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        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)

        2020-11-29 14:05:54傅振宇
        機電信息 2020年33期

        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)。

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