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管道离心泵

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管道离心泵是供输送清水及物理化学性质类似于清水的其它液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套使用，使用范围比较广泛。

基本内容

外文名：Pipeline centrifugal pump

行业：机械制造

材质：氟塑料合金、铸铁

中文名：管道离心泵

基本构造

管道离心泵由六部分组成的，分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。

1、叶轮

是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。

2、泵体

也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。

3、泵轴

泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。

4、轴承

是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂，加油要适当，一般为2/3～3/4的体积：太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂贱，太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！

5、密封环

又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。

6、填料函

主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！在运行600个小时左右就要对填料进行更换。

过流部件

离心泵的过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分。叶轮室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。叶轮按液体流出的方向分为三类：

（1）径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮。

（2）斜流式叶轮（混流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮。

（3）轴流式叶轮液体流动的方向与轴线平行的。

叶轮按吸入的方式分为二类：

（1） 单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）。

（2） 双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。

叶轮按盖板形式分为三类：

（1） 封闭式叶轮。

（2） 敞开式叶轮。

（3） 半开式叶轮。

其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。

工作原理

离心泵的工作原理是：离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水形成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。在此值得一提的是：离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！

离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式

1按叶轮吸入方式分：单吸式离心泵、双吸式离心泵。

2按叶轮数目分：单级离心泵、多级离心泵。

3按叶轮结构分：敞开式叶轮离心泵 半开式叶轮离心泵 封闭式叶轮离心泵。

4按工作压力分：低压离心泵 中压离心泵 高压离心泵边 立式离心泵。

性能曲线

水泵的性能参数如流量Q 扬程H 轴功率N 转速n效率η之间存在的一定的关系。他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线。

水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。

水泵性能曲线主要有三条曲线：流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—效率曲线。

A、流量—扬程特性曲线

它是离心泵的基本的性能曲线。比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线。比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。

B、流量—功率曲线

轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。这个功率主要消耗于机械损失上。此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。

C、流量—效率曲线

它的曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量的增大，效率也逐渐的增加，但增加到一定数值之后效率就下降了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区。

主要分类

管道离心泵主要系列产品有管道离心泵、立式热水泵、立式高温离心泵、立式管道化工泵、立式管道油泵、立式不锈钢防爆型化工离心泵。

主要应用

1. 管道离心泵，供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，使用温度T＜80℃。

2. 立式热水泵适用于冶金、化工、纺织、木材加工、造纸以及饭店、浴室、宾馆等锅炉高温热水增压循环输送以及城市住房采暖循环用泵，使用温度120℃以下。

3. 立式高温离心泵广泛用于：能源、冶金、化工、纺织、造纸以及饭店、浴室、宾馆等锅炉高温热水增压循环输送以及城市住房采暖循环用管道泵，使用温度240℃以下。

4. 立式管道化工泵，供输送不含固体颗粒，具有腐蚀性，粘度类似于水的液体，适用于石油、化工、冶金、电力、造纸、食品制药和合成纤维等部门，使用温度为-20℃ ~ 120℃。

注意事项

(1)安装的基座表面必须平整、清洁并能承受相应的载荷; (2)在需要固定的地方要使用地脚螺栓;

(3)对于垂直安装的泵，地脚螺栓必须有足够的强度;

(4)如果垂直安装，电机必须位于水泵上方;

(5)当固定在墙上时，要注意找正，对中。

产品特点

1、水力模型先进：效率高，性能范围广。

2、安装、维修方便：管道式安装、进出口能象阀门一样安装在管道的任何位置及任何方向，安装维修极为方便。

3、外形美观：采用优质不锈钢外套，外形美观。

4、更少的运行、维修费用：采用优质机械密封，耐磨损、无泄漏、使用寿命长，故障率低，具有更少的运行维修费用。

5、独特部件、降低噪音：独特的水力部件设计，良好的过流性能，最大地减少流动噪音。

6、立式结构，占地面积小。

气缚现象

当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或妨碍泵的正常操作。

叶轮形式

叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能主要增加静压能。叶轮一般有6~12片后弯叶片。叶轮有开式、半闭式和闭式三种，开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。有一个进水口的是单吸，可以从两面一起进水的为双吸。

安装技术

管道离心泵的安装技术关键在于确定离心泵安装高度即吸程。这个高度是指水源水面到离心泵叶轮中心线的垂直距离，它与允许吸上真空高度不能混为一谈，水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下、水温20℃情况下，进行试验而测定得的。它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值，否则，离心泵将会抽不上水来。另外，影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此，宜采用最短的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径的水管，以减管内流速。

应当指出，管道离心泵安装地点的高程和水温不同于试验条件时，如当地海拔300米以上或被抽水的水温超过20℃，则计算值要进行修正。即不同海拔高程处的大气压力和高于20℃水温时的饱和蒸汽压力。但是，水温为20℃以下时，饱和蒸汽压力可忽略不计。

从管道安装技术上，吸水管道要求有严格的密封性，不能漏气、漏水，否则将会破坏离心泵进水口处的真空度，使离心泵出水量减少，严重时甚至抽不上水来。因此，要认真地做好管道的接口工作，保证管道连接的施工质量。

基本故障

管道离心泵供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他液体(不含固体颗粒)，适用于工业 和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴 室等冷暖水循环增压及设备配套，是无污染水源输送的理想设备。

故障 产 生 原 因 排 除 方 法

1． 泵壳内有空气，灌泵工作没做好

2． 吸水管路及填料有漏气

3． 水泵转向不对

启动后管道离心泵不出水

1． 继续灌水或抽气

2． 堵塞漏气，适当压紧填料

3． 对换一对接线，改变转向

4． 检查电路，电压是否太低

5． 揭开泵盖，清除杂物

6． 清除杂物或修理

7． 核算吸水高度， 必要时降低安装 高度

8． 更换磨损零件

9． 加大吸水口淹没深度或采取防止 措施

10． 拆下清通

出水不足

1． 填料压得太死，泵轴弯曲，轴承 磨损

2． 多级泵中平衡孔堵塞或回水管堵

管道离心泵开

1． 松一点压盖，矫直泵轴，更换轴 承

2． 清除杂物，疏通回水管路

3． 调整靠背轮间隙

4． 检查电路， 向电力部门反映情况

5． 更换电动机，提高功率

6． 关水出水闸阀塞

3． 靠背轮间隙太小，运行中二轴相 顶

4． 电压太低

5． 实际液体的密度远大于设计液体 的密度

6． 流量太大，超过使用范围很多

1． 地脚螺栓松动或没填实

2． 安装不良，联轴器不同心或泵轴 弯曲

启 不动或 启动 后轴功率过大

1． 拧紧并填实地脚螺栓

2． 找正联轴器不同心度， 矫直或换 油

3． 降低吸水高度，减少水头损失

4． 更换轴承

5． 加固基础

6． 检查咬住部位

管道离心泵机

3． 水泵产生气蚀

4． 轴承损坏或磨损

5． 基础松软

6． 泵内有严重摩擦组振动和噪音

7． 出水管存留空气

8． 在存留空气处，安装排气阀

1． 轴承损坏

2． 轴承缺油或油太多(使用黄油时)

3． 油质不良，不干净 轴承发热

4． 轴弯曲或联轴承器没找正

5． 滑动轴承的甩油环不起作用

6． 叶轮平衡孔堵塞，使泵轴向力不 能平衡

7． 多级泵平衡轴向力装置失去作用

1． 转速高于额定转速

2． 水泵流量过大，扬程低 电动机过载

3． 电动机或水泵发生机械损坏

1． 填料压得太紧

2． 填料环装的位置不对 填料处发热， 漏 渗 水过少 或没 有

3． 水封管堵塞

4． 填料盒与轴不同心

1． 更换轴承

2． 按规定油面加油， 去掉多余黄油

3． 更换合格润滑油

4． 矫直或更换泵油，找正联轴器

5． 放正油环位置或更换油环

6． 清除平衡孔上堵塞的杂物

7． 检查回水管是否堵塞， 联轴器是 否相碰，平衡盘是否损坏

1． 检查电路及电动机

2． 关小闸阀

3． 检查电动机及水泵

1． 调整松紧度， 使滴水呈滴状连续 渗出

2． 调整填料环位置， 使它正好对准 水封管管口

3． 疏通水封管

4． 检修，改正不同心地方

卧式离心泵

卧式管道离心泵按照叶轮进液方式分为(IS系列)单级单吸离心泵单级双吸离心泵。

六大优点

运行平稳：泵轴的绝对同心度及叶轮优异的动静平衡，保证平稳运行，绝无振动。

滴水不漏：不同材质的硬质合金密封，保证了不同介质输送均无泄漏。

噪音低：两个低噪音轴承支撑下的水泵，运转平稳，除电机微弱声响，基本无噪音。

故障率低：结构简单合理，关键部分采用国际一流品质；配套，整机无故障工作时间大大提高。

维修方便：更换密封、轴承，简易方便。

占地更省：出口可向左、向右、向上三个方向，便于管道布置安装，节省空间。

振动分析

管道离心泵是供输送清水及物理化学性质类似于清水的其它液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套。国产大型管道离心泵在运行过程中，出现振动大、上下轴承经常发热、损坏，甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运行不稳定，影响正常供水，需要对其进行减振治理。

水泵振动原因

1、国产立式水泵28SLA-10是由卧式泵直接改造而成。电机底座与水泵底座之间垂直高度为4.3m，传动轴系重达3t。相对于卧式泵，它增加了一根长为3752mm直径为140mm的中间传动轴。在结构上，除了在中间传动轴上加装一个轴承外，未进行任何改造(如图1所示)。此四台水泵运行压力长期为0.7～0.85MPa。在扬程高、流量大的工况下，这样一个重心高，质量大的系统高速旋转，产生的离心力是很大的，会造成机组较大的振动。加上支架和水泵进出水方向连接刚度不够，导致水泵和各连接件有较大的位移。运行时水泵的位移导致上轴承受力状况改变，振动加大，因此容易发热。若矫正水泵位移，改善轴承受力条件，可降低系统的振动烈度。

2、水泵与传动轴之间为刚性连接。由于制造、安装原因，运行时泵轴与传动轴同心，造成水泵振动；电机、传动轴等其它震源产生的振动也直接传递给水泵，形成振动的叠加，进一步加大水泵振动。另外，这种刚性连接加大水泵上轴承所承受的外力，致使轴承易发热，影响到泵轴。

震动改造步骤

针对以上原因，我们采取了以下两个步骤进行改造。

1、加强管路刚度。考虑到对水泵进行加固比较困难，采取在水泵出口钢管焊接“加强筋”的办法。沿进出水方向，在水泵出口渐扩管与出水阀门之间的连接钢管两端法兰，用8条厚度为32mm、宽度为100mm的钢板进行焊接。增加钢管的刚度，减少变形量，抵抗水泵位移。经测量，加筋后，水泵A点的位移量降至0.35mm。

2、对传动系统进行改造。为减少电机、传动轴的振动向水泵传递，把水泵与传动轴之间的刚性连接改为弹性连接。使用GB4323-84弹性套柱销联轴器，最大补偿位移量为0.6mm，补偿角为1°30′。这样，电机、传动轴的振动可以通过弹性联轴器得到补偿，不会直接传递到水泵。

震动改造结果

改造后，经测量，水泵振动由改造前的振速4.3cm/s降低为1.48cm/s。根据振动烈度标准ISO2372-1974可以判定，水泵运行处于优秀区。同时，水泵运行平稳，上轴承只需正常维护，泵轴被磨损现象也没有了，说明改造是成功的。