農用離心式水泵使用中應注意的問題

石有奪

摘 要：為避免離心式水泵使用中的損壞，提醒用戶使用中要注意配套動力、安裝高度、水管口徑等參數的選用，及如何避免汽蝕的產生。

關鍵詞：農用水泵；離心泵；使用

中圖分類號：S277.92 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.07.037

農用離心式水泵（簡稱離心泵），它是利用葉輪高速轉動所產生的離心力來抽水的，其特點是揚程高，流量小，使用可靠，被廣泛應用于農田抗旱灌溉工程中。如果與之匹配動力不合理、使用不正確、維護保養不到位，會導致能源耗費大，甚至燒機。為此，提醒用戶使用離心泵時注意下述問題。

1 配套動力的確定

與水泵配套的動力機最常見的是電動機、柴油機。近年來，也有利用新能源的，如風能、太陽能、生物能等，但使用尚不普遍。

（1）水泵與電動機配套，電動機功率的按下式計算

N配=K N軸/η傳=KγQH/1000η泵η傳（kW）

式中：η傳—傳動效率，直接傳動時η傳=1，間接傳動（皮帶輪等） η傳=0.95—0.98；γ—水的比重，y=1；Q—水泵流量（m3/s）；H—水泵揚程（m）；η泵—水泵效率（%）；K—安全系數，N軸<5 kW時，K=1.3～2；N軸=5～10 kW時，K=1.3～1.5；N軸=10～50 kW時，K=1.1～1.15；N軸=50～100 kW時，K=1.05～1.1。

當算出電動機的功率N配后，根據電動機轉速與水泵轉速應基本相等的原則（指直接連接時），參考電動機的產品樣本，即可選定電動機的型號。

（2）泵與柴油機配套。水泵和柴油機配套多為皮帶間接傳動。配套的柴油機功率N配可按下式計算

N配=kγQH/75η泵η傳×0.735（kW）

式中：K—安全系數，當N軸=（5～10）×0.735 kW時，K=1.3～1.5；N軸=（10～50）×0.735 kW時，K=1.2～1.3；N軸=（50～100）×0.735 kW時，K=1.15～1.2。

根據N配在柴油機樣本中查出有效功率約等于或略大于N配的幾種型號，然后選擇實際工作范圍在柴油機的允許工作范圍內，且耗油率最低的那種柴油機。

一般配套電動機的功率應等于水泵所需功率的1.0～1.3倍，配套柴油機或汽油機的功率應等于水泵所需功率的1.3～1.5倍，過大則大馬拉小車，浪費能量；過小則容易帶不動或超負荷損壞動力機。如果家里己有現成的動力設備，應根據己有動力機的功率選擇離心泵的功率。

2 安裝高度的確定

離心泵的安裝位置指水泵軸線離吸水面的垂直高度（即泵的幾何安裝高度）。我們知道，一個標準大氣壓等于101 kPa。所以即使離心泵的葉輪進口處達到絕對真空，水沿進水管最多只能上升到10.33 m。事實上，離心泵進口處不可能達到絕對真空。另外，水流經底閥、進水管時伴有沿程、局部阻力損失，水在管路中流動還須有速度水頭。因此，離心泵的吸水高度不可能達到10.33 m。泵的吸程因型號而異。幾何安裝高度（H）與允許吸上真空度（hk）、進水管中的損失（hw）、速度水頭（hv）有以下關系：H= hk-（hw + hv）。所以，泵的幾何安裝高度要比允許吸上真空度小些。如果水泵安裝位置過高，超過允許吸上真空度，就會產生汽蝕，甚至抽不出水。

3 注意水管口徑的選配

很多使用者認為用大口徑水泵配小水管可以提高實際揚程，其實這一觀點不正確。水泵揚程計算公式：H1=H-H2

式中：H1—實際揚程；H—總揚程；H2—損失揚程。當水泵型號確定后，H是一定的；H2主要來自于管路阻力，管徑越小顯然阻力越大，因而H2越大，所以減小管徑后，H1非但不能增加，反而會降低，導致水泵效率下降。同理，當小管徑水泵用大水管抽水時，也不會降低H1，反而會因管路的阻力減小而減小了H2，使H1有所提高。也有使用者認為小管徑水泵用大水管抽水時，必然會大大增加電機負荷，他們認為管徑增大后，出水管里的水對水泵葉輪的壓力就大，因而會大大增加電機負荷。殊不知，液體壓強的大小只與揚程高低有關，而與水管截面積大小無關。所以，只要揚程一定，水泵的葉輪尺寸不變，無論管徑多大，作用在葉輪上的壓力都是一定的。只是管徑增大后，水流阻力會減小，而使流量有所增加，動力消耗也有適當增加。但只要在額定揚程范圍內，無論管徑如何增加，水泵都是可以正常工作的，并且還可以減小管路損耗，提高水泵效率。

4 避免汽蝕的產生

水泵工作時，若水泵進口處的壓力小于液體的相應汽化壓力時，液體開始汽化，產生氣泡。同時，溶解于水中的空氣將大量分離出來，產生大量的氣泡。這些氣泡隨水一起流入葉輪，在離心力作用下，氣泡又將消失，空氣再度溶于水中。在氣泡消失時，四周的水以很高的速度來補充而發生猛烈的碰撞，產生瞬間局部高壓。久而久之，葉片及其它液壓元件表面就會疲勞剝蝕。與此同時，還會伴隨很大的響聲和振動，水泵流量減小，效率降低。這種現象就是汽蝕現象。水泵使用中應盡量避免汽蝕現象的發生，一要注意轉速要平穩，如果泵的轉速突然增高，泵進口處真空度增高，易引起汽蝕發生；二要注意高山作業時水泵的安裝高度要降低，因高山上作業，大氣壓力低于正常值，如仍按標牌規定的允許吸上真空度確定幾何安裝高度，就會發生汽蝕。

5 發現故障要及時排除

水泵運行中要監控其工作狀態，注意流量情況、機組運行聲音、振動情況、軸承溫度、儀表指示，及檢查潤滑油質量，填料函的松緊等。發現異常時一定要及時停機檢查，若流量小，要及時檢查水泵進水底閥，看是否被雜草堵塞；滾動軸承的溫升一般不允許超過40 ℃，表面溫度不允許超過70 ℃。如果高于此溫度，就說明滾動軸承內部出現毛病，必須停機檢查。解決不了時，再與離心泵經銷商或生產廠家聯系，進行返修或退換。未經專業培訓的人員，不要自行拆卸修理。如較長時間停機，則需放空泵內余水。