農(nóng)用離心式水泵使用中應(yīng)注意的問題

石有奪

摘 要：為避免離心式水泵使用中的損壞，提醒用戶使用中要注意配套動(dòng)力、安裝高度、水管口徑等參數(shù)的選用，及如何避免汽蝕的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用水泵；離心泵；使用

中圖分類號(hào)：S277.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.07.037

農(nóng)用離心式水泵（簡稱離心泵），它是利用葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力來抽水的，其特點(diǎn)是揚(yáng)程高，流量小，使用可靠，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田抗旱灌溉工程中。如果與之匹配動(dòng)力不合理、使用不正確、維護(hù)保養(yǎng)不到位，會(huì)導(dǎo)致能源耗費(fèi)大，甚至燒機(jī)。為此，提醒用戶使用離心泵時(shí)注意下述問題。

1 配套動(dòng)力的確定

與水泵配套的動(dòng)力機(jī)最常見的是電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)。近年來，也有利用新能源的，如風(fēng)能、太陽能、生物能等，但使用尚不普遍。

（1）水泵與電動(dòng)機(jī)配套，電動(dòng)機(jī)功率的按下式計(jì)算

N配=K N軸/η傳=KγQH/1000η泵η傳（kW）

式中：η傳—傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)η傳=1，間接傳動(dòng)（皮帶輪等） η傳=0.95—0.98；γ—水的比重，y=1；Q—水泵流量（m3/s）；H—水泵揚(yáng)程（m）；η泵—水泵效率（%）；K—安全系數(shù)，N軸<5 kW時(shí)，K=1.3～2；N軸=5～10 kW時(shí)，K=1.3～1.5；N軸=10～50 kW時(shí)，K=1.1～1.15；N軸=50～100 kW時(shí)，K=1.05～1.1。

當(dāng)算出電動(dòng)機(jī)的功率N配后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與水泵轉(zhuǎn)速應(yīng)基本相等的原則（指直接連接時(shí)），參考電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品樣本，即可選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。

（2）泵與柴油機(jī)配套。水泵和柴油機(jī)配套多為皮帶間接傳動(dòng)。配套的柴油機(jī)功率N配可按下式計(jì)算

N配=kγQH/75η泵η傳×0.735（kW）

式中：K—安全系數(shù)，當(dāng)N軸=（5～10）×0.735 kW時(shí)，K=1.3～1.5；N軸=（10～50）×0.735 kW時(shí)，K=1.2～1.3；N軸=（50～100）×0.735 kW時(shí)，K=1.15～1.2。

根據(jù)N配在柴油機(jī)樣本中查出有效功率約等于或略大于N配的幾種型號(hào)，然后選擇實(shí)際工作范圍在柴油機(jī)的允許工作范圍內(nèi)，且耗油率最低的那種柴油機(jī)。

一般配套電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)等于水泵所需功率的1.0～1.3倍，配套柴油機(jī)或汽油機(jī)的功率應(yīng)等于水泵所需功率的1.3～1.5倍，過大則大馬拉小車，浪費(fèi)能量；過小則容易帶不動(dòng)或超負(fù)荷損壞動(dòng)力機(jī)。如果家里己有現(xiàn)成的動(dòng)力設(shè)備，應(yīng)根據(jù)己有動(dòng)力機(jī)的功率選擇離心泵的功率。

2 安裝高度的確定

離心泵的安裝位置指水泵軸線離吸水面的垂直高度（即泵的幾何安裝高度）。我們知道，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于101 kPa。所以即使離心泵的葉輪進(jìn)口處達(dá)到絕對(duì)真空，水沿進(jìn)水管最多只能上升到10.33 m。事實(shí)上，離心泵進(jìn)口處不可能達(dá)到絕對(duì)真空。另外，水流經(jīng)底閥、進(jìn)水管時(shí)伴有沿程、局部阻力損失，水在管路中流動(dòng)還須有速度水頭。因此，離心泵的吸水高度不可能達(dá)到10.33 m。泵的吸程因型號(hào)而異。幾何安裝高度（H）與允許吸上真空度（hk）、進(jìn)水管中的損失（hw）、速度水頭（hv）有以下關(guān)系：H= hk-（hw + hv）。所以，泵的幾何安裝高度要比允許吸上真空度小些。如果水泵安裝位置過高，超過允許吸上真空度，就會(huì)產(chǎn)生汽蝕，甚至抽不出水。

3 注意水管口徑的選配

很多使用者認(rèn)為用大口徑水泵配小水管可以提高實(shí)際揚(yáng)程，其實(shí)這一觀點(diǎn)不正確。水泵揚(yáng)程計(jì)算公式：H1=H-H2

式中：H1—實(shí)際揚(yáng)程；H—總揚(yáng)程；H2—損失揚(yáng)程。當(dāng)水泵型號(hào)確定后，H是一定的；H2主要來自于管路阻力，管徑越小顯然阻力越大，因而H2越大，所以減小管徑后，H1非但不能增加，反而會(huì)降低，導(dǎo)致水泵效率下降。同理，當(dāng)小管徑水泵用大水管抽水時(shí)，也不會(huì)降低H1，反而會(huì)因管路的阻力減小而減小了H2，使H1有所提高。也有使用者認(rèn)為小管徑水泵用大水管抽水時(shí)，必然會(huì)大大增加電機(jī)負(fù)荷，他們認(rèn)為管徑增大后，出水管里的水對(duì)水泵葉輪的壓力就大，因而會(huì)大大增加電機(jī)負(fù)荷。殊不知，液體壓強(qiáng)的大小只與揚(yáng)程高低有關(guān)，而與水管截面積大小無關(guān)。所以，只要揚(yáng)程一定，水泵的葉輪尺寸不變，無論管徑多大，作用在葉輪上的壓力都是一定的。只是管徑增大后，水流阻力會(huì)減小，而使流量有所增加，動(dòng)力消耗也有適當(dāng)增加。但只要在額定揚(yáng)程范圍內(nèi)，無論管徑如何增加，水泵都是可以正常工作的，并且還可以減小管路損耗，提高水泵效率。

4 避免汽蝕的產(chǎn)生

水泵工作時(shí)，若水泵進(jìn)口處的壓力小于液體的相應(yīng)汽化壓力時(shí)，液體開始汽化，產(chǎn)生氣泡。同時(shí)，溶解于水中的空氣將大量分離出來，產(chǎn)生大量的氣泡。這些氣泡隨水一起流入葉輪，在離心力作用下，氣泡又將消失，空氣再度溶于水中。在氣泡消失時(shí)，四周的水以很高的速度來補(bǔ)充而發(fā)生猛烈的碰撞，產(chǎn)生瞬間局部高壓。久而久之，葉片及其它液壓元件表面就會(huì)疲勞剝蝕。與此同時(shí)，還會(huì)伴隨很大的響聲和振動(dòng)，水泵流量減小，效率降低。這種現(xiàn)象就是汽蝕現(xiàn)象。水泵使用中應(yīng)盡量避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，一要注意轉(zhuǎn)速要平穩(wěn)，如果泵的轉(zhuǎn)速突然增高，泵進(jìn)口處真空度增高，易引起汽蝕發(fā)生；二要注意高山作業(yè)時(shí)水泵的安裝高度要降低，因高山上作業(yè)，大氣壓力低于正常值，如仍按標(biāo)牌規(guī)定的允許吸上真空度確定幾何安裝高度，就會(huì)發(fā)生汽蝕。

5 發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)排除

水泵運(yùn)行中要監(jiān)控其工作狀態(tài)，注意流量情況、機(jī)組運(yùn)行聲音、振動(dòng)情況、軸承溫度、儀表指示，及檢查潤滑油質(zhì)量，填料函的松緊等。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)一定要及時(shí)停機(jī)檢查，若流量小，要及時(shí)檢查水泵進(jìn)水底閥，看是否被雜草堵塞；滾動(dòng)軸承的溫升一般不允許超過40 ℃，表面溫度不允許超過70 ℃。如果高于此溫度，就說明滾動(dòng)軸承內(nèi)部出現(xiàn)毛病，必須停機(jī)檢查。解決不了時(shí)，再與離心泵經(jīng)銷商或生產(chǎn)廠家聯(lián)系，進(jìn)行返修或退換。未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的人員，不要自行拆卸修理。如較長時(shí)間停機(jī)，則需放空泵內(nèi)余水。