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(zhuǎn)動(dòng)機(jī)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(wú)論是在安裝、使用還是維護(hù)，它的好壞，直接影響到電廠整個(gè)脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文針對(duì)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(hù)保養(yǎng)、水泵的汽蝕等各方面進(jìn)行深入研究，為我廠離心式水泵正常運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)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(zhì)輸送設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)電廠各系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，本文將針對(duì)離心式水泵在安裝、使用和維護(hù)等方面技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)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(jí)泵，同時(shí)大多數(shù)單級(jí)泵的殼體都是蝸殼式的，一般從葉輪中甩出的液體經(jīng)過(guò)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(guò)程中會(huì)承受全部的工作壓力及液體在工作過(guò)程中所有熱負(fù)荷。

1.1.2 葉輪

在離心泵工作過(guò)程中，葉輪通過(guò)對(duì)液體作功，而達(dá)到提高液體揚(yáng)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(kāi)式、半開(kāi)式三種。其中閉式葉輪在工作過(guò)程中效率較高，而開(kāi)式葉輪效率相對(duì)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(shí)工作中一旦發(fā)現(xiàn)密封環(huán)磨損，可以隨時(shí)更換。

1.1.4 軸和軸承

在泵軸承選型時(shí)，往往需要根據(jù)泵的大小來(lái)選用滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。

1.1.5 軸封

為防止泵在工作過(guò)程中液體泄漏，往往在泵軸上套裝軸封，脫硫系統(tǒng)應(yīng)用到的離心泵軸封一般有機(jī)械密封和填料密封兩種，一般在選取離心泵時(shí)都會(huì)選擇既能裝填料密封又能裝機(jī)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(dá)密封的效果。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)泵殼內(nèi)液體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵殼內(nèi)的液體會(huì)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(dá)葉輪外緣的流速一般在15～25m/s，液體的動(dòng)能也會(huì)響應(yīng)增加。同時(shí)液體在泵殼內(nèi)，由于離心泵泵殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大，液體流速會(huì)相應(yīng)的逐漸降低，這時(shí)液體的一部分動(dòng)能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，這時(shí)液體就會(huì)以較高的壓強(qiáng)沿排出口流出，形成高壓液體。當(dāng)高壓液體流出時(shí)，葉輪中心處的液體由于被甩出，葉輪中心處就會(huì)形成一定的真空，而離心泵入口液面處的壓強(qiáng)比葉輪中心處的壓強(qiáng)高很多，因此，在壓差作用下，吸入管路的液體就會(huì)被吸入泵內(nèi)再次隨著葉輪旋轉(zhuǎn)排出。在需要輸送的液體吸入和排出過(guò)程中，全都是依靠離心力的作用，因此在平時(shí)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(xiàng)

在選擇離心泵的安裝位置時(shí)，首先必須滿足我們的泵能夠吸上如此高度的水，同時(shí)在安裝泵時(shí)，泵的基礎(chǔ)必須保持水平、穩(wěn)固，同時(shí)在安裝時(shí)一定要注意使電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，一旦發(fā)生反向，將無(wú)法吸入水分。一般電廠脫硫系統(tǒng)水泵和電機(jī)之間采用聯(lián)軸器連接，在安裝時(shí)一定要確保電機(jī)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(dǎo)致的泵產(chǎn)生劇烈振動(dòng)及電機(jī)軸承的磨損。在泵試運(yùn)前，一定要檢查水泵吸水管端必是否密封良好，同時(shí)在泵的吸入管及排出管安裝時(shí)盡量少的使用彎頭和閘閥，在打開(kāi)灌引水閥門(mén)時(shí)，一定要保證灌引水充滿同時(shí)排盡管中的空氣，這樣當(dāng)泵在運(yùn)行時(shí)，管內(nèi)就不會(huì)有空氣聚集，在泵啟動(dòng)過(guò)程中，同樣要求在泵的進(jìn)水口處應(yīng)有一定的淹沒(méi)深度來(lái)達(dá)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(shí)，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(lái)減少對(duì)管道的使用，同時(shí)盡量減少接頭的使用，來(lái)進(jìn)一步減少能量的損失。

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

（3）在安裝水泵的地方，電機(jī)及水泵的地基應(yīng)堅(jiān)固，同時(shí)離心泵工作環(huán)境應(yīng)干燥，以免水泵在工作過(guò)程中發(fā)生劇烈震動(dòng)及電機(jī)受潮進(jìn)水無(wú)法正常工作。

2.3 水泵進(jìn)、出水管的安裝

（1）進(jìn)水管的下側(cè)必須有牢固固定的支撐，同時(shí)管路各接頭都應(yīng)該進(jìn)行應(yīng)嚴(yán)格密封，以防漏氣影響水泵正常運(yùn)行。

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

（3）在進(jìn)水管安裝過(guò)程中要注意進(jìn)水管的入口必須全部沉入灰漿池中，以防空氣進(jìn)入，導(dǎo)致離心泵無(wú)法正常吸水。

3 離心泵常見(jiàn)故障分析及處理措施

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

3.1 離心泵流量達(dá)不到要求

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

處理方法：對(duì)吸水管漏氣點(diǎn)進(jìn)行焊補(bǔ)等封堵措施;清理進(jìn)水口處雜物減少堵塞;增加水深度以達(dá)到入口管管口入水深度大于進(jìn)水管直徑的1.5倍的要求;提高電機(jī)電源電壓，以此來(lái)提高水泵的轉(zhuǎn)速，來(lái)達(dá)到增強(qiáng)水泵功率的效果;對(duì)于磨損的機(jī)封和葉輪，要及時(shí)更換;吸入高度達(dá)不到要求的我們需要降低進(jìn)水口高度。

3.2 離心泵功率消耗過(guò)大，浪費(fèi)嚴(yán)重

產(chǎn)生原因：水泵轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正常工作的轉(zhuǎn)速;水泵的中心與電機(jī)中心不在一個(gè)同心線上或兩個(gè)平面不平行導(dǎo)致泵無(wú)法正常工作;在水泵選型時(shí)，未綜合考慮水泵各種工況，導(dǎo)致最終確定的水泵揚(yáng)程過(guò)大，導(dǎo)致浪費(fèi)嚴(yán)重;水泵的入口端可能存在異物而堵塞正常漿液進(jìn)入;電機(jī)軸承由于長(zhǎng)時(shí)間工作可能存在磨損情況，導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)等。

處理方法：降低電機(jī)電壓，以達(dá)到降低水泵轉(zhuǎn)速的效果;調(diào)整電機(jī)的位置，使電機(jī)軸心與泵軸心同心;綜合考慮各項(xiàng)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(duì)于損壞的軸承進(jìn)行更換。

3.3 泵體劇烈振動(dòng)或產(chǎn)生噪音

產(chǎn)生原因：水泵安裝時(shí)，地基不牢或水泵安裝位置過(guò)高;電機(jī)軸承損壞導(dǎo)致無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng);水泵軸心與電機(jī)的軸心不同心等。

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

3.4 傳動(dòng)軸、電機(jī)軸承、泵殼過(guò)熱

產(chǎn)生原因：可能是軸承損壞、缺少潤(rùn)滑油等。

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

3.5 水泵無(wú)法正常出水

產(chǎn)生原因及處理措施：離心泵在啟動(dòng)之前未開(kāi)灌引水門(mén)或灌引水不足，導(dǎo)致吸入管路、泵殼內(nèi)留有空氣;電機(jī)轉(zhuǎn)向與泵殼所留轉(zhuǎn)動(dòng)方向不一致，方向相反;泵吸入管路漏氣導(dǎo)致密封不嚴(yán);泵葉輪及吸入管內(nèi)有異物堵塞管路;裝置揚(yáng)程高于泵的最大揚(yáng)程;泵轉(zhuǎn)速不符;泵的葉輪間隙太大或者葉輪損壞;在泵運(yùn)行過(guò)程中，葉輪密封環(huán)損壞嚴(yán)重。

處理措施：打開(kāi)灌引水門(mén)，使離心泵中注滿液體以達(dá)到排除空氣的效果;維修或更換出入口閥門(mén);調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)向，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與泵殼所示方向一致;消除泵進(jìn)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(shí)加大管路的直徑;更換揚(yáng)程高的泵;使轉(zhuǎn)速符合生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求;更換新的密封環(huán)及磨損件。

3.6 機(jī)械密封問(wèn)題

機(jī)械密封損壞是離心泵出現(xiàn)的最常見(jiàn)問(wèn)題之一，主要原因有以下幾點(diǎn)：機(jī)封沖洗水沖洗壓力不足，從而導(dǎo)致機(jī)封不斷磨損最終損壞;與機(jī)封配合的泵軸發(fā)生了彎曲或磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)封在工作過(guò)程中受力不均勻，影響整個(gè)密封效果;泵體在工作中發(fā)生劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)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(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致離心泵泄漏;機(jī)封質(zhì)量不過(guò)關(guān)，如存在機(jī)械密封密封面不平、尺寸偏差較大等質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的機(jī)封無(wú)法實(shí)現(xiàn)密封的作用;機(jī)封在安裝過(guò)程中，安裝標(biāo)準(zhǔn)不高，從而縮短機(jī)械密封的使用壽命。

處理措施：選擇合理的機(jī)封沖洗方案;定期檢查軸彎曲度，泵檢修后要對(duì)泵軸彎曲度及磨損情況進(jìn)行再次檢查，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方及時(shí)調(diào)整;分析振動(dòng)發(fā)生的原因，以此來(lái)進(jìn)一步降低泵的振動(dòng)頻率;嚴(yán)格控制備品、備件質(zhì)量，堅(jiān)決杜絕存在質(zhì)量問(wèn)題的軸封安裝到離心泵上;在泵的機(jī)封安裝過(guò)程中，做好泵安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，安裝后對(duì)效果進(jìn)行進(jìn)一步觀察驗(yàn)證。

4 水泵的使用

4.1 水泵的起動(dòng)

水泵起動(dòng)前應(yīng)先打開(kāi)灌引水門(mén)，使灌引水充滿整個(gè)泵殼及入口管內(nèi)，然后再次啟動(dòng)離心泵，必要時(shí)需要連續(xù)啟動(dòng)多次泵才能真正吸入漿液進(jìn)行工作。

4.2 水泵的運(yùn)行及停車(chē)

（1）水泵運(yùn)行時(shí)注意事項(xiàng)。注意在泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，時(shí)常用手去觸摸泵殼、油溫等看溫度是否過(guò)高;注意觀察離心泵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否發(fā)生劇烈聲響和振動(dòng)，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)過(guò)大或有劇烈聲響時(shí)，必須立刻停掉離心泵進(jìn)行進(jìn)一步檢查;同時(shí)一定要觀察進(jìn)水口處有無(wú)異物堆積漂浮等情況，進(jìn)水口是否全部沒(méi)入水中，進(jìn)水管沒(méi)入水中深度是否達(dá)到要求;最后在運(yùn)行過(guò)程中觀察進(jìn)水管各接頭是否存在漏氣的情況。

（2）水泵的停車(chē)。離心式水泵在停車(chē)時(shí)，應(yīng)首先慢慢關(guān)閉出水閥門(mén)，同時(shí)逐漸降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，使離心泵處于輕載狀態(tài)，直到最后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，離心泵停止。

4.3 水泵使用的注意事項(xiàng)

（1）在起吊泵或電機(jī)時(shí)，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(jī)電纜頭部嚴(yán)禁浸入液體中。

（3）所有電機(jī)、泵、管道的外殼均應(yīng)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(guò)程中使用的水泵，在泵的周?chē)鷷?huì)堆積泥漿、雜物等，導(dǎo)致電機(jī)傳熱的速度降低，使電機(jī)內(nèi)部的溫度不斷上升，這種情況會(huì)不斷縮短定子的使用壽命或造成無(wú)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(zhì)。

5 水泵的維護(hù)和保養(yǎng)

（1）在平時(shí)水泵正常運(yùn)行過(guò)程中要經(jīng)常清理水泵表面及內(nèi)部雜質(zhì)及異物。

（2）用機(jī)油潤(rùn)滑的，機(jī)油每使用1個(gè)月就要更換1次;如果采用黃油潤(rùn)滑，每半年必須更換1次黃油。

（3）離心泵在冬季運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)泵的外殼及管道等進(jìn)行保溫以防凍裂。

可以預(yù)料，水泵在未來(lái)電廠生產(chǎn)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，熟練掌握有關(guān)水泵安裝、使用和維護(hù)的技能知識(shí)，有助于我們實(shí)踐技能的提高，作到學(xué)以致用，為自己將來(lái)的工作打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]上海申寶電機(jī)相關(guān)技術(shù)資料[S].

[3]電機(jī)水泵網(wǎng)[DB/OL].

[4]新浪網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)頁(yè)[DB/OL].

作者簡(jiǎn)介：楊洲（1981-），男，山東濟(jì)寧人，大專(zhuān)，技師，從事火力發(fā)電廠除灰系統(tǒng)及脫硫系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備檢修工作。