樊雪琪

（陽泉閥門股份有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

水泵性能試驗分為開式試驗與閉式試驗。陽泉閥門股份有限公司（簡稱“公司”）生產(chǎn)的多級離心水泵通常采用開式試驗。其安裝操作方便、適應性強、散熱好、溫升易控制、造價低，但汽蝕試驗重復性差，試驗精度較低。

1 多級離心泵性能試驗準備工作

1）根據(jù)所試驗泵的型號，確定所需儀表儀器以及配套電機。需要用到的儀器儀表有轉速表、測振儀、聲級計、瓦特表、精密電流互感器、流量計、紅外測溫儀、精密壓力表、量筒、電子秒表、水銀真空計、水銀壓差計、鋼板尺等。根據(jù)所試驗泵的參數(shù)，確定合適的試驗用配套電機。

2）水泵和配套電機在試驗前必須緊固在合適的試驗平臺上。首先根據(jù)所試驗多級泵的進出口直徑，以及其與配套電機的總體積、總重量，選擇合適的試驗平臺。泵與電機放置好后，用柱銷聯(lián)軸器與電機連接。用墊片調整泵與電機高度，確保電機與水泵同軸，且二者之間應有3～5 mm的間隙。調整好泵與電機后，用螺栓、壓板等將泵和電機緊固在試驗平臺上，以保證試驗過程中不因泵的振動而產(chǎn)生位移。

3）將泵與試驗用進出水管路連接緊固。將多級泵進、出口法蘭與選定的試驗平臺吸入管和吐出管法蘭用螺栓螺母緊固好。吸入管內徑盡量與水泵進口法蘭內徑相同。插入水池中的管路管徑在300 mm以下的，其長度不小于1.5 m；管徑在300 mm以上的，其長度至少在2～5 m，以防止水中產(chǎn)生旋渦。吸入管與水池底部有1.0～1.5 m的距離，與水池四壁的距離也應有1 m左右。在試驗用吸入管路上安裝壓力表和水銀壓差計。水銀壓差計用來檢測水泵吸程數(shù)值。在吐出管路上安裝流量計、流量調節(jié)閥以及吐水管。吐水管不允許插入水池中與水池液面接觸，以免影響液體中氣體的排出。

4）根據(jù)試驗功率，選擇合適的電路與電機連接。電機的接線方式通常為三角形連接。確定電流互感器、單相瓦特表等儀器儀表安裝到位。

2 水泵性能試驗項目及其測量方法

2.1 確定試驗項目

關閉出口閥門，起動電機，打開泵進口真空表，泵出口壓力表，接通電氣監(jiān)測、監(jiān)控儀器儀表，在極短時間內確認電機和水泵達到正常轉速時，逐漸打開泵的出口閥門，直至水泵正常上水，管路正常出水，觀察電機不過載，打開管路系統(tǒng)的壓力表、流量計，注意觀察系統(tǒng)運行狀況。當確認水泵、電機及其系統(tǒng)均在安全、平穩(wěn)、溫升正常、高效、經(jīng)濟的狀態(tài)下運行時，開始水泵試驗，并按要求做好試驗數(shù)據(jù)記錄。

2.2 測量方法

2.2.1 小流量點測試

調整進口閥，當電磁流量計值達到設計的小流量值并穩(wěn)定下來，讀取泵出口壓力表值，并用鋼板尺量取水銀差壓計數(shù)值。讀數(shù)盡量在同一時間內進行，以保證數(shù)據(jù)準確性。

此時，當變壓器電壓值達到380 V或其他要求電壓值，分別讀取兩塊瓦特表數(shù)值并記錄。瓦特表讀數(shù)是用來計算泵軸功率的。也可以用電流互感器測出即時電流，和系統(tǒng)電壓一起計算出泵的軸功率。

轉速測量直接測量法和間接測量法。公司一般采用直接測量法中的非接觸式轉速表，通過光接觸直接顯示測量數(shù)值。

在測量水泵振動時，應在水泵和電機的不同規(guī)定位置測取至少7個值。每個測點都要在3個互相垂直的方向進行振動測量。

2.2.2 規(guī)定點流量性能測試

規(guī)定點流量性能測試與小流量性能測試相同。噪聲檢測需在水泵設計點流量下進行測量，電機側取3個點，水泵側取5個點，根據(jù)泵的噪聲評價方法，來評價泵的噪聲等級。

2.2.3 大流量點測試

大流量點測試與小流量點測試方法相同，此時調整進口閥到系統(tǒng)流量達到規(guī)定的大流量值。

這些測試過程持續(xù)20 min左右，這時可以檢測水泵軸承溫度。用紅外測溫儀首先讀取環(huán)境溫度，然后在水泵軸承的泵側、電機側等位置測幾個值，將最高溫度記錄下來。水泵軸承溫度不得高于環(huán)境溫度35℃，直接溫度最高不應超過75℃。

在水泵試驗過程中，要隨時檢查軸封的密封、潤滑、溫升及水封水的流量、壓力狀況，并注意填料密封的泄漏量是否超出規(guī)定值。

3 汽蝕性能試驗

多級泵跟其他離心泵出廠試驗一樣，一般不做汽蝕性能試驗。如果是新開發(fā)產(chǎn)品或者水力性能做過重大改進的水泵，則可能會要求做汽蝕性能試驗。汽蝕試驗通常在做完其他性能試驗之后做。

公司一般采用關小進口閥的方法測試汽蝕余量。將多級離心泵的流量調節(jié)到規(guī)定的小流量點，流量穩(wěn)定后開始調節(jié)泵進口閥，使流量緩慢降低。流量下降一定值，就在流量保持不變的前提下，測量泵進、出口壓力及電流、兩塊瓦特表值并記錄。當出口壓力值突然發(fā)生劇烈下降，泵產(chǎn)生異常振動，水泵上水不正常，同時聽到水泵發(fā)出異常的噪聲，說明水泵已經(jīng)發(fā)生汽蝕。用這時測得的水泵出口壓力值和進口壓力值，帶入特定公式，即可計算得到小流量點的臨界汽蝕余量。測得汽蝕試驗有關數(shù)據(jù)后，立即打開進口閥門，水泵進入非汽蝕狀態(tài)。

設計點和大流量點的汽蝕余量同樣使用減小流量的測量方法。每次汽蝕余量測試完成后，都必須放掉管路系統(tǒng)中的氣體，這樣下一次測試時流量才能穩(wěn)定到規(guī)定值。應盡量縮短水泵產(chǎn)生汽蝕后的運行時間，以免泵過流件因汽蝕而損壞。

3.1 采集好各測試數(shù)據(jù)，及時停泵

泵的停車可依次關閉出口閥門、真空表，切斷電源，關閉壓力表。在泵停穩(wěn)后，最后關閉進口閥門。注意不允許在預先關閉或控制進口閥門的情況下停泵。

3.2 根據(jù)性能試驗數(shù)據(jù)，利用性能試驗計算公式，計算泵的流量、揚程、功率、效率等性能參數(shù)

目前市場上有水泵全性能自動測試系統(tǒng)，也有單獨的汽蝕余量自動測試系統(tǒng)，其原理與人工測試完全相同，不同的是通過集成數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)控制模塊自動、快速、準確地測試水泵性能。自動測試系統(tǒng)省去了人工測量、讀取數(shù)據(jù)及測量后的人工計算，可以避免人為的失誤。其缺點是一旦自動測試系統(tǒng)某一個程序或某一個元件出錯，水泵測試工作立即陷入癱瘓。自動測試系統(tǒng)帶來便利的同時，也形成測試人員對其的強烈依賴。人工測試有自動測試系統(tǒng)所沒有的機動性、靈活性，也更為節(jié)能。

3.3 水泵性能測試實例

表1為公司生產(chǎn)的某多級離心泵試驗數(shù)據(jù)，表1中出口壓力由壓力表直接讀出，吸程由水銀差壓計讀出數(shù)值后，將毫米汞柱換算成水柱。流量由電磁流量計讀出，記錄實時轉速，換算為設計轉速下的流量。揚程和軸功率均由公式計算得到。

表1 某多級離心泵試驗數(shù)據(jù)

經(jīng)過性能測試判定不合格的水泵，可酌情返修后進行二次測試。多級泵由于其使用壓力較大，且多使用填料密封，用填料壓蓋壓緊。如果填料過緊，試驗約10 min后就可能填料發(fā)燒甚至軸抱死而不能運轉。如果填料過松，漏水嚴重，則會影響水泵性能。試泵過程中若發(fā)生這些情況，需停泵重新調整填料壓蓋螺栓。

為平衡軸向力，多級泵設計有平衡水管、平衡盤、平衡環(huán)等零件。這些平衡設施如果加工精度不夠或安裝不到位或有漏水現(xiàn)象，也會影響水泵性能。平衡盤偏磨導致的，更換平衡盤，水泵性能完全達到設計值。

4 結語

水泵的性能試驗是保證水泵獲得滿意的性能參數(shù)的主要手段之一。高效、節(jié)能、環(huán)保的水泵新品的研發(fā)，也離不開水泵性能試驗提供有力的數(shù)據(jù)支持。