淺析離心式水泵的安裝、使用和維護

楊洲 李士壯 詹東

摘 要：離心式水泵廣泛引用在電廠脫硫系統(tǒng)中，在漿液循環(huán)、灰水輸送、轉動機械密封降溫等各方面都起到舉足輕重的作用。因此離心式水泵無論是在安裝、使用還是維護，它的好壞，直接影響到電廠整個脫硫系統(tǒng)正常運行及經(jīng)濟效益。因此，本文針對離心式水泵分別從離心式水泵的組成、工作原理、安裝、故障分析及解決措施、水泵的使用、維護保養(yǎng)、水泵的汽蝕等各方面進行深入研究，為我廠離心式水泵正常運行打下堅實的基礎。

關鍵詞：離心式水泵;故障分析;解決措施;汽蝕

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.158

0 前言

在火力發(fā)電廠中，離心式水泵作為重要的液態(tài)介質輸送設備，其運行的穩(wěn)定性對電廠各系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要，本文將針對離心式水泵在安裝、使用和維護等方面技術要點進行簡要論述。

1 離心式水泵組成及工作原理

1.1 離心泵主要零部件組成

1.1.1 泵殼

脫硫系統(tǒng)所使用的大多數(shù)離心泵為單級泵，同時大多數(shù)單級泵的殼體都是蝸殼式的，一般從葉輪中甩出的液體經(jīng)過泵殼內(nèi)腔呈螺旋型液道最終引向泵出口。泵殼在泵工作過程中會承受全部的工作壓力及液體在工作過程中所有熱負荷。

1.1.2 葉輪

在離心泵工作過程中，葉輪通過對液體作功，而達到提高液體揚程的效果。在脫硫系統(tǒng)中使用的離心泵葉輪型式主要有閉式、開式、半開式三種。其中閉式葉輪在工作過程中效率較高，而開式葉輪效率相對較低。

1.1.3 密封環(huán)

為防止離心泵內(nèi)泄漏和外泄漏，在葉輪前后蓋板和泵殼上都鑲有耐磨材料制成的密封環(huán)，在平時工作中一旦發(fā)現(xiàn)密封環(huán)磨損，可以隨時更換。

1.1.4 軸和軸承

在泵軸承選型時，往往需要根據(jù)泵的大小來選用滾動軸承或滑動軸承。

1.1.5 軸封

為防止泵在工作過程中液體泄漏，往往在泵軸上套裝軸封，脫硫系統(tǒng)應用到的離心泵軸封一般有機械密封和填料密封兩種，一般在選取離心泵時都會選擇既能裝填料密封又能裝機械密封的離心式水泵。

1.2 離心泵的工作原理

離心泵在工作前，一般需要在泵體及吸入管路內(nèi)充滿液體已到達密封的效果。當電機轉動帶動泵殼內(nèi)液體高速旋轉時，泵殼內(nèi)的液體會在離心力的作用下，從葉輪中心直接被甩到了葉輪外緣，液體到達葉輪外緣的流速一般在15～25m/s，液體的動能也會響應增加。同時液體在泵殼內(nèi)，由于離心泵泵殼內(nèi)流道逐漸擴大，液體流速會相應的逐漸降低，這時液體的一部分動能就會轉變?yōu)殪o壓能，這時液體就會以較高的壓強沿排出口流出，形成高壓液體。當高壓液體流出時，葉輪中心處的液體由于被甩出，葉輪中心處就會形成一定的真空，而離心泵入口液面處的壓強比葉輪中心處的壓強高很多，因此，在壓差作用下，吸入管路的液體就會被吸入泵內(nèi)再次隨著葉輪旋轉排出。在需要輸送的液體吸入和排出過程中，全都是依靠離心力的作用，因此在平時工作中一旦葉輪損壞或卡死將極大影響離心泵正常工作[1]。

2 水泵的安裝

2.1 水泵安裝步驟及注意事項

在選擇離心泵的安裝位置時，首先必須滿足我們的泵能夠吸上如此高度的水，同時在安裝泵時，泵的基礎必須保持水平、穩(wěn)固，同時在安裝時一定要注意使電機的轉動方向與水泵的轉動方向一致，一旦發(fā)生反向，將無法吸入水分。一般電廠脫硫系統(tǒng)水泵和電機之間采用聯(lián)軸器連接，在安裝時一定要確保電機的中心軸線和水泵的軸心在同一直線上，以避免因不同心導致的泵產(chǎn)生劇烈振動及電機軸承的磨損。在泵試運前，一定要檢查水泵吸水管端必是否密封良好，同時在泵的吸入管及排出管安裝時盡量少的使用彎頭和閘閥，在打開灌引水閥門時，一定要保證灌引水充滿同時排盡管中的空氣，這樣當泵在運行時，管內(nèi)就不會有空氣聚集，在泵啟動過程中，同樣要求在泵的進水口處應有一定的淹沒深度來達到壓力和密封要求。

2.2 水泵的安裝位置

（1）在脫硫系統(tǒng)水泵安裝時，一定要選擇靠近漿液、灰水、工藝水及工業(yè)水管的地方，以此來減少對管道的使用，同時盡量減少接頭的使用，來進一步減少能量的損失。

（2）水泵安裝的垂直高度應選擇恰當，既不能安裝在當液體或漿液較多時能夠淹沒到的地方，又不能安裝在當液體較少，入口管無法伸到的地方。

（3）在安裝水泵的地方，電機及水泵的地基應堅固，同時離心泵工作環(huán)境應干燥，以免水泵在工作過程中發(fā)生劇烈震動及電機受潮進水無法正常工作。

2.3 水泵進、出水管的安裝

（1）進水管的下側必須有牢固固定的支撐，同時管路各接頭都應該進行應嚴格密封，以防漏氣影響水泵正常運行。

（2）在管路安裝過程中一定要注意彎頭不能直接連接在水泵上，因為彎頭處水流紊亂，必須在彎頭與水泵入口之間加裝一段長度約為管路直徑3倍的直管。

（3）在進水管安裝過程中要注意進水管的入口必須全部沉入灰漿池中，以防空氣進入，導致離心泵無法正常吸水。

3 離心泵常見故障分析及處理措施

脫硫系統(tǒng)應用離心泵雖然型號、大小不一樣，但故障及處理方法大體相同，概括起來，主要有以下幾個共同特點：

3.1 離心泵流量達不到要求

產(chǎn)生原因：吸水管存在漏氣的地方，進水口有異物，堵塞泵正常進水，吸水管入口進入灰漿池深度不夠，離心泵功率太低無法吸入漿液，泵的密封磨損，葉輪被漿液磨損嚴重、吸水高度遠遠超過了離心泵所允許最大吸水高度等。

處理方法：對吸水管漏氣點進行焊補等封堵措施;清理進水口處雜物減少堵塞;增加水深度以達到入口管管口入水深度大于進水管直徑的1.5倍的要求;提高電機電源電壓，以此來提高水泵的轉速，來達到增強水泵功率的效果;對于磨損的機封和葉輪，要及時更換;吸入高度達不到要求的我們需要降低進水口高度。

3.2 離心泵功率消耗過大，浪費嚴重

產(chǎn)生原因：水泵轉速遠遠超過了正常工作的轉速;水泵的中心與電機中心不在一個同心線上或兩個平面不平行導致泵無法正常工作;在水泵選型時，未綜合考慮水泵各種工況，導致最終確定的水泵揚程過大，導致浪費嚴重;水泵的入口端可能存在異物而堵塞正常漿液進入;電機軸承由于長時間工作可能存在磨損情況，導致電機無法正常轉動等。

處理方法：降低電機電壓，以達到降低水泵轉速的效果;調(diào)整電機的位置，使電機軸心與泵軸心同心;綜合考慮各項工作情況，選用合適的水泵;清理入口管處的雜物，防止堵塞;對于損壞的軸承進行更換。

3.3 泵體劇烈振動或產(chǎn)生噪音

產(chǎn)生原因：水泵安裝時，地基不牢或水泵安裝位置過高;電機軸承損壞導致無法正常轉動;水泵軸心與電機的軸心不同心等。

處理方法：安裝時固定牢固水泵同時進一步降低離心泵的安裝高度;對于軸承的損壞及時更換;調(diào)整電機位置，使兩軸中心處于一條中心線上。

3.4 傳動軸、電機軸承、泵殼過熱

產(chǎn)生原因：可能是軸承損壞、缺少潤滑油等。

處理方法：解體泵殼，查看軸承情況，若損壞及時更換，并及時添加潤滑油增加潤滑降低溫度。

3.5 水泵無法正常出水

產(chǎn)生原因及處理措施：離心泵在啟動之前未開灌引水門或灌引水不足，導致吸入管路、泵殼內(nèi)留有空氣;電機轉向與泵殼所留轉動方向不一致，方向相反;泵吸入管路漏氣導致密封不嚴;泵葉輪及吸入管內(nèi)有異物堵塞管路;裝置揚程高于泵的最大揚程;泵轉速不符;泵的葉輪間隙太大或者葉輪損壞;在泵運行過程中，葉輪密封環(huán)損壞嚴重。

處理措施：打開灌引水門，使離心泵中注滿液體以達到排除空氣的效果;維修或更換出入口閥門;調(diào)整電機轉向，使電機轉動方向與泵殼所示方向一致;消除泵進口管路的泄漏;拆卸葉輪并清除異物;在入口管處加裝濾網(wǎng)清除堵塞物同時加大管路的直徑;更換揚程高的泵;使轉速符合生產(chǎn)設計要求;更換新的密封環(huán)及磨損件。

3.6 機械密封問題

機械密封損壞是離心泵出現(xiàn)的最常見問題之一，主要原因有以下幾點：機封沖洗水沖洗壓力不足，從而導致機封不斷磨損最終損壞;與機封配合的泵軸發(fā)生了彎曲或磨損現(xiàn)象，導致機封在工作過程中受力不均勻，影響整個密封效果;泵體在工作中發(fā)生劇烈振動，導致機封密封面受到徑向作用力從而發(fā)生徑向位移，且徑向位移范圍超過允許標準值，從而導致離心泵泄漏;機封質量不過關，如存在機械密封密封面不平、尺寸偏差較大等質量問題導致的機封無法實現(xiàn)密封的作用;機封在安裝過程中，安裝標準不高，從而縮短機械密封的使用壽命。

處理措施：選擇合理的機封沖洗方案;定期檢查軸彎曲度，泵檢修后要對泵軸彎曲度及磨損情況進行再次檢查，對不符合標準的地方及時調(diào)整;分析振動發(fā)生的原因，以此來進一步降低泵的振動頻率;嚴格控制備品、備件質量，堅決杜絕存在質量問題的軸封安裝到離心泵上;在泵的機封安裝過程中，做好泵安裝質量標準控制，嚴格按標準進行安裝，安裝后對效果進行進一步觀察驗證。

4 水泵的使用

4.1 水泵的起動

水泵起動前應先打開灌引水門，使灌引水充滿整個泵殼及入口管內(nèi)，然后再次啟動離心泵，必要時需要連續(xù)啟動多次泵才能真正吸入漿液進行工作。

4.2 水泵的運行及停車

（1）水泵運行時注意事項。注意在泵正常運轉的過程中，時常用手去觸摸泵殼、油溫等看溫度是否過高;注意觀察離心泵在運動過程中是否發(fā)生劇烈聲響和振動，當發(fā)生振動過大或有劇烈聲響時，必須立刻停掉離心泵進行進一步檢查;同時一定要觀察進水口處有無異物堆積漂浮等情況，進水口是否全部沒入水中，進水管沒入水中深度是否達到要求;最后在運行過程中觀察進水管各接頭是否存在漏氣的情況。

（2）水泵的停車。離心式水泵在停車時，應首先慢慢關閉出水閥門，同時逐漸降低電機轉速，使離心泵處于輕載狀態(tài)，直到最后電機停止轉動，離心泵停止。

4.3 水泵使用的注意事項

（1）在起吊泵或電機時，禁止吊鉤直接掛在電纜上起吊電纜或者借用電纜起吊其他物品。

（2）電機電纜頭部嚴禁浸入液體中。

（3）所有電機、泵、管道的外殼均應可靠接地，以防止接地不牢發(fā)生觸電事故。

（4）在灰水輸送中過程中使用的水泵，在泵的周圍會堆積泥漿、雜物等，導致電機傳熱的速度降低，使電機內(nèi)部的溫度不斷上升，這種情況會不斷縮短定子的使用壽命或造成無故跳閘，所以在灰水液位抽吸至最低液位以后，一定要清除雜質。

5 水泵的維護和保養(yǎng)

（1）在平時水泵正常運行過程中要經(jīng)常清理水泵表面及內(nèi)部雜質及異物。

（2）用機油潤滑的，機油每使用1個月就要更換1次;如果采用黃油潤滑，每半年必須更換1次黃油。

（3）離心泵在冬季運行過程中，應注意對泵的外殼及管道等進行保溫以防凍裂。

可以預料，水泵在未來電廠生產(chǎn)中將發(fā)揮越來越重要的作用，熟練掌握有關水泵安裝、使用和維護的技能知識，有助于我們實踐技能的提高，作到學以致用，為自己將來的工作打好基礎。

參考文獻：

[1]吳峰，張磊，楊建軍.離心泵常見故障分析與處理[J].化工設計通訊，2018，44（06）：115-116.

[2]上海申寶電機相關技術資料[S].

[3]電機水泵網(wǎng)[DB/OL].

[4]新浪網(wǎng)相關網(wǎng)頁[DB/OL].

作者簡介：楊洲（1981-），男，山東濟寧人，大專，技師，從事火力發(fā)電廠除灰系統(tǒng)及脫硫系統(tǒng)相關設備檢修工作。