自平衡多級離心泵與普通多級離心泵區(qū)別

劉衛(wèi)杰

摘 要：基于對稱布置的多級泵的結(jié)構(gòu)特點，軸向力平衡原理，以及與分級加壓多級泵結(jié)構(gòu)對比等，探討對稱布置多級泵的優(yōu)缺點。此外，對多級泵的維護(hù)進(jìn)行了簡要說明。

關(guān)鍵詞：軸向力;對稱;維護(hù)

我廠主要對焦?fàn)t荒煤氣進(jìn)行凈化處理，得到符合要求的凈煤氣。其中荒煤氣中的H2S主要通過洗酸塔與氨水生成NH4HS，NH4HS在脫酸塔中熱解重新生成H2S，H2S在焚燒爐中與氧氣發(fā)生放熱反應(yīng)生成SO2和H2O。為了充分利用燃燒產(chǎn)生的廢熱，通過廢熱鍋爐進(jìn)行換熱產(chǎn)生蒸汽，正常生產(chǎn)情況下廢熱鍋爐的蒸汽壓力約為4MPa，因此在選擇鍋爐給水泵時需選用多級離心泵。我廠以前使用的是大連蘇爾壽的MC40-14型鍋爐給水泵。由于泵的級數(shù)較多、壓力高、轉(zhuǎn)速高、裝配精度要求較高，因此當(dāng)泵內(nèi)部損壞，流量壓力滿足不了使用要求時，維修車間無法修理，需返廠維修，費(fèi)時費(fèi)力費(fèi)錢。綜上所述原因，選擇一臺經(jīng)久耐用、經(jīng)濟(jì)適用型鍋爐給水泵顯的尤為重要。我廠經(jīng)過考察和市場調(diào)研，與廠家溝通決定改造采用一種自平衡多級離心泵。該多級離心泵與原泵對比有以下幾方面優(yōu)點：

1 改善原多級泵的軸向力平衡結(jié)構(gòu)

離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生軸向力的原因有很多，其中最主要的就是葉輪前后外表面蓋板所受液體壓力不同所產(chǎn)生的軸向力。我廠各種泵型號較多，用于平衡軸向力，常見的方法有采用推力軸承，用來抵消產(chǎn)生的軸向力，但多用于中小型泵;開設(shè)平衡管和平衡孔，讓一部分高壓段的液體流入低壓段來抵消大部分軸向力;平衡鼓、平衡盤，通過平衡鼓平衡盤的移動來控制軸向力大小方向;采用單級雙吸泵，不但可以平衡軸向力，還可以提高泵的吸入能力。

從總體上來看，原先使用的多級離心泵是由14個葉輪安裝在同一根泵軸上，其主要零部件有：進(jìn)水段、中段、出水段、葉輪、軸、軸套、密封環(huán)以及軸封裝置、軸向力平衡裝置和軸承等。葉輪朝一個方向排列于軸上，每級葉輪均有一個軸向力，因此逐級相加后總的軸向力很大，必須用平衡裝置來平衡軸向力，采用的是平衡盤來平衡軸向力。技改后選用的多級離心泵，其葉輪采用對稱布置，各級對稱葉輪產(chǎn)生的軸向力相互抵消，無需平衡盤即可實現(xiàn)泵腔內(nèi)自動平衡巨大的軸向力。因為新泵沒有平衡盤，不會像普通多級泵因平衡盤磨損出現(xiàn)效率下降、完全避免了因泵工況變化瞬時，平衡盤失效造成轉(zhuǎn)子抱死、零件損壞、斷軸、甚至燒毀電機(jī)事故的發(fā)生。

2 提高泵效率

由于原泵采用平衡盤結(jié)構(gòu)實現(xiàn)泵腔內(nèi)軸向力的平衡，因此需要平衡管將一部分高壓水內(nèi)泄到吸入段，以達(dá)到平衡運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的一部分平衡力。自平衡多級鍋爐給水泵因采取新型對稱布置的葉輪轉(zhuǎn)子部件，因此大量減少了平衡水的泄露，減少了容積損失，由以下公式可以看出在工況不變的情況下，泵軸功率與電機(jī)效率成反比，當(dāng)效率提高時，可以降低軸功率，從而降低電機(jī)的功率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

P=〖SX（〗ρgQH1000η〖SX）〗

3 軸承維護(hù)

多級泵軸承相當(dāng)關(guān)鍵，需承受殘余的軸向力，兩端支撐驅(qū)動端采用圓柱滾子軸承，末端采用配對的角接觸球軸承。兩種泵的軸承支撐方式一致，區(qū)別在于原泵軸承均采用“固-游式”干油潤滑結(jié)構(gòu)，用冷卻水給軸承降溫，因用干油潤滑，潤滑油的狀況不易觀察，平衡盤軸向力效果差等均會導(dǎo)致軸承溫度升高、負(fù)荷增大，降低軸承的使用壽命。新設(shè)計泵軸承支撐形式不變，潤滑采用稀油潤滑，用冷卻水給軸承降溫，因沒有平衡盤，靠對稱布置葉輪消除大部分軸向力，因此軸承所受的軸向力較穩(wěn)定，在正常運(yùn)行過程中，軸向力不會出現(xiàn)急劇變化，提高軸承使用壽命。相對原泵日常維護(hù)過程中，觀察油位補(bǔ)油，定期更換新油，即可保證設(shè)備長時間運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 多級泵其他構(gòu)造

軸的密封形式有機(jī)械密封和填料密封兩種。原泵采用填料密封時，填料環(huán)的位置安放要正確，填料的松緊程度必須適當(dāng)，以液體能一滴一滴滲出為宜，允許保證一定的滲漏量，各種密封元件裝在密封腔內(nèi)，腔內(nèi)要通入一定壓力的水，起水封、水冷及水潤滑作用，因多級泵壓力均偏高，因此填料的填充相當(dāng)關(guān)鍵，如果填料加的多，會導(dǎo)致抱軸，阻力大，能耗高等情況，加的少則密封效果差，滲漏量大，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境狀況差。

新設(shè)計泵采用機(jī)械密封，可有效杜絕泄露情況，實現(xiàn)零泄露。另外在軸封處裝有可更換的軸套，以保護(hù)泵軸;泵可以在不拆卸進(jìn)、出口管路的情況下更換軸承、密封。機(jī)封在設(shè)計中實現(xiàn)在安裝時固定死動靜環(huán)，避免安裝過程中產(chǎn)生的沖擊力造成動靜環(huán)損傷，造成密封效果差的情況，安裝完成后，將兩端機(jī)封的動靜環(huán)鎖緊裝置松開，即可實現(xiàn)動靜環(huán)自由伸縮，從而改善密封效果。轉(zhuǎn)子部分與固定部分之間裝有密封環(huán)、導(dǎo)葉套等進(jìn)行密封，當(dāng)密封環(huán)和導(dǎo)葉套的磨損程度已影響泵的工作性能時可予以更換。極大降低檢修工作量。

5 多級泵的日常維護(hù)

由于化工環(huán)境、介質(zhì)、水以及其他物質(zhì)可能竄入油箱內(nèi)，造成潤滑油變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損甚至燒壞。因此，日常中要常觀察潤滑油質(zhì)量和油位，定期補(bǔ)油和換油。泵在運(yùn)行過程中，由于管路系統(tǒng)振動或泵產(chǎn)生氣蝕等均會引起泵振動，應(yīng)用測振儀定期檢測振動值，并做好記錄，及時比對檢修，以免造成損壞后無法恢復(fù)。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要定期檢測軸承的溫度，檢測方法是使用測溫儀進(jìn)行測量，避免軸承溫度超過標(biāo)準(zhǔn)值，滑動軸承溫度<65℃，滾動軸承<70℃，溫度異常，要及時分析是否因冷卻水不足、軸承缺油、潤滑油變質(zhì)、軸承安裝或質(zhì)量等方面的原因引起的。泵填料密封的泄漏，以每分鐘泄漏20滴左右最為合適，如果泄漏量較大，可慢慢緊固填料壓緊螺栓，不能緊太緊，否則會造成填料燒掉、損壞泵軸和軸套，如果緊固起不到作用，需停機(jī)更換填料。現(xiàn)場泵一開一備，需定期對備用泵盤車檢查，確認(rèn)備用泵狀況好，能起到備用作用。

6 結(jié)語

類似對稱布置的多級泵有很多種，該種改型泵在設(shè)計中取掉了平衡盤裝置，減少了間隙泄露，同時降低軸功率，有節(jié)約能源的效果。最關(guān)鍵是，提高設(shè)備的使用壽命，減少因平衡盤磨損停工，造成的人力物力和財力的損失。

參考文獻(xiàn)：

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