离心泵流量不足的原因及提高措施

  • 投稿周楷
  • 更新时间2015-09-06
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赵玲

(中卫市中宁县红寺堡扬水管理处宁夏中宁751200)

【摘要】在过程工业生产中有很多介质是液体,它们的输送是靠泵来完成;离心泵是泵中应用最为广泛的,随着过程工业的不断发展,对离心泵的性能要求不断增加。离心泵做为输送液体物料的一种机械,对连续性较强的化工生产中尤为重要。因此,就需要有很多输送高温介质及高扬程的离心泵。而离心泵运转过程中,难免会出现各种各样的故障。因而,如何提高泵运转的可靠性、寿命及效率,以及对发生的故障现象、原因及时准确的判断处理,是保证生产平稳运行的重要手段。

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关键词 离心泵;流量不足;原因;措施

1. 离心泵的工作原理

离心泵主要由叶轮、轴、轴封及密封环等组成。一般离心泵启泵前泵壳要灌满液体,当原动机带动泵轴和叶轮旋转时,液体一方面随叶轮作圆周运动,一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外周抛出,液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体经蜗壳道排液口时,部分速度能将转变成静压力能。在液体自叶轮抛出时,叶轮中心部分造成低压区,与吸入液面的压力形成压力差,于是液体不断地被吸入,并以一定的压力排出。

2. 产生流量不足问题的原因分析

根据离心泵的原理特点,结合我厂离心泵多年的实际运行经验,我们对影响离心泵流量不足的诸多因素进行了分析:

2.1进出口管路损失大

当离心泵沿一条管路输送一定流量的液体时,就要求泵提供一定的动能用于提高液体的位置以便输送,克服管路前后两端的压力差和克服液体没管路流动时的各种摩擦阻力损失。因此管路超长或角度太多其损失越大,则流量就越小。

2.2管路与泵体密封不严

管路密封和泵体机械密封不严有漏气时就会降低真空度,减小泵的流量。叶轮内的液体被抛出后叶轮中心处形成真空,泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通,另一端则浸没在输送的液体内,在液面压力与泵内压力的压差作用之下,液体便经吸入管路进入泵内。若管路和泵体有漏气,将会造成压差变小,流量也随着变小。

一旦吸水管破损或泵壳密封不好就会有空气进入泵体,从而导致水泵抽不上水。吸水管因长期潜在水下,管壁腐蚀出现孔洞,水泵工作后水面不断下降,当这些孔洞露出水面后,空气就从孔洞进入吸水管,出现这种情况就要更换或修补吸水管。

由于泵轴转动而泵壳固定不动,在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙,为避免泵内高压液体沿间隙漏出,或防止外界空气从相反方向进入泵内,必须设置轴封装置,离心泵的轴封装置常见的是填料函轴封,其中装入软填料。水泵的填料因长期使用已经磨损或压得过松,造成大量的水从填料与泵轴轴套的间隙喷出,致使外部的空气就从这些间隙进入水泵的内部,这种情况的处理方法是更换填料。

2.3泵吸程过高

从理论上讲,在一个大气压下,吸程应该是10.34 m。这是在海平面海拔高程而言,一般用户地区都要超过海平面海拔高度,所以绝对吸上高度一定小于10.34 m。另一方面水泵不可能形成绝对的真空,而真空度越大越易造成水的气化,产生气蚀现象,不利于泵工作,所以水泵铭牌的允许吸上扬程都在3.50~8.20 m之间,这还包括吸水管的管路水头损失。遇到这种情况需要重新计算工作吸程,工作吸程必须小于铭牌额定吸程。很多人通常把前池水面与水泵中心线的高差作为工作吸程,但在实际运行中前池的水面总是浮动变化的,因此要预留一定的富余量。

在泵功率不变的情况下,水泵的吸程越大,则出水量就越小。根据离心泵的工作原理可知,当高速旋转的叶轮把液体甩向轮缘时,在叶轮入口处就形成了低压缓冲区。当叶轮入口处的液体压力降低到等于或低于液体在输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就会产生汽化,生成大量蒸汽泡。由于蒸汽的生成使得液体的密度大为减小,于是以液体实际体积表示的流量下降,出口压力下降,扬程降低,效率变小,严重时甚至完全不能输出液体。

2.4转速不足

水泵转速过低时就会出现扬程降低,流量变小。导致水泵转速过低的原因是多方面的,主要有以下几方面的原因。

2.4.1人为因素 有相当一部分操作人员因原配电机损坏,就随意配一台电机带动,如果新配电机转速、功率小于原电机,就会造成转速降低,水泵提不上水。

2.4.2水泵本身的机械故障 叶轮与泵轴紧固螺母松脱或泵轴变形弯曲,造成叶轮多移,直接与泵体摩擦,或轴承损坏,都有可能降低水泵的转速。若出现这种情况,在水泵运行时很容易从水泵的声音和震动上判断。

2.4.3电压过低 有的泵站没有单独的变压器,而是从已有的变压器架设低压线路供电,低压线路较长,电压降低幅度大,造成电压低,从而导致电机转速下降,不能正常上水。

2.5管路和泵体内有空气

管路和泵体内有空气,相当于管道内没有充满液体,便没有抽吸液体的能力,其原因是空气的比重比液体的比重小得多,叶轮带动空气旋转所产生的离心力不足以造成吸上液体所需的真空度,因此流量会大大降低,严重时会造成“气缚”,迫使泵体空转,停止吸液。

2.6设计问题

设计院在其泵的选型上一些设计参数有问题如:做功功率、汽蚀余量等参数上设计偏小、安全裕度低等。

3.预防方法

针对上述我们分析出的各种影响因素,我们也找出了想对应的预防或解决方法:

3.1努力降低离心泵的管路损失

在原始设计安装管路时选择大管路直径,管路弯度要大且距离要短,从而得到较大流量以尽力减小管路损失。

3.2消除管路和泵体的漏气现象

管路的连接方式要正确,选择正确的垫片(垫片的材质以及耐温耐压等级)、密封等,填料应定期检查,若密封的弹性消失应及时更换新的,要及时消除因盘根磨损严重形成的间隙。若盘根过紧会增大水泵轴的运转阻力,并增大磨损,易损坏水泵,过松则漏气而降低流量。

3.3设法降低离心水泵的吸程高度

应尽量将吸程降低便可得到较大的流量,从而提高工作效率。也可通过降低泵的安装高度加以解决。

3.4保持离心泵在额定转速下工作

离心水泵在工作中,要保持额定转速,才能保证水泵流量在标定范围内,但也不能随意提高转速而增加流量,否则会因超负荷而使水泵损坏。为防止水泵转速下降而降低流量,通常采用如下措施:用电动机拖动时,要注意电机在不三相电流平衡下运行,并要稳定电压;若用汽轮机拖动时,转速就保持在额定转速的±5%以内。

3.5及时排除管路和泵体内的空气

在水泵工作时,就及时排出蜗轮内的空气,消除气阻而恢复流量。方法如下:打开蜗轮体上部的放气丝堵,放净空气后再旋紧丝堵便可;也可以在启泵过程中先关闭出口阀,打开排气阀,直至空气排净后关闭排气阀,从而完成排除空气的过程。

3.6严把设计质量关

在原始设计时,甲方业主相关专业要根据工艺要求严审图纸,确定相关参数,以便提高设计的精确性。

4. 离心泵的日常维护

4.1开机前的准备。开机前必做的检查:先用手缓慢盘车,即慢转联轴器或皮带轮,观察泵转向是否正确、转动是否灵活、平稳;观察泵内是否有杂质,轴承运转是否正常;检查泵上所有螺丝是否紧固;检查机组周围有无妨碍运转的杂物;检查吸水管淹没深度是否足够;有出水阀门的要关闭,以减少启动负荷,并注意启动后应及时打开阀门。

4.2运行中的检查。检查各种仪表工作是否正常,压力表指针是否在要求范围内,温度是否正常,电流是否是额定值;检查水泵出水量是否正常,是否有漏水的部位;检查轴承温度;观察泵是否有异响或异常振动。

4.3停机及停机后的维护。停机前应先关闭出水阀,以防止泵内液体倒流损害泵机件。停机后应及时清理泵体及管路上的油渍,保持泵体及连接管路外表面的清洁;特别是冬季停机后,要立即将泵内液体放净,以防冻裂泵体及内部零件。

5. 结语

通过以上探讨,结合自身装置的特点,找出原因,并采取相应的预防措施来满足工艺长周期稳定运行。如果单台单级泵工作时出现流量不足的情况还可以将多台泵并联起来工作,以增大流量。