淺談化工用離心泵的機(jī)械完整性和應(yīng)用

趙海瑞 王德恒 王可 辛庚嘉

摘要：在石油化工和化學(xué)工業(yè)中，離心泵這三個字對大家來說并不陌生，它作為一種流體機(jī)械用來傳輸液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量，將化工原料制成半成品和成品投入使用，應(yīng)用十分廣泛。目前，隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求，如何最大程度的加強(qiáng)離心泵的機(jī)械密封性并將其投入實(shí)際生產(chǎn)成了大家的關(guān)注焦點(diǎn)。本文通過對化工用離心泵的構(gòu)造，完好標(biāo)準(zhǔn)以及其工作原理的分析，簡單介紹了離心泵機(jī)械密封的重要性，并站在現(xiàn)在技術(shù)基礎(chǔ)上對離心泵在化工領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展前景進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：離心泵?化工機(jī)械 完好標(biāo)準(zhǔn)?泵的應(yīng)用

1.泵的概況及構(gòu)造

1.1泵的定義

泵是一種用來輸送液體或使液體增壓的機(jī)械，它通過能量轉(zhuǎn)換，將原動機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體從而使得使液體能量增加。在實(shí)際生活中泵主要用來輸送水、油、酸、堿、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。

1.2離心泵的工作原理

泵在工貿(mào)企業(yè)被廣泛應(yīng)用，品種規(guī)格繁多。對它的分類方法也各不相同，按其工作原理可以分為三大類：葉片式水泵，容積式水泵，其他類型水泵。在我廠生產(chǎn)中大部分使用的是單級雙吸式離心泵，是葉片泵的一種，由于這種泵的工作是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時葉片撥動液體旋轉(zhuǎn)，使液體獲得離心力而完成水泵的輸水過程所以這種泵稱為離心泵。

1.3離心泵的基本構(gòu)造

離心泵的基本構(gòu)造是由九部分組成，分別是：葉輪，泵體，泵蓋，擋水圈，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函，軸向力平衡裝置。葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高輸出力大。泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機(jī)相連接，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。密封環(huán)又稱減漏環(huán)。填料函主要由填料，填料環(huán)組成，確保泵體內(nèi)介質(zhì)的密封，始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管注水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。

2.化工離心泵機(jī)械完整標(biāo)準(zhǔn)

2.1離心泵主要部件的完整性

葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機(jī)相連接，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。

2.2離心泵密封組件的完整性

密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運(yùn)行。

3.機(jī)械密封的完整結(jié)構(gòu)和功用

3.1機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)

機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)軸用的接觸式密封，它的完整性對于離心泵的工作效果起著至關(guān)重要的作用，從結(jié)構(gòu)上來說，他是通過流體介質(zhì)以及彈性元件的作用，兩個垂直于軸心線的密封端面緊貼著相對旋轉(zhuǎn)，在離心泵內(nèi)形成一個真空的狀態(tài)，從而達(dá)到密封的標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的原理簡單，但是制作中要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)還得依賴先進(jìn)的技術(shù)，現(xiàn)在國內(nèi)對離心泵的機(jī)械密封性要求越來越嚴(yán)格，相應(yīng)的對于密封性研究的程度也越來越深。

3.2機(jī)械密封失效分析

離心泵停機(jī)主要原因就是機(jī)械密封的失效。其泄漏原因主要兩種，一是動靜環(huán)密封面的泄漏，原因主要是制作的時候端面平面度和粗糙度未達(dá)到要求。二是補(bǔ)償環(huán)密封圈泄漏，具體表現(xiàn)在四個方面：壓蓋變形，預(yù)緊力不均勻;安裝不正確;密封圈質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn);密封圈選型不對。另外，安裝不到位，方式不正確，端面間有顆粒物也是原因之一。實(shí)際使用效果顯示，如果安裝時密封面間隙過大，沖洗液來不及帶走摩擦副產(chǎn)生的熱量，或是沖洗液從密封面間隙中漏走，都會造成端面過熱而零件損壞，從而引起密封失效。

4.離心泵的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢

4.1 離心泵在工業(yè)中的應(yīng)用

在石油化工和化學(xué)工業(yè)流程中，離心泵是最常用的流體機(jī)械。目前應(yīng)用較多主要有四種形式的離心泵。一是高速離心泵，它主要應(yīng)用與煉油，石油化工以及化學(xué)工業(yè)中，其結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，已漸漸成為離心泵的一個重要發(fā)展趨勢。二是大功率離心泵，主要為適應(yīng)大流量以及高壓的生產(chǎn)壞境。三是低空化余量離心泵，主要優(yōu)勢在于抗空化性能好，空化余量低。四是高入口壓力離心泵，跟第二種大功率離心泵一樣，雖然在設(shè)計過程中機(jī)械密封可靠性問題比較復(fù)雜，但是卻能很好的滿足生產(chǎn)工藝的要求。

4.2離心泵在化工業(yè)的發(fā)展趨勢

無論是水利工程，農(nóng)業(yè)，化工業(yè)還是航空業(yè)，離心泵都發(fā)揮了越來越重要的作用，生產(chǎn)的要求促進(jìn)了設(shè)計的創(chuàng)新，怎樣提高離心泵的技術(shù)設(shè)計成了刻不容緩的問題。從一定程度上講，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域我國離心泵的綜合技術(shù)水平與國外相比相差無幾，但是在創(chuàng)新技術(shù)設(shè)計方面還存在一定的差距。傳統(tǒng)的化工用離心泵設(shè)計周期長，整個設(shè)計要經(jīng)過多次的重復(fù)，相對成本大幅度增加。這幾年，研究者通過虛擬技術(shù)以及CFD技術(shù)在離心泵中的優(yōu)化應(yīng)用，取得了很好的成效[6]。我們可以看到，離心泵正在一步一步向精準(zhǔn)化，高效化，低成本化，人性化直觀化發(fā)展，在不久的將來，可靠性更高，通用性更強(qiáng)的離心泵將會成為我國化工業(yè)發(fā)展大潮中的一顆璀璨明星！

總結(jié)

綜上所述，離心泵已經(jīng)在我國的化學(xué)工業(yè)發(fā)展中起到了不可磨滅的作用，如若把水網(wǎng)當(dāng)做人身的血管系統(tǒng)，那么離心泵就是押送血液的心臟。但是，根據(jù)我國的現(xiàn)狀，離心泵的設(shè)計創(chuàng)新技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我們在充分利用離心泵的優(yōu)勢大力發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的同時，還要培養(yǎng)專業(yè)的人才，創(chuàng)新新型的技術(shù)，只有這樣才能更好的迎合國家的發(fā)展，更好的順應(yīng)發(fā)展的潮流！

參考文獻(xiàn)：

[1]譚天恩：化工原理[M]，高等教育出版社，北京，2009。

[2]丁成偉：離心泵與軸流泵[M]，甘肅工業(yè)大學(xué)出版社，蘭州，2010。