浅谈化工用离心泵的机械完整性和应用

赵海瑞 王德恒 王可 辛庚嘉

摘要：在石油化工和化学工业中，离心泵这三个字对大家来说并不陌生，它作为一种流体机械用来传输液体和提供化学反应的压力流量，将化工原料制成半成品和成品投入使用，应用十分广泛。目前，随着产品技术水平的提高和节约能源的要求，如何最大程度的加强离心泵的机械密封性并将其投入实际生产成了大家的关注焦点。本文通过对化工用离心泵的构造，完好标准以及其工作原理的分析，简单介绍了离心泵机械密封的重要性，并站在现在技术基础上对离心泵在化工领域的应用和发展前景进行了探讨。

关键词：离心泵 化工机械 完好标准 泵的应用

1.泵的概况及构造

1.1泵的定义

泵是一种用来输送液体或使液体增压的机械，它通过能量转换，将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体从而使得使液体能量增加。在实际生活中泵主要用来输送水、油、酸、碱、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

1.2离心泵的工作原理

泵在工贸企业被广泛应用，品种规格繁多。对它的分类方法也各不相同，按其工作原理可以分为三大类：叶片式水泵，容积式水泵，其他类型水泵。在我厂生产中大部分使用的是单级双吸式离心泵，是叶片泵的一种，由于这种泵的工作是靠叶轮高速旋转时叶片拨动液体旋转，使液体获得离心力而完成水泵的输水过程所以这种泵称为离心泵。

1.3离心泵的基本构造

离心泵的基本构造是由九部分组成，分别是：叶轮，泵体，泵盖，挡水圈，泵轴，轴承，密封环，填料函，轴向力平衡装置。叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大。泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。密封环又称减漏环。填料函主要由填料，填料环组成，确保泵体内介质的密封，始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却。

2.化工离心泵机械完整标准

2.1离心泵主要部件的完整性

叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。

2.2离心泵密封组件的完整性

密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。

3.机械密封的完整结构和功用

3.1機械密封的结构

机械密封是一种旋转轴用的接触式密封，它的完整性对于离心泵的工作效果起着至关重要的作用，从结构上来说，他是通过流体介质以及弹性元件的作用，两个垂直于轴心线的密封端面紧贴着相对旋转，在离心泵内形成一个真空的状态，从而达到密封的标准。机械密封结构的原理简单，但是制作中要达到一定的标准还得依赖先进的技术，现在国内对离心泵的机械密封性要求越来越严格，相应的对于密封性研究的程度也越来越深。

3.2机械密封失效分析

离心泵停机主要原因就是机械密封的失效。其泄漏原因主要两种，一是动静环密封面的泄漏，原因主要是制作的时候端面平面度和粗糙度未达到要求。二是补偿环密封圈泄漏，具体表现在四个方面：压盖变形，预紧力不均匀;安装不正确;密封圈质量不符合标准;密封圈选型不对。另外，安装不到位，方式不正确，端面间有颗粒物也是原因之一。实际使用效果显示，如果安装时密封面间隙过大，冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量，或是冲洗液从密封面间隙中漏走，都会造成端面过热而零件损坏，从而引起密封失效。

4.离心泵的应用以及发展趋势

4.1 离心泵在工业中的应用

在石油化工和化学工业流程中，离心泵是最常用的流体机械。目前应用较多主要有四种形式的离心泵。一是高速离心泵，它主要应用与炼油，石油化工以及化学工业中，其结构紧凑，维护方便，已渐渐成为离心泵的一个重要发展趋势。二是大功率离心泵，主要为适应大流量以及高压的生产坏境。三是低空化余量离心泵，主要优势在于抗空化性能好，空化余量低。四是高入口压力离心泵，跟第二种大功率离心泵一样，虽然在设计过程中机械密封可靠性问题比较复杂，但是却能很好的满足生产工艺的要求。

4.2离心泵在化工业的发展趋势

无论是水利工程，农业，化工业还是航空业，离心泵都发挥了越来越重要的作用，生产的要求促进了设计的创新，怎样提高离心泵的技术设计成了刻不容缓的问题。从一定程度上讲，在化学工业领域我国离心泵的综合技术水平与国外相比相差无几，但是在创新技术设计方面还存在一定的差距。传统的化工用离心泵设计周期长，整个设计要经过多次的重复，相对成本大幅度增加。这几年，研究者通过虚拟技术以及CFD技术在离心泵中的优化应用，取得了很好的成效[6]。我们可以看到，离心泵正在一步一步向精准化，高效化，低成本化，人性化直观化发展，在不久的将来，可靠性更高，通用性更强的离心泵将会成为我国化工业发展大潮中的一颗璀璨明星！

总结

综上所述，离心泵已经在我国的化学工业发展中起到了不可磨灭的作用，如若把水网当做人身的血管系统，那么离心泵就是押送血液的心脏。但是，根据我国的现状，离心泵的设计创新技术还远远不够，我们在充分利用离心泵的优势大力发展国民经济的同时，还要培养专业的人才，创新新型的技术，只有这样才能更好的迎合国家的发展，更好的顺应发展的潮流！

参考文献：

[1]谭天恩：化工原理[M]，高等教育出版社，北京，2009。

[2]丁成伟：离心泵与轴流泵[M]，甘肃工业大学出版社，兰州，2010。