淺析離心泵站

趙壯

摘 要：泵站工程在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。我國西北高揚程泵站大多采用離心泵。隨著石油化工等工業(yè)的不斷發(fā)展，對離心泵的要求也不斷增加。離心泵做為輸送物料的一種轉(zhuǎn)動設(shè)備，對連續(xù)性較強的化工裝置生產(chǎn)尤為重要，需要很多要求輸送高溫介質(zhì)及高揚程的離心泵。而離心泵運轉(zhuǎn)過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。因而，如何提高泵運轉(zhuǎn)的可靠性、壽命及效率，以及對發(fā)生的故障及時準確的判斷處理，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運行的重要手段。

關(guān)鍵詞：離心泵;泵站 ;能耗

泵站工程在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。我國西北高揚程泵站大多采用離心泵。隨著石油化工等工業(yè)的不斷發(fā)展，對離心泵的要求也不斷增加。離心泵做為輸送物料的一種轉(zhuǎn)動設(shè)備，對連續(xù)性較強的化工裝置生產(chǎn)尤為重要。下面，不妨站在巨人的肩膀上來淺析一下離心泵站。

一、離心泵站的概念及特點

水泵是不能單獨工作的，它需要有動力機、傳動設(shè)備、管路系統(tǒng)和相應(yīng)的建筑物等配套。我們將能夠使水泵正常運行的這一總體工程設(shè)施稱為水泵站，常簡稱泵站。工作主泵為離心泵的泵站，多用于高揚程灌溉、加壓等。

離心泵的特點是：送液能力大，流量均勻，但產(chǎn)生的壓頭不高，且壓頭隨著流量的改變而變化。

二、離心泵的類型和選用

（一）離心泵的類型

按被輸送液體的性質(zhì)可分為：

1.水泵（B型、D型、sh型）用于輸送清水及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。

2.耐腐蝕泵（F型）用于輸送酸、堿等腐蝕性液體。

3.油泵（Y型）用于輸送石油產(chǎn)品。

（二）離心泵的選用

1.根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)及操作條件確定類型;

2.根據(jù)流量（一般由生產(chǎn)任務(wù)定）及計算管路中所需壓頭，確定泵的型號（從樣本或產(chǎn)品目錄中選?。?

3.若被輸送液體的粘度和密度與水相差較大時，應(yīng)核算泵的特性參數(shù)：流量、壓頭和軸功率。

選擇離心泵時，可能有幾種型號的泵同時滿足在最佳范圍內(nèi)操作這一要求，此時，可分別確定各泵的工作點，比較工作點上的效率，擇優(yōu)選取。

三、離心泵調(diào)節(jié)方式與能耗分析

離心泵的工作點是由泵的特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線共同決定的，因此，改變?nèi)魏我粋€的特性曲線都可以達到流量調(diào)節(jié)的目的。目前，離心泵的流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。由于各種調(diào)節(jié)方式的原理不同，除有自己的優(yōu)缺點外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求最佳、能耗最小、最節(jié)能的流量調(diào)節(jié)方式，必須全面地了解離心泵的流量調(diào)節(jié)方式與能耗之間的關(guān)系。

（一）泵流量調(diào)節(jié)的主要方式的比較

改變管路特性曲線，即改變離心泵流量最簡單的方法就是利用泵出口閥門的開度來控制，其實質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來改變泵的工作點。

改變離心泵特性曲線，是根據(jù)比例定律和切割定律，改變泵的轉(zhuǎn)速、改變泵結(jié)構(gòu)兩種方法都能改變離心泵的特性曲線，從而達到調(diào)節(jié)流量的目的。

泵的串、并連調(diào)節(jié)方式，是指當(dāng)單臺離心泵不能滿足輸送任務(wù)時，可以采用離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺相同型號的離心泵并聯(lián)，雖然壓頭變化不大，但加大了總的輸送流量，并聯(lián)泵的總效率與單臺泵的效率相同;離心泵串聯(lián)時總的壓頭增大，流量變化不大，串聯(lián)泵的總效率與單臺泵效率相同。

（二）不同調(diào)節(jié)方式下泵的能耗分析

閥門調(diào)節(jié)流量時的功耗：離心泵運行時，電動機輸入泵軸功率N為：N=vQH/η

式中N––軸功率，w;Q––泵的有效壓頭，m;H––泵的實際流量，m3/s;v––流體比重，N/m3;η––泵的效率。

變速調(diào)節(jié)流量時的功耗：在進行變速分析時因要用到離心泵的比例定律，根據(jù)其應(yīng)用條件，以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內(nèi)，且離心泵本身效率的變化不大。用電動機變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時，在工作點A3泵消耗的軸功率為：NA3=vQ2H3/η，同樣經(jīng)變換可得：NA3=vQ2H3+vQ2H3式中vQ2H3––實際有用功率，W;vQ2H3––離心泵損失的功率，W。

（三）結(jié)論

通過泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大時，變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效率也越大，即閥門調(diào)節(jié)損耗功率越大，但是，泵變速過大時又會造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實際應(yīng)用時應(yīng)該從多方面考慮，在二者之間綜合出最佳的流量調(diào)節(jié)方法。

四、離心泵常見故障分析與預(yù)防

離心泵做為輸送物料的一種轉(zhuǎn)動設(shè)備，對連續(xù)性較強的化工裝置生產(chǎn)尤為重要，需要很多要求輸送高溫介質(zhì)及高揚程的離心泵。而離心泵運轉(zhuǎn)過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。因而，如何提高泵運轉(zhuǎn)的可靠性、壽命及效率，以及對發(fā)生的故障及時準確的判斷處理，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運行的重要手段。

（一）常見故障

離心泵常見故障為泵不能啟動或啟動負荷大、泵不排液、泵排液后中斷、流量不足、揚程不夠、運行中功耗大、泵振動或異常聲響、軸承發(fā)熱、軸封發(fā)熱、轉(zhuǎn)子竄動大以及發(fā)生水擊。

（二）故障預(yù)防措施

故障預(yù)防措施有以下幾點：保證離心泵的潤滑良好;加強易損件的維護;流量變化平緩，一般不做快速大幅度調(diào)整;嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，杜絕違章操作和野蠻操作;做好狀態(tài)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時分析處理;定期清理泵入口過濾器。

離心泵的故障產(chǎn)生原因可能是多方面的，但絕大多數(shù)與技術(shù)管理水平、安裝、保養(yǎng)、操作人員的素質(zhì)及重視程度有關(guān)。若能充分重視，則能夠?qū)㈦x心泵的修理平均間隔時間延長，使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。

五、離心泵站的發(fā)展前景

據(jù)分析，到2020年，中國的離心泵進口額將達到驚人的50億美元，超過美國的49億美元成為世界上最大的離心泵進口國。

從現(xiàn)在看未來，調(diào)水工程泵站逐漸增多，泵站應(yīng)用范圍日益擴大，泵站規(guī)模在逐漸增大，泵站更加講究投資效益以及安全節(jié)能的要求也越來越高?？偠灾?，在泵站的不斷發(fā)展下，離心泵有一片廣闊的前景。

參考文獻：

[1]姜培正《過程流體機械》

[2]王福軍《水泵與水泵站》