淺談離心泵的構(gòu)造、原理及應(yīng)用

吳煒 薛江濤 劉軍

摘要：主要敘述了離心泵的構(gòu)造、工作原理以及它的特征曲線，以及在實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)泵的合理配置，使用過程中如何確保機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，安全性及經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：離心泵;構(gòu)造原理;特性實(shí)踐

在油田生產(chǎn)廣泛應(yīng)用，品種規(guī)格繁多。對(duì)它的分類方法也各不相同，按其工作原理可以分為三大類：葉片式水泵，容積式水泵，其他類型水泵。現(xiàn)廣泛使用的是單級(jí)雙吸式離心泵，是葉片泵的一種，由于這種泵的工作是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片撥動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)，使液體獲得離心力而完成水泵的輸水過程，所以這種泵稱為離心泵。

1 離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的

離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的，分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。

1.1 葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

1.2 泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。

1.3 泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。

1.4 軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑劑，加油要適當(dāng)，一般為2/3～3/4的體積，太多會(huì)發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱，滑動(dòng)軸承使用的是透明油作潤(rùn)滑劑的，加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出，太少軸承又要過熱燒壞造成事故。在水泵運(yùn)行過程中軸承的溫度最高在85度，一般運(yùn)行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水）并及時(shí)處理。

1.5 密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。

2 離心泵的過流部件

離心泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個(gè)部分。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對(duì)液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：

a.徑流式葉輪（離心式葉輪）。液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。

b.斜流式葉輪（混流式葉輪）。液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。

c.軸流式葉輪。液體流動(dòng)的方向與軸線平行的。

葉輪按吸入的方式分為兩類：a.單吸葉輪（即葉輪從一側(cè)吸入液體）。b.雙吸葉輪（即葉輪從兩側(cè)吸入液體）。

葉輪按蓋板形式分為三類：a.封閉式葉輪。b.敞開式葉輪。c.半開式葉輪。

其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。

3 離心泵的工作原理

離心泵的工作原理是：離心泵所以能把介質(zhì)送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿水行成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動(dòng)前一定要向泵殼內(nèi)充滿水以后，方可啟動(dòng)，否則將造成泵體發(fā)熱，震動(dòng)，出水量減少，對(duì)水泵造成損壞（簡(jiǎn)稱“氣蝕”）造成設(shè)備事故。

4 離心泵的的性能曲線。

水泵的性能參數(shù)如流量Q揚(yáng)程H軸功率N轉(zhuǎn)速n效率η之間存在的一定的關(guān)系。他們之間的量值變化關(guān)系用曲線來表示，這種曲線就稱為水泵的性能曲線。

水泵的性能參數(shù)之間的相互變化關(guān)系及相互制約性：首先以該水泵的額定轉(zhuǎn)速為先決條件的。

水泵性能曲線主要有三條曲線：流量-揚(yáng)程曲線，流量—功率曲線，流量-效率曲線。

4.1 流量—揚(yáng)程特性曲線

它是離心泵的基本的性能曲線。比轉(zhuǎn)速小于80的離心泵具有上升和下降的特點(diǎn)（既中間凸起，兩邊下彎），稱駝峰性能曲線。比轉(zhuǎn)速在80～150之間的離心泵具有平坦的性能曲線。比轉(zhuǎn)數(shù)在150以上的離心泵具有陡降性能曲線。一般的說，當(dāng)流量小時(shí)，揚(yáng)程就高，隨著流量的增加揚(yáng)程就逐漸下降。

4.2流量—功率曲線

軸功率是隨著流量而增加的，當(dāng)流量Q=0時(shí)，相應(yīng)的軸功率并不等于零，而為一定值（約正常運(yùn)行的60%左右）。這個(gè)功率主要消耗于機(jī)械損失上。此時(shí)水泵里是充滿水的，如果長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致泵內(nèi)溫度不斷升高，泵殼，軸承會(huì)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)可能使泵體熱力變形，我們稱為“悶水頭”，此時(shí)揚(yáng)程為最大值，當(dāng)出水閥逐漸打開時(shí)，流量就會(huì)逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。

5 合理配置、安全運(yùn)行、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)

5.1 機(jī)泵設(shè)備合理配置的重要性。應(yīng)采取如下措施：a.調(diào)整機(jī)泵設(shè)備的合理配置，實(shí)行人機(jī)最佳組合。b.加大科技創(chuàng)新，。c.投入資金、改造舊設(shè)備等。這些措施可充分提高機(jī)泵設(shè)備和其他設(shè)備合理配置的重要性。

5.2 機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性。為了確保機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行，需對(duì)機(jī)泵設(shè)備管理更加規(guī)范，每年一次的大檢修，每月一次的二級(jí)保養(yǎng)，每日一次的一級(jí)保養(yǎng)制度，這些質(zhì)量管理，是保證機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性保證。

結(jié)論：

隨著科技的不斷發(fā)展，油田生產(chǎn)泵的現(xiàn)代化程度也不斷提高，減少了許多的人為管理操作。現(xiàn)在大多采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的自動(dòng)操作模式，這也就對(duì)操作人員的自身素質(zhì)提出了更高的要求。因?yàn)橐慌_(tái)離心泵的異常狀況會(huì)影響到整管網(wǎng)，造成嚴(yán)重的后果。經(jīng)過幾年的實(shí)際工作和理論的學(xué)習(xí)，把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐工作中去，合理安排好介質(zhì)量的分配和調(diào)度，利用各臺(tái)離心泵的特性使用最少的功率達(dá)到泵的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

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