淺談離心泵的結(jié)構(gòu)原理、常見故障處理及日常使用維護保養(yǎng)

郭 磊 傅振宇

（中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇無錫214431）

0 引言

船上所需要輸送的燃油、滑油、污水、淡水、飲水等各種液體都要靠泵浦來提供動力。據(jù)資料統(tǒng)計，一艘柴油機貨船，需要36～50臺各種類型的泵，其數(shù)量占全船機械數(shù)量的20%～30%，能耗占全船總能耗的5%～15%，造價為全船設(shè)備費用的4%～8%。離心泵因結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、流量范圍很大而得到廣泛應(yīng)用。

1 離心泵的一般結(jié)構(gòu)

1.1 葉輪

葉輪的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)化為被輸送液體的動能使之流動的部件，分為閉式、半開式、開式三種。

閉式：葉輪前后皆有蓋板。

半開式：只有后蓋板。

開式：只有葉瓣和部分后蓋板。

特點：（1）閉式葉輪工作時液體漏失少，效率較高。（2）半開式和開式液體易漏失，可用于含有固體顆?；蛘扯容^高的液體。

1.2 泵殼

泵殼的作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便通過葉輪將液體吸入或壓出。泵殼多做成蝸殼狀，所以又稱之為“蝸殼”。因為流道逐漸變大，故從葉輪四周甩出的高速液體會產(chǎn)生減速現(xiàn)象，使部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能和動能。泵殼不僅是容器，同時也是能量轉(zhuǎn)化裝置。

1.3 密封環(huán)

密封環(huán)又叫做“阻漏環(huán)”或“口環(huán)”，常用銅合金制成。裝密封環(huán)是為了減少離心泵排出的液體從葉輪和泵殼之間漏回吸口處，從而造成流量和揚程的損失。因此，在泵殼和葉輪之間裝設(shè)密封環(huán)，在保證間隙的同時使其維持較高的容積效率。安裝在葉輪上的密封環(huán)稱為“動環(huán)”，安裝在泵殼上的稱為“靜環(huán)”，船用離心泵通常只裝有靜環(huán)。

1.4 軸封

軸封裝于泵軸伸出泵殼處，用來阻止排出的液體從此處泄漏或防止空氣進入泵殼內(nèi)部。離心泵的軸封主要有填料軸封和機械軸封兩種類型。

2 離心泵的工作原理及性能影響因素

2.1 工作原理

原動機帶動離心泵高速旋轉(zhuǎn)，預(yù)先充滿在泵中的液體受到葉片的推壓，隨著葉輪高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，使液體從葉輪中心向四周甩出，在葉輪中心形成低壓區(qū)，液體在吸入液面壓力的作用下被吸入。甩出的液體，壓力和速度都增大了很多，蝸殼將它們平穩(wěn)匯聚并導(dǎo)向擴壓管，這時液體流速降低，大部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能，然后進入排出管，周而復(fù)始，實現(xiàn)連續(xù)吸排液體。

2.2 性能影響因素

離心泵的揚程方程：

式中：u2為葉輪出口液體的圓周速度；c2r為葉輪出口液體的絕對速度的徑向分速度；β2為葉輪的葉片出口角；g為重力加速度。

式中：D為葉輪直徑；n為葉輪轉(zhuǎn)速。

式中：Qt為理論流量；B為葉輪寬度；Ψ為排擠系數(shù)（0.75～0.95）。

將式（2）（3）代入式（1）中，得出以下結(jié)論：

（1）離心泵所能產(chǎn)生的揚程主要取決于葉輪直徑和轉(zhuǎn)速。

（2）離心泵的揚程隨流量變化而變化，并與葉片出口角有關(guān)。

（3）離心泵的理論揚程與所排送流體的性質(zhì)無關(guān)。

（4）離心泵沒有自吸能力。

3 常見故障處理

3.1 泵不吸水

故障分析：（1）吸入口處有雜物導(dǎo)致吸入管堵塞或吸口閥未打開。（2）管路密封性差，導(dǎo)致漏氣。（3）軸封損壞，從軸封處吸入空氣。

解決方法：（1）排除雜物，疏通吸入管；打開吸入閥。（2）檢查管路，對管路進行分段試壓，找到漏點后進行堵漏。（3）更換軸封，壓緊填料密封。

3.2 泵不能啟動

故障分析：（1）原動機（電機）發(fā)生故障。（2）泵卡死。（3）填料函壓得太緊。（4）排出閥未關(guān)。

解決方法：

（1）檢查電源及原動機（電機）接線情況。（2）對泵軸進行盤車，確定泵無卡滯現(xiàn)象發(fā)生。（3）放松填料函。（4）關(guān)閉進出口閥，封閉后再次啟動。

3.3 泵不排液

故障分析：（1）泵體補水不足。（2）泵的轉(zhuǎn)向異常。（3）濾網(wǎng)、吸入管堵塞。（4）吸入高度太高，或吸入口供液不足，造成吸入真空。

解決方法：（1）再次對泵進行補水，直到可以從壓力表考克放出水為止。（2）再次確定泵的轉(zhuǎn)向（檢查電機接線）。（3）清洗濾網(wǎng)，疏通吸入管。（4）調(diào)整吸入口管線高于泵的入口，調(diào)整泵的上部供液系統(tǒng)，保證介質(zhì)供應(yīng)充分。

3.4 泵排液后中斷

故障分析：（1）吸入管路發(fā)生漏氣。（2）補水時，泵吸入側(cè)的空氣沒有完全排除。（3）吸口處吸入異物堵塞管路。（4）液艙抽空。

解決方法：（1）檢查吸口前管路法蘭密封情況和管路有無沙眼。（2）再次對泵進行補水，直到可以從壓力表考克放出水為止。（3）檢查吸入管路是否堵塞。（4）測量液艙液位，檢驗液艙是否已經(jīng)抽空。

3.5 泵震動或噪聲超標

故障分析：（1）起固定作用的地腳螺栓松動，或焊接部位斷裂。（2）葉輪損壞或泵殼內(nèi)部有異物。

解決方法：（1）對地腳螺栓進行緊固，對斷裂部位進行補焊。（2）拆卸泵體檢查葉輪是否損壞、是否需要更換，去除泵殼內(nèi)的異物。

3.6 軸承過熱

故障分析：（1）泵軸與原動機（電機）裝配的同軸度不符合裝配工藝標準。（2）軸承與軸肩不平行。（3）軸承缺少滑油，滑油變質(zhì)。

解決方法：（1）重新調(diào)整泵軸與原動機（電機）之間的同軸度，直至符合標準。（2）調(diào)整軸承與軸肩的平行度。（3）對軸承加注滑油、更換滑油。

4 使用維護保養(yǎng)要點

（1）啟動前對泵體周圍的雜物進行清除，確保周圍無雜物，同時檢查原動機（電機）的情況是否正常。

（2）啟動時，關(guān)閉出口閥，減小啟動電流對電網(wǎng)的沖擊。

（3）運轉(zhuǎn)時，確保電流和進口真空度、出口壓力等參數(shù)正常，可以在儀表上做出記號，作為參考。

（4）定期給軸承加注滑油，保證軸承潤滑效果。

（5）定期檢查校正軸承、聯(lián)軸節(jié)同軸度，檢查泵軸，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

（6）定期對長期停用的泵進行盤車，防止長時間不用導(dǎo)致泵軸卡滯。

5 結(jié)語

本文對離心泵的結(jié)構(gòu)功能、工作原理及性能影響因素、常見故障處理以及維護保養(yǎng)要點結(jié)合個人觀點進行了簡單的介紹和梳理，希望對船舶工作人員的實際工作能有所幫助。其中，常見故障的處理是筆者結(jié)合自身的實際工作經(jīng)驗總結(jié)出的一般性方法，不足之處敬請批評指正。隨著離心泵進一步發(fā)展與愈加廣泛應(yīng)用，今后還會遇到更多新的問題，在此希望廣大的相關(guān)工作人員能夠通過論文相互交流，互相借鑒學(xué)習(xí)，不斷提高自身能力素質(zhì)。