浅析离心泵站

赵壮

摘 要：泵站工程在我国工农业生产中发挥着重要的作用。我国西北高扬程泵站大多采用离心泵。随着石油化工等工业的不断发展，对离心泵的要求也不断增加。离心泵做为输送物料的一种转动设备，对连续性较强的化工装置生产尤为重要，需要很多要求输送高温介质及高扬程的离心泵。而离心泵运转过程中，难免会出现各种各样的故障。因而，如何提高泵运转的可靠性、寿命及效率，以及对发生的故障及时准确的判断处理，是保证生产平稳运行的重要手段。

关键词：离心泵;泵站 ;能耗

泵站工程在我国工农业生产中发挥着重要的作用。我国西北高扬程泵站大多采用离心泵。随着石油化工等工业的不断发展，对离心泵的要求也不断增加。离心泵做为输送物料的一种转动设备，对连续性较强的化工装置生产尤为重要。下面，不妨站在巨人的肩膀上来浅析一下离心泵站。

一、离心泵站的概念及特点

水泵是不能单独工作的，它需要有动力机、传动设备、管路系统和相应的建筑物等配套。我们将能够使水泵正常运行的这一总体工程设施称为水泵站，常简称泵站。工作主泵为离心泵的泵站，多用于高扬程灌溉、加压等。

离心泵的特点是：送液能力大，流量均匀，但产生的压头不高，且压头随着流量的改变而变化。

二、离心泵的类型和选用

（一）离心泵的类型

按被输送液体的性质可分为：

1.水泵（B型、D型、sh型）用于输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体。

2.耐腐蚀泵（F型）用于输送酸、碱等腐蚀性液体。

3.油泵（Y型）用于输送石油产品。

（二）离心泵的选用

1.根据被输送液体的性质及操作条件确定类型;

2.根据流量（一般由生产任务定）及计算管路中所需压头，确定泵的型号（从样本或产品目录中选取）;

3.若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时，应核算泵的特性参数：流量、压头和轴功率。

选择离心泵时，可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求，此时，可分别确定各泵的工作点，比较工作点上的效率，择优选取。

三、离心泵调节方式与能耗分析

离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的，因此，改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。目前，离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。由于各种调节方式的原理不同，除有自己的优缺点外，造成的能量损耗也不一样，为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式，必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系。

（一）泵流量调节的主要方式的比较

改变管路特性曲线，即改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。

改变离心泵特性曲线，是根据比例定律和切割定律，改变泵的转速、改变泵结构两种方法都能改变离心泵的特性曲线，从而达到调节流量的目的。

泵的串、并连调节方式，是指当单台离心泵不能满足输送任务时，可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台相同型号的离心泵并联，虽然压头变化不大，但加大了总的输送流量，并联泵的总效率与单台泵的效率相同;离心泵串联时总的压头增大，流量变化不大，串联泵的总效率与单台泵效率相同。

（二）不同调节方式下泵的能耗分析

阀门调节流量时的功耗：离心泵运行时，电动机输入泵轴功率N为：N=vQH/η

式中N––轴功率，w;Q––泵的有效压头，m;H––泵的实际流量，m3/s;v––流体比重，N/m3;η––泵的效率。

变速调节流量时的功耗：在进行变速分析时因要用到离心泵的比例定律，根据其应用条件，以下分析均指离心泵的变速范围在±20%内，且离心泵本身效率的变化不大。用电动机变速调节流量到流量Q2时，在工作点A3泵消耗的轴功率为：NA3=vQ2H3/η，同样经变换可得：NA3=vQ2H3+vQ2H3式中vQ2H3––实际有用功率，W;vQ2H3––离心泵损失的功率，W。

（三）结论

通过泵变速调节来减小流量还有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性。当流量减小越大时，变速调节的节能效率也越大，即阀门调节损耗功率越大，但是，泵变速过大时又会造成泵效率降低，超出泵比例定律范围，因此，在实际应用时应该从多方面考虑，在二者之间综合出最佳的流量调节方法。

四、离心泵常见故障分析与预防

离心泵做为输送物料的一种转动设备，对连续性较强的化工装置生产尤为重要，需要很多要求输送高温介质及高扬程的离心泵。而离心泵运转过程中，难免会出现各种各样的故障。因而，如何提高泵运转的可靠性、寿命及效率，以及对发生的故障及时准确的判断处理，是保证生产平稳运行的重要手段。

（一）常见故障

离心泵常见故障为泵不能启动或启动负荷大、泵不排液、泵排液后中断、流量不足、扬程不够、运行中功耗大、泵振动或异常声响、轴承发热、轴封发热、转子窜动大以及发生水击。

（二）故障预防措施

故障预防措施有以下几点：保证离心泵的润滑良好;加强易损件的维护;流量变化平缓，一般不做快速大幅度调整;严格执行操作规程，杜绝违章操作和野蛮操作;做好状态监测，发现问题及时分析处理;定期清理泵入口过滤器。

离心泵的故障产生原因可能是多方面的，但绝大多数与技术管理水平、安装、保养、操作人员的素质及重视程度有关。若能充分重视，则能够将离心泵的修理平均间隔时间延长，使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。

五、离心泵站的发展前景

据分析，到2020年，中国的离心泵进口额将达到惊人的50亿美元，超过美国的49亿美元成为世界上最大的离心泵进口国。

从现在看未来，调水工程泵站逐渐增多，泵站应用范围日益扩大，泵站规模在逐渐增大，泵站更加讲究投资效益以及安全节能的要求也越来越高。总而言之，在泵站的不断发展下，离心泵有一片广阔的前景。

参考文献：

[1]姜培正《过程流体机械》

[2]王福军《水泵与水泵站》