多级离心泵性能试验实践

樊雪琪

（阳泉阀门股份有限公司，山西 阳泉 045000）

引言

水泵性能试验分为开式试验与闭式试验。阳泉阀门股份有限公司（简称“公司”）生产的多级离心水泵通常采用开式试验。其安装操作方便、适应性强、散热好、温升易控制、造价低，但汽蚀试验重复性差，试验精度较低。

1 多级离心泵性能试验准备工作

1）根据所试验泵的型号，确定所需仪表仪器以及配套电机。需要用到的仪器仪表有转速表、测振仪、声级计、瓦特表、精密电流互感器、流量计、红外测温仪、精密压力表、量筒、电子秒表、水银真空计、水银压差计、钢板尺等。根据所试验泵的参数，确定合适的试验用配套电机。

2）水泵和配套电机在试验前必须紧固在合适的试验平台上。首先根据所试验多级泵的进出口直径，以及其与配套电机的总体积、总重量，选择合适的试验平台。泵与电机放置好后，用柱销联轴器与电机连接。用垫片调整泵与电机高度，确保电机与水泵同轴，且二者之间应有3～5 mm的间隙。调整好泵与电机后，用螺栓、压板等将泵和电机紧固在试验平台上，以保证试验过程中不因泵的振动而产生位移。

3）将泵与试验用进出水管路连接紧固。将多级泵进、出口法兰与选定的试验平台吸入管和吐出管法兰用螺栓螺母紧固好。吸入管内径尽量与水泵进口法兰内径相同。插入水池中的管路管径在300 mm以下的，其长度不小于1.5 m；管径在300 mm以上的，其长度至少在2～5 m，以防止水中产生旋涡。吸入管与水池底部有1.0～1.5 m的距离，与水池四壁的距离也应有1 m左右。在试验用吸入管路上安装压力表和水银压差计。水银压差计用来检测水泵吸程数值。在吐出管路上安装流量计、流量调节阀以及吐水管。吐水管不允许插入水池中与水池液面接触，以免影响液体中气体的排出。

4）根据试验功率，选择合适的电路与电机连接。电机的接线方式通常为三角形连接。确定电流互感器、单相瓦特表等仪器仪表安装到位。

2 水泵性能试验项目及其测量方法

2.1 确定试验项目

关闭出口阀门，起动电机，打开泵进口真空表，泵出口压力表，接通电气监测、监控仪器仪表，在极短时间内确认电机和水泵达到正常转速时，逐渐打开泵的出口阀门，直至水泵正常上水，管路正常出水，观察电机不过载，打开管路系统的压力表、流量计，注意观察系统运行状况。当确认水泵、电机及其系统均在安全、平稳、温升正常、高效、经济的状态下运行时，开始水泵试验，并按要求做好试验数据记录。

2.2 测量方法

2.2.1 小流量点测试

调整进口阀，当电磁流量计值达到设计的小流量值并稳定下来，读取泵出口压力表值，并用钢板尺量取水银差压计数值。读数尽量在同一时间内进行，以保证数据准确性。

此时，当变压器电压值达到380 V或其他要求电压值，分别读取两块瓦特表数值并记录。瓦特表读数是用来计算泵轴功率的。也可以用电流互感器测出即时电流，和系统电压一起计算出泵的轴功率。

转速测量直接测量法和间接测量法。公司一般采用直接测量法中的非接触式转速表，通过光接触直接显示测量数值。

在测量水泵振动时，应在水泵和电机的不同规定位置测取至少7个值。每个测点都要在3个互相垂直的方向进行振动测量。

2.2.2 规定点流量性能测试

规定点流量性能测试与小流量性能测试相同。噪声检测需在水泵设计点流量下进行测量，电机侧取3个点，水泵侧取5个点，根据泵的噪声评价方法，来评价泵的噪声等级。

2.2.3 大流量点测试

大流量点测试与小流量点测试方法相同，此时调整进口阀到系统流量达到规定的大流量值。

这些测试过程持续20 min左右，这时可以检测水泵轴承温度。用红外测温仪首先读取环境温度，然后在水泵轴承的泵侧、电机侧等位置测几个值，将最高温度记录下来。水泵轴承温度不得高于环境温度35℃，直接温度最高不应超过75℃。

在水泵试验过程中，要随时检查轴封的密封、润滑、温升及水封水的流量、压力状况，并注意填料密封的泄漏量是否超出规定值。

3 汽蚀性能试验

多级泵跟其他离心泵出厂试验一样，一般不做汽蚀性能试验。如果是新开发产品或者水力性能做过重大改进的水泵，则可能会要求做汽蚀性能试验。汽蚀试验通常在做完其他性能试验之后做。

公司一般采用关小进口阀的方法测试汽蚀余量。将多级离心泵的流量调节到规定的小流量点，流量稳定后开始调节泵进口阀，使流量缓慢降低。流量下降一定值，就在流量保持不变的前提下，测量泵进、出口压力及电流、两块瓦特表值并记录。当出口压力值突然发生剧烈下降，泵产生异常振动，水泵上水不正常，同时听到水泵发出异常的噪声，说明水泵已经发生汽蚀。用这时测得的水泵出口压力值和进口压力值，带入特定公式，即可计算得到小流量点的临界汽蚀余量。测得汽蚀试验有关数据后，立即打开进口阀门，水泵进入非汽蚀状态。

设计点和大流量点的汽蚀余量同样使用减小流量的测量方法。每次汽蚀余量测试完成后，都必须放掉管路系统中的气体，这样下一次测试时流量才能稳定到规定值。应尽量缩短水泵产生汽蚀后的运行时间，以免泵过流件因汽蚀而损坏。

3.1 采集好各测试数据，及时停泵

泵的停车可依次关闭出口阀门、真空表，切断电源，关闭压力表。在泵停稳后，最后关闭进口阀门。注意不允许在预先关闭或控制进口阀门的情况下停泵。

3.2 根据性能试验数据，利用性能试验计算公式，计算泵的流量、扬程、功率、效率等性能参数

目前市场上有水泵全性能自动测试系统，也有单独的汽蚀余量自动测试系统，其原理与人工测试完全相同，不同的是通过集成数据采集模块和数据控制模块自动、快速、准确地测试水泵性能。自动测试系统省去了人工测量、读取数据及测量后的人工计算，可以避免人为的失误。其缺点是一旦自动测试系统某一个程序或某一个元件出错，水泵测试工作立即陷入瘫痪。自动测试系统带来便利的同时，也形成测试人员对其的强烈依赖。人工测试有自动测试系统所没有的机动性、灵活性，也更为节能。

3.3 水泵性能测试实例

表1为公司生产的某多级离心泵试验数据，表1中出口压力由压力表直接读出，吸程由水银差压计读出数值后，将毫米汞柱换算成水柱。流量由电磁流量计读出，记录实时转速，换算为设计转速下的流量。扬程和轴功率均由公式计算得到。

表1 某多级离心泵试验数据

经过性能测试判定不合格的水泵，可酌情返修后进行二次测试。多级泵由于其使用压力较大，且多使用填料密封，用填料压盖压紧。如果填料过紧，试验约10 min后就可能填料发烧甚至轴抱死而不能运转。如果填料过松，漏水严重，则会影响水泵性能。试泵过程中若发生这些情况，需停泵重新调整填料压盖螺栓。

为平衡轴向力，多级泵设计有平衡水管、平衡盘、平衡环等零件。这些平衡设施如果加工精度不够或安装不到位或有漏水现象，也会影响水泵性能。平衡盘偏磨导致的，更换平衡盘，水泵性能完全达到设计值。

4 结语

水泵的性能试验是保证水泵获得满意的性能参数的主要手段之一。高效、节能、环保的水泵新品的研发，也离不开水泵性能试验提供有力的数据支持。