自平衡多級離心泵與普通多級離心泵區別

劉衛杰

摘 要：基于對稱布置的多級泵的結構特點，軸向力平衡原理，以及與分級加壓多級泵結構對比等，探討對稱布置多級泵的優缺點。此外，對多級泵的維護進行了簡要說明。

關鍵詞：軸向力;對稱;維護

我廠主要對焦爐荒煤氣進行凈化處理，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生放熱反應生成SO2和H2O。為了充分利用燃燒產生的廢熱，通過廢熱鍋爐進行換熱產生蒸汽，正常生產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。由于泵的級數較多、壓力高、轉速高、裝配精度要求較高，因此當泵內部損壞，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，費時費力費錢。綜上所述原因，選擇一臺經久耐用、經濟適用型鍋爐給水泵顯的尤為重要。我廠經過考察和市場調研，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點：

1 改善原多級泵的軸向力平衡結構

離心泵在運轉時，產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，用來抵消產生的軸向力，但多用于中小型泵;開設平衡管和平衡孔，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：進水段、中段、出水段、葉輪、軸、軸套、密封環以及軸封裝置、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，各級對稱葉輪產生的軸向力相互抵消，無需平衡盤即可實現泵腔內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，平衡盤失效造成轉子抱死、零件損壞、斷軸、甚至燒毀電機事故的發生。

2 提高泵效率

由于原泵采用平衡盤結構實現泵腔內軸向力的平衡，因此需要平衡管將一部分高壓水內泄到吸入段，以達到平衡運轉過程中產生的一部分平衡力。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，泵軸功率與電機效率成反比，當效率提高時，可以降低軸功率，從而降低電機的功率，達到節約能源的目的。

P=〖SX（〗ρgQH1000η〖SX）〗

3 軸承維護

多級泵軸承相當關鍵，需承受殘余的軸向力，兩端支撐驅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，區別在于原泵軸承均采用“固-游式”干油潤滑結構，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致軸承溫度升高、負荷增大，降低軸承的使用壽命。新設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定，在正常運行過程中，軸向力不會出現急劇變化，提高軸承使用壽命。相對原泵日常維護過程中，觀察油位補油，定期更換新油，即可保證設備長時間運轉。

4 多級泵其他構造

軸的密封形式有機械密封和填料密封兩種。原泵采用填料密封時，填料環的位置安放要正確，填料的松緊程度必須適當，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，腔內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關鍵，如果填料加的多，會導致抱軸，阻力大，能耗高等情況，加的少則密封效果差，滲漏量大，造成資源浪費和環境狀況差。

新設計泵采用機械密封，可有效杜絕泄露情況，實現零泄露。另外在軸封處裝有可更換的軸套，以保護泵軸;泵可以在不拆卸進、出口管路的情況下更換軸承、密封。機封在設計中實現在安裝時固定死動靜環，避免安裝過程中產生的沖擊力造成動靜環損傷，造成密封效果差的情況，安裝完成后，將兩端機封的動靜環鎖緊裝置松開，即可實現動靜環自由伸縮，從而改善密封效果。轉子部分與固定部分之間裝有密封環、導葉套等進行密封，當密封環和導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

由于化工環境、介質、水以及其他物質可能竄入油箱內，造成潤滑油變質，導致軸承磨損甚至燒壞。因此，日常中要常觀察潤滑油質量和油位，定期補油和換油。泵在運行過程中，由于管路系統振動或泵產生氣蝕等均會引起泵振動，應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。泵在運轉過程中，要定期檢測軸承的溫度，檢測方法是使用測溫儀進行測量，避免軸承溫度超過標準值，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、軸承安裝或質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，需停機更換填料。現場泵一開一備，需定期對備用泵盤車檢查，確認備用泵狀況好，能起到備用作用。

6 結語

類似對稱布置的多級泵有很多種，該種改型泵在設計中取掉了平衡盤裝置，減少了間隙泄露，同時降低軸功率，有節約能源的效果。最關鍵是，提高設備的使用壽命，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：

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