離心泵(centrifugal pump)是一種使用旋轉(zhuǎn)葉輪來增加流體速度的旋轉(zhuǎn)動力泵,是過程工程中最常用的一種流體輸送機械。其具有結(jié)構(gòu)簡單、流量大而均勻操作方便等優(yōu)點,并且適用于輸送有腐蝕性、含懸浮物等性質(zhì)特殊的液體。
15世紀末,列奧那德·達·芬奇(Leonarder Da Vinci)提出了離心的概念,1705年帕潘(Oeris Papin)發(fā)明了第一臺適用于提升液體的泵,這也就是離心泵的雛形,1818年美國麻省泵廠開始制造離心泵。1831年布萊克·康耐克迪丘公司把第一臺立式半開葉輪離心泵投入市場。1851~1875年,帶有導葉的多級離心泵相繼發(fā)明,使發(fā)展高揚程離心泵成為可能。1905年蘇爾壽兄弟工廠開始了葉輪串聯(lián)的高壓泵的成批生產(chǎn)。20世紀初期離心泵與高速電動機直接連接,決定性地擴大了離心泵的使用范圍。20世紀40年代出現(xiàn)的適應于高比轉(zhuǎn)速和非常低揚程使用的軸流泵和混流泵,使得離心泵逐漸成為主導泵型。20世紀50年代中國開始仿蘇產(chǎn)品建造離心泵。
發(fā)展到現(xiàn)在,離心泵有很多類型,如按泵軸上葉輪個數(shù)的多少或級數(shù)可分為單級泵和多級泵,按吸入方式可分為單吸泵和雙吸泵,單吸泵液體從一側(cè)流入葉輪,存在軸向力;雙吸泵液體從兩側(cè)流入葉輪,不存在軸向力,泵的流量幾乎比單吸泵增加一倍,按泵軸安裝方向可分為臥式泵、立式泵和斜式泵,按是否需要充氣排水分為普通離心泵和自吸離心泵。不過,離心泵的類型雖然多,但由于其工作原理主要為通過葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力帶動流體的轉(zhuǎn)動,并以此來完成流體的輸送,所以它們一般都是由泵殼、葉輪、軸、吸入室、壓出室、密封裝置、平衡裝置及聯(lián)軸器等組成。離心泵主要被用于農(nóng)業(yè),石油化工,航天工程,船舶等多個領(lǐng)域之中,如今代表當今世界離心泵先進技術(shù)水平的公司有ITT公司,美國flowserve公司,德國KSB公司,意大利GARBARINO公司。
發(fā)展簡史
15 世紀末,列奧那德·達·芬奇(Leonarder Da Vinci)提出了離心的概念,
1705年,法國物理學家德尼斯·帕潘(Oeris Papin)發(fā)明了第一臺適用于提升液體的泵,也就是離心泵的雛形,帕潘的后繼者對泵的結(jié)構(gòu)作了一些改進,但是都無法回避當時離心泵最主要的缺點即從防泄漏的填料箱中吸入空氣從而使泵中斷抽吸。
1750年,著名數(shù)學家萊昂哈德·歐拉于對離心泵的流動進行了理論分析,該理論為離心泵的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
1818年,美國麻省泵廠開始制造離心泵。
1818年,在美國出現(xiàn)的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂的馬薩諸塞州泵其推動了離心泵的發(fā)展,使其更接近于現(xiàn)代離心泵。
1831年,布萊克·康耐克迪丘公司把第一臺立式半開葉輪離心泵投入市場。
1846年,美國人W·H·N·約翰遜設(shè)計出來世界上第一臺三級離心泵。
1849年,英國人了J·S·格溫設(shè)計了世界上第一臺多級泵,并在這一臺泵上進行了系統(tǒng)的研究,推動了離心泵的快速發(fā)展。
1850年,英國物理學家和工師J·湯姆遜采用導葉來提高離心泵的效率。這使得發(fā)展高揚程離心泵成為可能。
1852年,J·G·阿波德首次使用了扭曲葉片,使得離心泵的揚程在6米和流量為5.7每平方米一分鐘的情況下,效率達到了68%。但是直到19紀50代離心制造面的進展還只局限個別研究員的發(fā)明和微小革新。
19世紀中葉,由于土壤改良的要求和供水排水設(shè)備的發(fā)展使的設(shè)計逐步建立在科學研究的基礎(chǔ)上,促進了離心泵設(shè)計方面的一些缺點的解決,使得離心泵更加完善。
1879年,KSB公司,弗蘭肯塔爾工廠,制造了第一臺單機低壓離心泵
1887年,英國根據(jù)奧斯保爾·雷諾的專利,建造了多級帶導葉的離心泵。
1890年,瑞典蘇爾壽兄弟公司進行了第一次關(guān)于離心泵的科學實驗研究。同年,各泵廠為了爭取離心泵生產(chǎn)方面的領(lǐng)先地位展開了激烈競爭,這也促進了離心泵一些設(shè)計方面缺點的設(shè)計優(yōu)化。
1904年,KSB公司提供了鍋爐給水用高壓離心泵的系列。
1905年,蘇爾壽兄弟工廠開始了葉輪串聯(lián)的高壓泵的成批生產(chǎn)。離心泵的發(fā)展和使用范圍擴大的轉(zhuǎn)折點是驅(qū)動電動機的應用。將離心泵與高電動機直接連接,決定性地擴大了離心泵的使用范圍。
20世紀50年代,中國開始仿制蘇聯(lián)離心泵。
20世紀80年代末一90年代初,中國利用國外先進技術(shù)改造了離心泵并從可靠性和效率等方面均優(yōu)于國際技術(shù)。
2012年,江蘇大學研制出來世界首臺采用永磁懸浮技術(shù)使其穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的永磁軸承離心泵,這一發(fā)明突破了“無軸不轉(zhuǎn)、有軸必有軸承”的傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)動理念。
2012年2月,美國醫(yī)生比利·科恩 (Billy Cohn)和巴德弗朗茨 (Bud Frazier)成功地為名垂死的患者安裝了一臺人工裝置(離心泵) 以替代其心臟功能。
當前(截止至2023年)中國離心泵的技術(shù)水平通過幾十年的發(fā)展以及許可證技術(shù)引進,從綜合技術(shù)水平來看,單兩級泵方面都具有國際先進水平,與世界同類型泵相比沒有差距。
基本構(gòu)造
離心泵的型式雖然多種多樣,但由于其工作原理相同,所以主要部件的結(jié)構(gòu)和作用基本相同,主要部件是泵殼、葉輪、軸、吸入室、壓出室、密封裝置、平衡裝置及聯(lián)軸器等。
泵軸
泵軸是離心泵中用來支承旋轉(zhuǎn)零件,其主要功能是將原動機的旋轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩傳遞給葉輪以及承受彎矩,泵軸工作時所受到的應力大多是變應力,所以泵軸的失效亦大多為疲勞壞,因此軸的材料應具有足夠的疲勞強度,且對應力集中的敏感性低。軸的材料品種很多,常用碳素和合金鋼。
葉輪
葉輪是將原動機的機械能傳遞給被排送液體的部件,其對泵的工作性能有決定性影響,葉輪一般是固定在輪軸上,由電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)軸,帶動葉輪旋轉(zhuǎn)。
葉輪一般可分為閉式、半開式和開式三種,兼有前后蓋板的葉輪為閉式葉輪,只有后蓋板的葉輪為半開式葉輪,只有葉瓣和部分后蓋板的為開式葉輪。半開式與開式葉輪的鑄造比較方便,但由于在工作中液體容易漏失,其多用于輸送含固體顆粒或黏度較高的液體。此外葉輪葉片的型式和形狀將直接影響離心泵的效率和性能。一般高揚、低流的離心泵,葉片形狀為圓柱形,而大量,低揚的離心泵葉片形狀為扭曲的;處于兩者之間的中比轉(zhuǎn)數(shù)離心的葉片形狀,往往是在輪入口處設(shè)計成扭曲形而在出口處設(shè)計成圓柱形的。因而,葉輪中葉片的基本形狀為圓形和扭曲形兩種。所以會有上述三種情況,兩種葉片基本形狀,是由葉輪流道內(nèi)的流動情況決定的。
選擇葉輪的材料,一般應根據(jù)輸送液體的物理和化學性質(zhì)、液體內(nèi)含有機械雜質(zhì)的多少、設(shè)計機械強度的大小而有所區(qū)別。一般中小型清水離心泵,由于輸送的介質(zhì)比較干凈,溫度、壓力也不高,所以其葉輪常用鑄鐵或鑄鋼制成。制造時可以分半鑄造,也可以先進行整體精密澆鑄,再進行機械加工。輸送腐蝕性液體,如酸、堿、化工原料等的離心泵,應該選用耐腐蝕的材料制造葉輪。根據(jù)不同用途的離心泵,可以分別選用耐酸硅鐵、塑料、青銅、陶瓷及不銹鋼等材料。對于一些抗汽蝕性能要求較高的離心泵,其葉輪則常用含鉻不銹鋼,青銅,鋁鐵青銅等一類材料制造。火力發(fā)電廠中某些在高溫高壓下工作的離心泵,如鍋爐給水泵,葉輪則是用鉻鋼精密澆鑄。
泵殼
泵殼是離心泵的外殼,為泵體的主要部分,其作用是將葉輪封閉在一定的空間,以便由葉輪引進并排出液體,并有效地將液體的大部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。離心泵的泵殼多做成蝸殼形,其內(nèi)有一個截面逐漸擴大的蝸牛殼形通道,葉輪在泵殼內(nèi)順著蝸形通道逐漸擴大的方向旋轉(zhuǎn),以高速度從葉輪四周拋出的液體可逐漸降低流速,減少能量損失,從而使部分動能有效地轉(zhuǎn)化為靜壓能。為了減少液體進入蝸殼時的碰撞,在葉輪與泵殼之間裝置了固定的導輪,此導輪具有很多逐漸轉(zhuǎn)向的孔道,使高速液體流過時,能均勻而緩和地將動能轉(zhuǎn)化為靜壓能,使能量損失降到最小程度。
離心泵泵殼的材料除考慮介質(zhì)對過流部分的腐蝕和磨損外,還應具有作為耐壓容器所必需的力學強度,通常離心泵泵殼材料為鑄鐵。
吸入室
離心泵吸入管接頭與葉輪進口前的空間稱為吸入室。它是液體進入離心泵經(jīng)過的第一個構(gòu)件。液體流過吸入室后,才進入葉輪。在液體由吸入管進入葉輪的流動過中,流速要發(fā)生變化,特別是流速分布要進行調(diào)整,以適應液體在葉輪內(nèi)的運動情況。需要在在葉輪之前設(shè)置吸入室以調(diào)整液體流速。吸入室的作用是以最小的流動損失,引導液體平穩(wěn)地進入葉輪,并且要求液流在葉輪進口處具有較為均勻的速度分布。因此根據(jù)離心泵的類型,容量的大小,使用場合的不同,吸入室可分為,錐形管吸入室、圓形吸入室和半螺旋形吸入室等三種型式。
壓出室
壓出室是離心泵中的能量轉(zhuǎn)換裝置,其主要任務就是要以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體,將其引向泵的出口或下一級,并使液體的流速降低,將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能,以防止排出管路阻力損失過大。其主要有蝸殼和導輪兩種。單級泵的壓出室一般為蝸殼式,多級泵則是蝸殼式和導輪式都有。也有做成組合式的,即多級泵的最后一級在導輪之外再加蝸殼。
密封裝置
在泵軸伸出泵殼處,泵軸和泵殼間存有間隙,在旋轉(zhuǎn)的泵軸與泵殼之間的密封,稱為密封裝置。其作用是為了防止高壓液體沿軸向外漏,以及外界空氣漏入泵內(nèi)。常用的軸封裝置主要有填料密封、機械密封,浮動環(huán)密封和迷宮密封等。
平衡裝置
由于離心泵過流部分內(nèi),液體壓力分布不均勻?qū)е陆Y(jié)構(gòu)上不對稱和制造上的偏差,使離心泵轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)不平衡力,因此在泵的設(shè)計制造和使用安裝檢修時,必須考慮到這些力對轉(zhuǎn)子、軸和軸承的影響,采用必要的措施盡量地減弱和平衡這些力。為此目的而設(shè)計制造的裝置稱離心泵的平衡裝置。
離心泵常見的平衡裝置主要有:平衡孔法,雙吸葉輪法,平衡盤法,平衡盤法。根據(jù)離心泵類別的不同,平衡裝置所在的位置也不同。
聯(lián)軸器
聯(lián)軸器主要作用于軸與軸的連接,使它們一起回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩。聯(lián)軸器的主要形式可分為固定式和可移式兩種。固定式要求被連接的兩軸嚴格對中,并且工作時不發(fā)生相對移動。可移式則容許兩軸有一定的安裝誤差,并能補償工作時可能產(chǎn)生的相對位移,如溫度升高時軸因膨脹而產(chǎn)生的伸長,承載時軸線的傾斜等。可移式聯(lián)軸器又可分為剛性的和彈性的兩類。其中彈性聯(lián)軸器具有吸收振動、緩和沖擊的能力。
工作原理
水泵啟動前,需使泵殼和吸水管內(nèi)充滿水(此過程稱為灌泵,通常通過吸入管底部的止逆閥,即底閥,防止灌入的液體回流)。啟動電機后,泵軸帶動葉輪與水高速旋轉(zhuǎn),水因離心運動被甩向葉輪外緣,經(jīng)蝸形泵殼的流道流入壓水管路。與此同時,由于葉輪內(nèi)的流體被拋出,在葉輪中間的吸入口造成了低壓,因而泵進口的流體在壓力作用下進入葉輪,這樣,葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中一邊不斷地吸入流體,一邊不斷地賦予吸入流體能量,將其拋到壓水室,并使其沿擴壓管流出泵外。簡單來說,離心泵的工作原理就是利用葉輪在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力作用來輸送和提升液體。
基本分類
按壓水室類型分類
蝸殼式離心泵
蝸殼式離心泵即利用蝸殼把從葉輪流出的水流的動能轉(zhuǎn)化為壓能的一類的泵,蝸殼式的泵殼好像一個蝸牛殼,它的特點是體積大、效率高,一般用于單級泵中。蝸殼泵的液體從葉輪流出后,會直接進入具有螺旋線形狀的蝸殼流道,而由于流道截面從小變大,液體速度減慢,部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓。這種壓出方式結(jié)構(gòu)簡單,所以常用于單級離心泵或多級泵的最后一級。 并且由于蝸殼泵常采用曲形的葉片,以使泵內(nèi)的紊流和環(huán)流減少,從而使泵的效率得到了提高。再加之蝸殼式離心泵的結(jié)構(gòu)簡單,而且能抽取含有適量的固體顆粒的液體。所以其主要供輸送溫度不高于105℃的清水或物理化學性質(zhì)類似于水的液體。常適用于自來水廠、泵站、電站、空調(diào)循環(huán)用水、采暖用熱水循環(huán)、工業(yè)供水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、船舶等輸送液體的場合。代表品牌如日立制作所生產(chǎn)的OV 蝸殼式離心泵。
導葉式離心泵
導葉式離心泵即在葉輪外周的泵殼上固定有導葉,導葉起著導流的作用,同時液體流經(jīng)導葉,部分動能被轉(zhuǎn)化為壓力能。導葉式的體積較小,效率低些,一般用于多級泵中。導葉式離心泵的葉輪埋入水中,在起動前不需加灌引水,也不需抽氣引水,所以容易實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn),在汽蝕方面,因?qū)~式離心泵的汽蝕余量可取較大值,所以其比臥式泵更有利,此外導葉式離心泵的安裝面積小,這對地基條件惡劣,安裝場地狹窄的情況很有利。
按葉輪數(shù)目分類
按工作壓力分類
按葉輪吸入方式分類
按泵軸位置分類
按輸送液體性質(zhì)和用途分類
關(guān)鍵技術(shù)
密封技術(shù)
離心泵中,泵軸穿過泵殼時,必然有間隙存在,如不采取措施,則泵內(nèi)的液體就會從間隙中泄漏至泵外。如果泄漏至泵外的液體是飽和水,則它就可能會形成蒸汽,如果泄漏至泵外的液體是易燃、易爆和有毒液體,則它就可能會引起火災、爆炸和中毒事故。如果泵軸與泵殼之間的間隙處的壓力為真空,則大氣會從間隙處漏入泵內(nèi),而降低泵的吸入性能。為此,需要利用密封技術(shù)在旋轉(zhuǎn)的泵軸和靜止的泵軸間的間隙處須設(shè)置一密封裝置。使用最多的密封技術(shù)主要有填料密封、機械密封,浮動環(huán)密封和迷宮密封等。
填料密封技術(shù)
填料密封結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,適用于非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)、密封要求不高、并允許定期維護的攪拌設(shè)備。填料密封的工作原理是在壓蓋壓力作用下,裝在攪拌軸與填料箱本體之間的填料,對攪拌軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。由于填料中含有潤滑劑,因此,在對攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時,形成一層極薄的液膜,一方面使攪拌軸得到潤滑,另一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入,達到密封的目的。
機械密封技術(shù)
機械密封是把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向,通過動環(huán)和靜環(huán)兩個端面的相互貼合,并做相對運動達到密封的裝置,又稱端面密封。機械密封的泄漏率低密封性能可靠,功耗小,器械使用壽命長。工作原理是當轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,動環(huán)和固定不動的靜環(huán)緊密接觸,并經(jīng)軸上彈簧壓緊力的作用,阻止容器內(nèi)介質(zhì)從接觸面上泄漏。
浮動環(huán)密封技術(shù)
浮動環(huán)密封是靠軸(或軸套)與動環(huán)之間的間產(chǎn)生很的水力力而實現(xiàn)密封。其原理是靠高壓密封液體在浮動環(huán)和軸之間形成液膜,產(chǎn)生節(jié)流降壓,阻止高壓介質(zhì)向低壓泄漏。
抗氣蝕技術(shù)
氣蝕是流體動力學、材料學和物理化學的復雜現(xiàn)象。氣蝕發(fā)生時,使泵體受到損壞,還會出現(xiàn)噪聲和振動。當情況嚴重時,流道的截面會被很多氣泡堵塞,使葉輪獲得的能量減少,導致泵體不能正常工作。
而抗氣蝕技術(shù),便是在工藝條件允許的情況下,改變泵的流量、揚程、轉(zhuǎn)速等操作參數(shù),避免氣蝕的發(fā)生。同時通過增設(shè)氣蝕預防組件,采用半導體制冷片的高效制冷效果,可以有效降低離心泵進液口的液體溫度,起到預防氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的作用,同時在半導體制冷片的制冷面上采用均勻分布的導溫柱,可以有效提高降溫效果。并且對流液進行降溫,設(shè)有誘導葉輪調(diào)節(jié)流液壓強,可以有效的降低氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生,此外誘導葉輪與雙吸葉輪為一體化,結(jié)構(gòu)緊湊,懸臂比不會有多大影響,在進水口處設(shè)有濾板,可以較好的保護泵葉,通過設(shè)置密封圈和密封環(huán),能夠較好的提高泵的密封性。
性能參數(shù)
流量
即反映水泵出水量的大小的參數(shù)。泵的流量有體積流量和質(zhì)量流量之分。體積流量是指泵在單位時間內(nèi)所抽送的液體體積,即從泵的壓出口截面所排出的液體體積。體積流量用Q表示其單位為立方米每秒(m/s)升每(L/s)立方每小時(m/)。質(zhì)量是指泵在單位時間內(nèi)所抽送的液體質(zhì)量。質(zhì)量流量用g表示其單位為千克每秒(kg/s)或噸每小時(t/h)。
揚程
離心泵的揚程(又稱壓頭)是指單位重量液體流經(jīng)離心泵所獲得的能量,通常用H表示,其單位為m(指米液柱)。離心泵的揚程與其結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速、流量等有關(guān)。對于一定的離心泵和轉(zhuǎn)速,揚程與流量間有一定的關(guān)系。
軸功率、有效功率和效率
離心泵的軸功率是指泵軸轉(zhuǎn)動時所需要的功率,亦即電動機傳給離心泵的功率,用N表示,其單位為W或kw。
離心泵的有效功率是指液體從離心泵所獲得的實際能量,也就是離心泵對液體做的凈功率,用Ne表示,其單位為W或kW。
離心泵的效率指泵軸對液體提供的有效功率與泵軸轉(zhuǎn)動時所需功率之比,用η表示。
離心泵造成功率損失的原因有容積損失、水力損失、機械損失。容積損失指因泵的泄漏造成的損失:水力損失指因液體在泵內(nèi)各部位的摩擦阻力和局部阻力產(chǎn)生的能量損失:機械損失指泵內(nèi)機械零部件因摩擦而產(chǎn)生的能量損失。泵效率反映的是以上三種能量損失之和即總效率。一般與泵的大小、類型、制造的精密度和所輸送的液體性質(zhì)有關(guān)。
應用領(lǐng)域
石油化工
由于離心泵的特點是結(jié)構(gòu)簡單、流量均體積小、重量輕、可用于耐腐蝕材料制造且易于調(diào)節(jié)和自控,因此,在油化工生產(chǎn)中離心泵占有特殊的地位,是在石油化工生產(chǎn)中使用最廣泛的泵。在化工作業(yè)中,離心泵用于對液體進行運輸,并常用于輸送一些有毒有害的物質(zhì)。
航天
在飛機裝備和地面的后勤系統(tǒng)中,離心泵也得到了廣泛應用,飛機在需要的時候用到加油泵和注水泵,以保證飛機的正常運行。在航天工程中,作為運載火箭的動力,液態(tài)火箭發(fā)動機起到?jīng)Q定性作用,需要借助渦輪泵把它推進,而渦輪泵主要由推進劑離心泵、渦輪動力源等組成。
供水
在供水領(lǐng)域中,離心泵常用于為建筑、農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等提供必要的水源,此外在排水方面,離心泵常用于將污水或廢水從管道或池塘中吸入,然后通過泵體的旋轉(zhuǎn)將其排出到污水處理系統(tǒng)或其他處理設(shè)施。
醫(yī)療
在醫(yī)療行業(yè)中,離心泵常用作于對體外肺支持 (ECMO),動脈手時離心泵機械支持,心臟直視手術(shù)后心衰的支持,心臟移植的過度以及作為心功能恢復期的過渡以及作為更為復雜輔助方式的過度等。在醫(yī)療行業(yè)離心泵使用時相對比較經(jīng)濟,操作簡單,對血液破壞程度較輕,并且在心直視手術(shù)后心衰的治療方面離心泵與其他復雜昂的設(shè)備一樣有效。
船舶
由于離心機具有類如可以與電動機直聯(lián)、流均、較小的輪尺寸和重量,以及在水中工作時具有足夠高的效率等優(yōu)點,從而在船舶方面得到了廣泛應用。其主要應用在渭防、壓載、疏水、排水和衛(wèi)生等各種系統(tǒng)中。
發(fā)展趨勢
離心泵已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中,其發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為:大型化、大容量化;高揚程化、高速化;系列化、通用化、標準化;節(jié)能化和機、電、儀一體化。截止到2015年1月,以“離心泵”作為題名在中國知網(wǎng)上進行檢索有4000多篇學術(shù)論文,自2012年開始,每年關(guān)于離心泵的學術(shù)論文超過300篇。
節(jié)能化
隨著離心泵技術(shù)的發(fā)展,大多數(shù)離心泵的工作周期較長,在電能消耗和基礎(chǔ)配件上的消耗相當嚴重,嚴重損耗自然資源,并且會降低離心泵的工作效率。因此在未來,對離心泵的研究,將會聚焦在如何提高離心泵的運行效率,在不影響其流體輸送功能的同時,做到經(jīng)濟性和節(jié)能性,對節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低流體輸送能耗、改變工業(yè)增長方式、實現(xiàn)能源的最優(yōu)化利用,提高泵的運行效率、降低能耗勢在必行。
隨著高科技時代的到來,CAD/CFD節(jié)能技術(shù)已經(jīng)開始應用于離心泵當中,這各高端技術(shù)的應用使人們對離心泵內(nèi)部流動的規(guī)律有了更進一步的了解,優(yōu)化了離心泵的設(shè)計方法,使離心泵節(jié)能技術(shù)得到了改進和提高。
機、電、儀一體化
離心泵產(chǎn)品不論是小型的家用泵、建筑用泵等通用泵,還是大型的石化、電力等工業(yè)裝置用的流程泵,都在向機、電、儀一體化的方向不斷發(fā)展,使泵產(chǎn)品更加高效、節(jié)能,使用維護更加方便,提高可靠性,延長壽命,為用戶帶來更大的收益。
大型化和高速化
隨著電站、石化裝置和水利工程等朝著大型化、規(guī)模化的方向發(fā)展,離心泵作為其配套產(chǎn)品必然朝著大型化和高速化的方向發(fā)展。
標準規(guī)范
中國
《離心泵、混流泵與軸流泵系統(tǒng)經(jīng)濟運行》(GB/T 13469-2021)規(guī)定了交流電動機驅(qū)動的離心泵、混流泵與軸流泵系統(tǒng)經(jīng)濟運行的基本要求、判別與評價方法、測試方法和節(jié)能管理措施。
《石油化工離心泵能效限定值及能效等級》(GB 32284-2015)標準規(guī)定了石油化工離心泵(以下簡稱“泵”)的基本要求、泵效率計算方法、泵能效等級、泵能效限定值、泵目標能效限定值和泵節(jié)能評價值。
《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》(GB 19762-2007)標準規(guī)定了清水離心泵(以下簡稱泵)的基本要求、泵效率、泵能效限定值、泵目標能效限定值、泵節(jié)能評價值。
《離心泵技術(shù)條件(Ⅰ類)》(GB/T 16907-2014)規(guī)定了離心泵(以下簡稱泵)的術(shù)語和定義、設(shè)計、材料、工廠檢查和試驗、發(fā)運準備、責任。
國際
相關(guān)品牌
中國
長泵集團
長泵集團始建于1951年,專注于從事泵類產(chǎn)品的研發(fā)和制造,是一家大型泵類產(chǎn)品綜合制造商。擁有完備的技術(shù)、裝備、生產(chǎn)能力及管理體系。采用三維、CAD、CAPP、ERP、MES及CAE、PDM、CAM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段,從設(shè)計、制造到管理和服務實現(xiàn)了全數(shù)字化。擁有數(shù)字化智能遠程監(jiān)控的測試中心及計量理化中心,擁有一流的加工、裝配、試驗能力及鑄后、焊后處理、熱處理能力和分析檢測手段,可實現(xiàn)年產(chǎn)各類大型泵產(chǎn)品5000臺。
其主要產(chǎn)品有:YJG型立式單級單吸離心清水泵,D型單吸多級離心清水泵,DL型單吸多級立式離心清水泵,DF單吸多級節(jié)段式耐腐蝕離心泵等。
南方泵業(yè)
南方泵業(yè)系全國最早研發(fā)并規(guī)模化生產(chǎn)不銹鋼沖壓焊接離心泵企業(yè),是中國不銹鋼沖壓焊接離心泵領(lǐng)域產(chǎn)銷量最大的專業(yè)生產(chǎn)廠家。主導產(chǎn)品有:CDL、CDLF系列不銹鋼輕型多級離心泵;CHL、CHLF、CHLFT系列不銹鋼輕型多級離心泵;NFWG無負壓變頻供水設(shè)備、DRL恒壓變頻供水設(shè)備。
國際
日立集團
日立集團始于1910年日本,是日本較大的綜合電機生產(chǎn)商,以空調(diào)/冰箱為主,集家用電器/電腦產(chǎn)品/半導體/產(chǎn)業(yè)機械等產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的企業(yè)集團,日立作為社會創(chuàng)新事業(yè)的全球領(lǐng)軍者,開展的業(yè)務涉及電力、能源、產(chǎn)業(yè)、流通、水、城市建設(shè)、公共、醫(yī)療健康等領(lǐng)域。其主導產(chǎn)品有:OV蝸殼式離心泵,DV雙吸離心泵,OT透平式離心泵等。
美國尼科工業(yè)集團
美國尼科工業(yè)集團建立于1885年,總部位于科羅拉多州。NICO工業(yè)集團致力于泵、閥門、流量計、風機、儀器儀表等產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)、制造、銷售,是美國十大工業(yè)設(shè)備制造廠商。工廠遍布全球,并可為特殊客戶定制開發(fā)新產(chǎn)品。其主導產(chǎn)品有:不銹鋼耐腐蝕離心泵,不銹鋼導熱油離心泵,不銹鋼增壓離心泵等。
常見故障與解決
上液問題
離心泵在運行之前,需要提前往泵內(nèi)上液,只有完成上液工作,才能進行后續(xù)流程,可以說,上液工作是離心泵運行的首要工作。然而,在離心泵實際運行過程中,上液不通暢已經(jīng)成為阻礙離心泵正常運轉(zhuǎn)的常見故障之一。導致離心泵上液不通暢的原因主要有兩方面。
(1)離心泵泵內(nèi)管道堵塞導致上液不暢,這也是造成上液問題的常見原因,而管道堵塞的根因則在于離心泵內(nèi)部存留氣體未排出。
(2)離心泵內(nèi)部的管道高度也會影響上液的順暢度,因為對泵內(nèi)管道安裝高度沒有作統(tǒng)一要求,所以有些企業(yè)在安裝時忽略了最適宜高度,將管道設(shè)置過高,而液體此時并沒有足夠大得力推動其進入管內(nèi),所以最終導致離心泵上液失敗。
解決方法:鑒于離心泵的上液問題是由于管道堵塞所造成的,所以要想有效解決此類問題,首要問題是要做好管道的疏通工作,保障離心泵能夠順利上液。由于造成離心泵上液問題的原因有兩方面,所以,對其處理措施也從兩方面著手。首先,工作人員要先檢查離心泵管道內(nèi)部的氣體是否全部排出,如果氣體還有存留,當務之急是先把這些殘留的氣體排空;其次,當管道內(nèi)部沒有氣體殘留,但是上液仍不通暢,這時,就要考慮調(diào)整一下離心泵的放置高度,可以適當調(diào)低高度,便于液體流入管道內(nèi)部。
噪聲問題
離心泵在運行時不可避免地會發(fā)出一些聲響,這屬于正常現(xiàn)象,但是,如果聲響過大,就形成了噪聲問題,這屬于離心泵的常見故障之一。離心泵發(fā)生響聲主要是由于葉輪振動所引起的,在葉輪振動過程中,除卻自身的摩擦引起噪聲,泵內(nèi)的液體因振動所引發(fā)的波動也是噪聲來源之一。當葉輪的振動頻率在標準范圍內(nèi)時,此時引發(fā)的聲響在可接受范圍之內(nèi);如果葉輪振動幅度或振動頻率過快,超過了規(guī)定標準,則此時所產(chǎn)生的巨大聲響可以歸為噪聲,這也預示著離心泵出現(xiàn)了故障,此時,需要工作人員盡快處理,以免影響離心泵內(nèi)部其他設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。
解決方法:當離心泵在運轉(zhuǎn)時發(fā)出的聲響超出正常值之后,則表明離心泵內(nèi)部發(fā)生異常,葉輪的振動頻率超過標準值,對此,技術(shù)人員需要檢查葉輪的運行狀態(tài),調(diào)節(jié)葉輪的振動幅度及速度。此外,在某些特殊情況下,如果離心泵的底部放置位置不穩(wěn)或者離心泵的組成部件發(fā)生松動等,這些情況也會加大離心泵運行時的振動聲響,形成噪聲。因此,技術(shù)人員除卻重點檢查葉輪的運行情況之外,還應該全方位的對整個離心泵展開檢修,不放過任何一個細節(jié)。并且,當發(fā)現(xiàn)離心泵的零部件有所損壞時,工作人員要做好對零部件的更換工作,杜絕留下任何故障隱患。
泵壓問題
泵壓問題和上液問題雖然都同屬于離心泵的常見故障之一,但是二者之間有著一定關(guān)聯(lián),即泵壓問題一旦出現(xiàn),則導致上液問題緊隨發(fā)生,上液是否順暢,在很大程度上取決于離心泵泵內(nèi)壓力的大小。隨著中國科學技術(shù)的發(fā)展,離心泵內(nèi)壓強來源不需要依靠人工,只需要一臺正常運轉(zhuǎn)的電機即可,但是,一旦電機的工作運轉(zhuǎn)受阻,造成泵內(nèi)壓力過小或者壓力消失,直接后果就是導致液體難以被推動入泵,也就是導致離心泵上液不通暢問題,此時后續(xù)工作都難以進展下去,所以,工作人員必須合理控制離心泵的泵壓大小。
解決方法:一旦離心泵的泵壓出現(xiàn)降低,工作人員首先需要檢修電機設(shè)備的運行狀況,因為,電機在運行過程中所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速是離心泵泵壓的直接來源。離心泵泵壓發(fā)生故障后的直接后果,是容易導致氣體液化,對此,在故障沒有得到順利排解之前,工作人員需要預防氣體進入到泵內(nèi)液體之中,避免氣體液化后對原先的液體造成污染。此外,為了協(xié)助泵壓問題的順利解決,工作人員可以做一些后續(xù)輔助工作,比如清理離心泵的過濾缸,保證缸內(nèi)的清潔度和有充分的空間,以便泵壓問題解決之后,對液體的過濾工作可以正常進行。
參考資料 >
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我們的公司 | Grundfos.格蘭富官網(wǎng).2023-10-19
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蝸殼式離心泵.浙江瀾旋泵業(yè)有限公司.2023-10-30
產(chǎn)品介紹:日立泵制造(無錫)有限公司.產(chǎn)品介紹.2023-10-26
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離心泵的作用是什么.上海長征泵閥官網(wǎng).2023-10-26
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長沙水泵廠有限公司.集團概況.2023-10-26
長沙水泵廠有限公司.產(chǎn)品展示.2023-10-26
關(guān)于我們--南方泵業(yè)股份有限公司.南方泵業(yè)官網(wǎng).2023-10-19
日立泵制造(無錫)有限公司廠區(qū)平面圖.日立官網(wǎng).2023-10-26
美國尼科工業(yè)集團公司.尼科中國代理商.2023-10-26
進口離心泵.產(chǎn)品中心.2023-10-26