离心泵的应用和节能技术改造

王鹏

摘要：离心泵是化工厂化学产品回收车间重要的运转设备，作为生产主要动力，大多数离心泵都需要夜以继日的工作，在电能消耗和基本配件的损耗上相当严重，不利于离心泵长期使用，降低可持续利用率。以减少运行能耗问题、为企业带来更多效益为目的，针对离心泵在运行过程中存在出口压力过大、能耗高的问题，本文介绍离心泵的基本工作原理和典型特点，明确离心泵正确的使用方法，并对能耗问题提出技术改造对策。

关键词：离心泵 技术改造 节约能源

0 引言

离心泵是化工厂最主要的设备之一，根据数据统计可以发现，离心泵的用电量占据整个输油站用电量的90%以上，所以在离心泵的能源消耗问题上如果能够得到改善，对离心泵性能有一个进一步的优化利用，将会降低企业生产成本，为企业增添经济利益。由于离心泵的工作效率不仅是依靠其本身的设计和制造，也需要有一个与之相匹配的管路。总是利用离心泵的出口阀来调节管路的工作状况会造成大量的能源消耗。尽管我国变频调节技术越来越发达，但是，在离心泵的基本节能上仍然要给予高度重视，这关系到社会经济效应和国民经济的发展。

1 离心泵的基本介绍

1.1 离心泵的主要特点

离心泵的应用范围非常广泛，国民经济生产经营过程中很多部门都需要用到离心泵来完成工作。根据其分类情况不同，离心泵使用的专业领域以及使用方法都各具特点。离心泵如同是将机械的血液压送到工作重心，成为机械的主要工作动力，这一设备的运转所消耗的能力是巨大的。

离心泵主要依据叶轮上的叶片产生作用力，叶片本身具有转速高的特点，是整个离心泵的核心部分，并且叶轮的内外表面十分光滑，能够有效减少水流的摩擦损失，在运行过程中较为安全；离心泵在流量调节方面较为方便，流量十分均衡，形成有规律、控制性高的工作状态；离心泵的结构紧凑，通常可以将管路设置在轴心线的下方，在与轴线垂直的位置上，在离心泵管路的检查上可以忽略拆卸步骤，直接检修离心泵转子部件。这些都是离心泵在运行中能够体现出来的优点，相对而言也存在一定的缺点：离心泵由于中心较高，所以不适合在无固定底脚的场合运行；以及没有自身吸附能力，需要人工灌泵；另外在用于小流量和高扬程时的效率低下；在输送高粘度、高密度液体的时候效率会发生明显降低。

1.2 离心泵的工作原理

离心泵是利用叶轮的高速旋转将作用力传输给液体，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力，液体在离心力的作用下，速度和压力都得以增强，液体沿着叶轮叶片流道被甩向叶轮的出口，由于液体从叶轮口流入的时候，自身速度和压强都得到了增加，经蜗壳的设计被收集起来送到排出管，被叶轮排除的液体大部分的速度都将会转化成压力能，依靠此能量将液体输送到工作地点。在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心会形成低压，在吸液罐和叶轮中间的液体之间形成压力偏差，吸液罐中的液体因压力作用，会经过吸入管路以及离心泵的吸入室进入到叶轮中，经过这样一个流程，叶轮就将不断地吸入和排出液体，产生运行效益。离心泵的工作过程，事实上就是一个能量转换和传递的过程。将电动机高速旋转的机械能转化为被抽升水的动能和势能。

2 离心泵的正确应用

离心泵的使用中需要注意的是正确对待磨合期，离心泵根据磨合期的数据正确使用能够有效保证其工作寿命。在理论上，将离心泵磨损规律归于一般机械的磨损规律，也就是包括磨合磨损期、正常磨损期以及加剧磨损期。根据离心泵的运作规律，在离心泵的磨合磨损期，磨损的速度是较快的，由于是崭新的离心泵刚刚开始投入工作，这一期间，离心泵轴承滚动体与滚道、支持架等在副加工表面会留下毛刺、切削或磨削痕迹等缺陷，另外在装配的过程中会出现位置的细微偏差，导致磨损会迅速加快。在离心泵的整个磨合期上，应当注重对其正确使用，利用和配合好各个阶段磨损特点加以维护和保养。磨合磨损期期间，新的离心泵应当在使用将近十五个小时的时候停止运行，将其中的润滑油在保持油温的情况下从油腔底边侧边排空，另用新的润滑油清洗离心泵内腔，消除初始使用中磨合下来的磨屑等杂物，重新调整会产生摩擦的区域的配合间隙，进行机械的部分情节、调整和坚固的工作，随后再注入新的油，重新开始投入工作。在接下来的正常磨损期和加剧磨损期间，都需要定期做好监督检查工作，确保油质的润滑以及机械内部没有会影响正常运行的杂物产生。这样可以延长离心泵的使用寿命。

3 离心泵的节能技术改造

3.1 不同离心泵的節能方案

离心泵根据不同的条件能够划分出多种类别，企业需要针对不同的离心泵来制定不同的方案。按照离心泵的工作原理，能够将其分为三大类：叶片式离心泵、容积式离心泵以及其他类型泵。我国大部分企业依靠单级吸收式离心泵，这就是叶片离心泵当中的一种，这种泵的工作是依靠叶轮高速旋转时叶片波动液体产生压力来输送液体能力。与此同时，其他类型的离心泵各自拥有不同的工作特点和使用方法，因此在节能上也需要作出相应的变更。总体来说，节约离心泵的能源最主要的就是促使离心泵与管路相互匹配，尽量实现离心泵的出口阀门全开，从而减少因离心泵与管路的相互调节导致的能源消耗。首先应确定的是离心泵是否需要采取能源节约措施，因此，如果离心泵的出口阀能源消耗过量应当立即考虑节能措施的实施。判定离心泵的能源消耗时，必须秉持认真谨慎的态度进行专业性高的测量，以理论计算值为计算依据，结合实际测量数据进行修正，坚持理论联系实际的方式方法。

3.2 车削离心泵叶轮直径

通过收集调查资料，发现离心泵的设计者普遍会考虑到工艺运行的可靠程度，因此在设计离心泵构造的时候，通常会出现离心泵的扬程大于实际所需要扬程的现象，离心泵与实际工况相互不符，导致离心泵的工作效率大大下降并且能源耗费严重。根据实际需求对离心泵叶轮实行切割改造，能够有效缓解这一问题，使离心泵与管路相匹配，达到节约能源的目的。切割改造的实施必须有现实理论依据，通过准确的数据计算来确定离心泵叶轮切割的程度。

设离心泵叶轮直径D，将直径D车削为D时，需要遵循撤销定律：H/H=D/D，Q/Q=（D/D）2，N/N=（D/D）3。其中，H、Q、N、D分别为车削前离心泵扬程、流量、功率和直径，H、Q、N、D分别是车削后离心泵的扬程、流量、功率和直径。根据车削定律，就可以得到叶轮需要车削的直径，掌握离心泵叶轮直径和扬程等相关参数，通过计算得出与管路所需要的压力数值，从而觉得车削直径。

3.3 改进油位观察孔

离心泵的运作离不开润滑油的作用功效，经过长期的实践证明，部分离心泵的油位观察孔有偏差，设计不准确，工作人员很难控制润滑油的使用量。如果润滑油过多，会引起油温偏高，温度升高就会导致润滑油的密度下降，离心泵轴承部件之间磨损程度会随之加重，影响离心泵的使用寿命。如果润滑油量不足，则会有个别部件得不到充分润滑而干磨，降低运行速度。离心泵油腔中的油通过观察孔下面的一条狭窄缝隙流入观察孔内部，但是，观察孔内部空间狭小，又是密闭容器，与观察孔镜内部会形成较强气压。在观察孔上方约三分之一的位置形成压缩性气体，气压要大于油腔内的气压，因此油腔内的油位高度事实上要比观察孔看到的高度要高，工作人员注油时通过观察孔来确定油位，油枪内油位与观察孔内油位具有偏差，所以会导致润滑油添加过多。另外，在离心泵运行过程中产生的热能会影响油温升高，在热胀冷缩的作用下，油腔内油位和观察孔内油位也会出现偏差。

对此，应针对离心泵的观察孔的设计进行改造，致使油腔内的油与观察孔中的油处在一个相同的气压强度下，应把观察孔设计成相等直径的直通孔，与油腔内的油相连通，从而保证二者油位相等，关注油量与工作需求相适应，避免出现机械过度损耗的问题。

4 结语

离心泵的运行过程能够为企业带来诸多便利，油类、化工原料等物品的运输能够得以快速实现。但是，会由于离心泵设计方面的问题而出现能源大量损耗的问题。事实表明，离心泵工作时产生的不必要的能源消耗是可以避免的，只要通過正确、科学的方法，根据不同的离心泵种类制定不同的改革方案、合理车削离心泵叶片直径、正确利用泵轴磨合期以及调整离心泵油腔油位的观察孔设计，就能够切实达到离心泵的节能减排目的，贯彻我国可持续发展战略，提高企业经济效益，为我国国民经济发展做出贡献。

参考文献：

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