg一允许安装高度 PO一 吸入槽 液面上方压强 ，P0 Pv一操作温 度下液体饱和蒸 汽压 Pa P一输 送液体密度 g一重 力加速度 △H一气蚀余 量 Hfl，0—1一液体 流径吸入管路 的压 头损失 ，M (三 )安装时吸入管路要 比排除管路粗 根据离心泵的工作原理我们知道 ，一般离心泵要求吸入阻力小 ，为了减少阻力，防止抽 空 ，故要求入口管比出口管粗。 二 、正确 操作 (一 )减少气缚 离心泵启动时，先开入口阀，使泵内充满液体 ，减少或防止气缚。 (二 )减少 气蚀 由于实际需要，实际安装高度低于允许安装高度 ，可调节阀门的开度，调节流量的方法， 减少气蚀腐蚀 。 (三)停气时先关出口阀，后按电钮停泵时先管出口阀，泵不向外送液，处于空转减少负 荷，使泵停止时阻力减少 ，并逐渐停下来 ，防止一下停下来造成因惯性作用而产生的扭矩过 大，减少设备寿命。另外也能使泵停止时泵内充满液体 ，防止系统高压液体倒向入 口使泵倒 转 。 三 、正确维护及 时检修 1．润滑油 必须经三级过滤 ，并 经常给泵加 油 。 因为润滑油可降低磨擦，减少磨损，可带走热量冷却轴承，可在某些部位起密封作用，可 起到减振作用 ，还可起到防腐防尘保护作用。 2．及时检修 当泵出现故障时，应及时检修 ，保证备机不过夜，在检修时应按照检修程序进行，不能用 蛮力，更不能不负责任采取应付的态度。 总之，离心泵用途广泛且必不可少，需要我们对它的工作特点、安装要求、操作要求及维 护检修等要求有 基本的了解 ，这样才能延长离心泵的使用寿命 ，从而保护生产的连续 ，减少 材料 的消耗 ，节省人 力物力 。 (责任编辑 ：郝成 红) 44