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泵裝置的概念 泵裝置是指從泵組的吸入管道進口到吐出管道出口之間的，由管道,，閥門（或拍門）,，彎頭等組成的系統(tǒng)。  泵裝置的特性     容積式泵包括螺桿泵,、齒輪泵,、往復泵等，它的主要性能參數(shù)如下： (1) 轉(zhuǎn)速(n)-----泵每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù),。(r/min) (2) 壓力(P)-----泵排出最高工作壓力,。(MPa) (3) 流量(Q)-----泵在單位時間內(nèi)排出的液體數(shù)量。(l/m,m3/h) (4) 軸功率------原動機傳給泵軸上的功率,，即泵的輸入功率單位為kW (5) 效率(η)----泵的輸出功率與輸入功率之比,，一般用%表示。 (6) 往復次數(shù)----對往復泵而言,、活塞每分鐘往復次數(shù),。 常用水泵的結(jié)構(gòu)及工作原理 葉片泵結(jié)構(gòu)的基本組成部分及其作用    其它輔助部件 底座作用：方便泵組安裝； 聯(lián)軸器罩作用：保障安全,； 小配管作用：起潤滑和冷卻作用的水管,、油管系統(tǒng)。  水泵的安裝,、運行,、維護要領(lǐng) (1)對進水管的要求 A、長度盡量短,，在泵入口前要有一段直管,，長度約為泵吸入口直徑的4倍。 B,、要便于排氣,，如采用偏心大小頭、吸入管路稍前傾等措施,。 C,、吸入口的淹沒深度>1.5D0(D0:吸入管徑)，吸入口離地底距離對一般中小泵而言,，C≥D0,；  (2)對吐出口布置要求 A、吐出管內(nèi)有壓力水,，吐出管路在壓力水作用下會有拉伸,，因此泵出口管路要有伸長的余地（如采用L型拐管），不能將管路伸長的力壓向泵座。 B,、吐出管路上如果采用了輪胎節(jié)之類的伸縮節(jié)部件,，在管路安裝好之后，伸縮節(jié)兩端法蘭一定要用長螺桿將其剛性聯(lián)接,。最好是將伸縮節(jié)安裝在吐出閥門之外,。  對安裝基礎(chǔ)的要求：總的來說，泵安裝基礎(chǔ)（包括水泥基礎(chǔ)和墊板,、支座等）要有足夠的剛度和穩(wěn)定性,，否則容易引發(fā)機組振動超差問題?；A(chǔ)的自重要求：驅(qū)動機為電動機時,，基礎(chǔ)的自重要大于機械設(shè)備重量的3倍以上；驅(qū)動機為發(fā)動機時,，基礎(chǔ)的自重要大于設(shè)備重量的5倍以上,。對于新建的大型水泵房，泵房基礎(chǔ)有一個沉降過程,，所以要特別注意泵房的不均勻沉降對泵機組的影響,。 泵安裝標高的確定：泵安裝高度（相對于吸入水池水面的高度）必需依據(jù)可能運行的最大汽蝕余量值（NPSHr）來確定，并要考慮足夠的余量,。 機泵兩軸對中要求：安裝時通過機泵兩聯(lián)軸器來校核機泵兩軸的對中性,，一般兩聯(lián)軸器彼此打徑向跳動時，要求跳動值及端面平行度在0.05-0.06mm以內(nèi),。 對立式長軸泵而言,，要特別注意吐出口與吐出管路的聯(lián)接，總的要求：泵吐出口與管道連接時,，不能使泵筒體受到任何干擾（推或拉的干擾）,，為此一般在泵吐出口與管道之間，裝有一個活動法蘭的伸縮節(jié),。同時要注意,，伸縮節(jié)安裝好之后，一定要剛性聯(lián)接,，不能讓其再有伸縮余地,。 一般注意事項不多說，只提一下容易引發(fā)運行故障的注意事項,。 1,、機泵兩聯(lián)軸器聯(lián)接之前,，一定要檢查電機的旋轉(zhuǎn)方向是否符合泵的轉(zhuǎn)向要求,，對于大型機組，還要檢查電機空載時的振動值。 2,、滾動軸承室的潤滑油或潤滑脂要適量,。潤滑的油位不能超過油標規(guī)定，潤滑脂的填充量以占軸承室1/3空腔為宜,。過量易引起軸承發(fā)熱 ,。 3、按說明書要求閉閥或開閥啟動,，運行時吐出閥門開度當然最好是全開,，但有時由于泵揚程選型過高，吐出閥全開時容易引起汽蝕,、振動或超功率等故障,，此時閥門開度要注意使出口壓力表讀數(shù)基本符合泵設(shè)計揚程的要求。 4,、要例行記錄泵的運行壓力,、運行電流、軸承溫度,、振動數(shù)值等運行數(shù)據(jù),，并注意這些數(shù)據(jù)的前后穩(wěn)定性，因為這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生變化很可能反映泵運行出現(xiàn)了故障,。 5,、對于有外接潤滑水和冷卻水的機組，啟動之前要先行通水,。 維護保養(yǎng)要領(lǐng)： 1,、處于寒冷地區(qū)的泵站，停車之后,，一定要將泵內(nèi)的水放干,，以免泵內(nèi)的水結(jié)冰而將泵凍裂。 2,、軸承腔室中的潤滑油（脂）要按使用說明書要求定期更換或添加 ,。 3、水泵檢修時,，有裝配間隙值要求的易損件（如葉輪與密封環(huán),、導軸承與軸套、葉輪與葉輪室,、填料軸套）,，當其間隙值（隨公稱直徑大小變化，間隙值要求也不同）超過規(guī)定的上限值時,，要及時更換或修復,。 水泵常見故障處理措施 1、水泵揚程過高引發(fā)的運行故障： 設(shè)計院在做水泵選型時，泵的揚程首先是通過理論計算確定的,，往往有些保守,，致使新選泵的揚程高于實際裝置所要求的揚程，從而導致泵偏工況運行,。由于偏工況運行,，會造成如下一些運行故障： (1)電機超功率（電流），常常出現(xiàn)在離心泵上 ,。 (2)泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,，并發(fā)生振動和噪音，出口壓力指針頻繁擺動,。由于汽蝕發(fā)生,，還導致葉輪汽蝕破壞，運行流量下降,。 處理措施：分析泵運行數(shù)據(jù),，重新確定裝置要求的實際揚程，調(diào)整（降低）泵的揚程.最簡單的方法是切削葉輪外徑;如切削葉輪不足以滿足揚程降低值的要求,，可更換新設(shè)計的葉輪,；還可將電機做降低轉(zhuǎn)速的改造以降低泵揚程。 2,、滾動軸承部件溫升超標 國產(chǎn)滾動軸承允許的最高溫度不超過80℃,進口軸承如SKF軸承,，允許的最高溫度可達到110℃。平時運行檢查時,，都以手摸觸感來判斷軸承是否發(fā)熱,，這是不規(guī)范的判斷。 引起軸承部件溫度過高的常見原因有下列幾點： 1）潤滑油（脂）過多 ,； 2）機泵兩軸不對中,，使軸承受到額外的負載； 3）零部件加工誤差,，特別是軸承體與泵座相配合的端面垂直度超差,，也會使軸承受到額外的干擾力而發(fā)熱； 4）泵體受到吐出管道的推拉干擾,，從而破壞了機泵兩軸的同心度,，也會使軸承發(fā)熱； 5）軸承潤滑不良或潤滑油脂中含有泥砂或鐵屑,，也會使軸承發(fā)熱,； 6）軸承容量不足，這是泵設(shè)計選擇的問題,，成熟產(chǎn)品一般不存在這一問題,。 3,、泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，導致振動噪音增大和葉輪破壞： 泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的實質(zhì)原因是泵裝置汽蝕余量（以NPSHa表示）小于泵必需汽蝕余量（以NPSHr表示）而造成的 ,。 泵裝置汽蝕余量NPSHa的值是由裝置確定的，它與當?shù)卮髿鈮篜a,，輸送介質(zhì)的汽化壓力Pv,，泵汽蝕基準線離吸入液面的幾何高度Hg，吸入管路的阻力損失hw有關(guān),，具體的計算公式為： hw——泵吸入管路的阻力損失,，一般為0.3-0.5m 當裝置確定之后，而且吸入水位恒定的情況下,，NPSHa值為一個恒定值,。 泵必需汽蝕余量NPSHr值是通過泵試驗確定的，一般只做三個流量點（即規(guī)定范圍內(nèi)的三個流量點：小流量點,、設(shè)計流量點,、大流量點）的試驗，而且三個流量點的NPSHr值不一樣,，正常情況下,，設(shè)計流量點的NPSHr值最小，其他流量點特別是大流量點的NPSHr值要增大,。超出大流量點以外的NPSHr值一般那都急劇增大,，無法預料。 設(shè)計院確定泵的安裝高度,，裝置汽蝕余量NPSHa值要滿足泵使用范圍內(nèi)最大必需汽蝕余量NPSHr值的要求,。但是為什么還會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象呢？其原因有以下幾點：泵偏工況運行造成汽蝕的發(fā)生：由于選型誤差,，使泵的運行工況點不在泵的規(guī)定范圍內(nèi),，而是偏在大流量區(qū)域運行。由于大流量點的NPSHr值無法預料的之大,，造成NPSHaNPSHa值而發(fā)生汽蝕,。 處理措施：針對以上所述造成汽蝕的三個原因，相應(yīng)的采取以下三種解決措施： 1）調(diào)整泵的性能（一般是降低揚程值）,，使泵的運行工況點回到規(guī)定的流量范圍內(nèi)運行,； 2）檢查并清理吸入管內(nèi)的雜物； 3）將泵返回制造廠做汽蝕試驗,，核實泵的汽蝕余量值是否達到樣本規(guī)定值,； 3、振動超差 簡單介紹泵的振動測量與評價方法標準JB/T8097-99,。 1）該標準確定了各類泵振動的測量的測點位置和測量方向,； 對于臥式中開泵,，兩個主測點定在兩端軸承座上方，一個輔助測點定在聯(lián)軸器側(cè)下方的底座上,，見圖示（中開泵振動測點示意圖）,。 對于單基礎(chǔ)立式長軸泵，主測點在電機支座上法蘭處,，輔助測點在安裝底座和吐出口法蘭上方,，見圖示（立式長軸泵振量測點示意圖）； 2,、泵振動超差的原因： 引起泵振動超差的原因有很多因素,，總的來說,，可歸納以下一些因素： 1）泵選型不當 泵選型不當使泵偏工況運行（運行流量大于最大規(guī)定流量或小于最小規(guī)定流量都屬偏工況運行），從而或引發(fā)汽蝕而振動,，或處于拐點（對于混流泵和軸流泵而言）運行而振動,； 2）泵安裝質(zhì)量因素 安裝時基礎(chǔ)找平、轉(zhuǎn)子對中未達規(guī)范要求,，都可能引發(fā)泵振動超差,；立式泵的配套電機的油隙氣隙調(diào)整不當也可能使振動超差； 3）泵制造質(zhì)量因素 由于泵制造質(zhì)量原因引起泵振動超差最主要的一點是葉輪的平衡質(zhì)量 ,。 4）管路系統(tǒng)配置因素 管路系統(tǒng)配置方面容易引發(fā)振動超差的失誤之處是泵吐出管路上配置柔性伸縮節(jié)時,，未將伸縮節(jié)最終予以剛性聯(lián)接，造成管道及泵座位移,，破壞機泵對中性,，從而使振動超差。 對于吐出壓力較高的泵裝置,，吐出管路上如果裝備能調(diào)整軸向長度的伸縮節(jié)（包括輪胎節(jié)）,，調(diào)整安裝之后，一定要用長螺桿將伸縮節(jié)兩端法蘭剛性聯(lián)接,，使其不能再自由伸縮,。 5）土建因素 土建因素主要是泵的水泥基礎(chǔ)的剛度與穩(wěn)定性兩方面。對于立式長軸泵,，泵的水泥基礎(chǔ)為井字形水泥框架,，要求有足夠的承載剛度，否則易使泵振動超差,。另外,，新建的大型泵房，初期有一個沉降過程,，如果過早地安裝水泵,，泵房不均勻沉降后會使原來找平的泵基礎(chǔ)其水平度不符合要求,。這些情況都可能加劇泵的振動。 振動問題的處理措施：因為引起振動超差的原因很多,，所以到振動問題,，要找出其原因有一個過程。要從諸多因素中逐個逐個地排除一些因素,，最終確定一個或二個主因,，再采取相應(yīng)的解決措施。 典型故障案例分析 案例I：循環(huán)泵汽蝕破壞 某電廠3#機組（25MW）配用二臺雙吸中開泵作循環(huán)冷卻泵,，泵的銘牌參數(shù)為： Q=3240m3/h，H=32m,，n=960r/m Pa=317.5kW,，Hs=2.9m（即NPSHr=7.4m） 泵裝置為一次循環(huán)供水，取水口和排出口均在同一水面上,。開車運行不到兩個月,，泵葉輪被汽蝕破壞穿孔。 處理過程：首先作現(xiàn)場調(diào)查,，發(fā)現(xiàn)泵的出口壓力僅0.1MPa,而且指針劇烈擺動,，并伴有爆破汽蝕響聲。作為水泵專業(yè)人員,，第一印象就知道這是由于偏工況運行而造成汽蝕發(fā)生,。因為泵的設(shè)計揚程為32m，反映在吐出壓力表上,，讀數(shù)應(yīng)字0.3MPa左右,。而現(xiàn)場壓力表讀數(shù)只有0.1MPa，顯然泵的運行揚程只有10m左右,，即泵的運行工況遠離Q=3240m3/h,，H=32m的規(guī)定工況點，此點的泵必需汽蝕余量已無法預料的增大,。必然發(fā)生汽蝕,。 其次作現(xiàn)場調(diào)試，讓用戶直覺認知是泵選型揚程過失,，為了使泵消除汽蝕,，必須使泵的運行工況回到Q=3240m3/h，H=32m的規(guī)定工況附近,。方法就是關(guān)校出口閥門,。用戶對關(guān)小閥門非常擔心，他們認為現(xiàn)在全開閥門運行,，流量尚不充分,，致使冷凝器進出溫差達33℃（若流量充足，正常進出溫差應(yīng)在11℃以下）,，若再關(guān)小出口閥，泵的流量豈不更小,。為了使電廠操作人員放心,，要他們布置有關(guān)人員分頭觀察冷凝器的真空度、發(fā)電出力數(shù),、凝器出水溫度等對流量變化反映敏感的數(shù)據(jù),，泵廠人員則在泵房逐步關(guān)小泵出口閥。出口壓力隨著閥門開度的減小而逐步上升,，當上升至0.28MPa時，泵的汽蝕響聲完全消除,，凝器真空度也從650汞柱上升到700汞柱，凝器的進出溫差下降到11℃以下,。這些都說明,，運行工況回到規(guī)定點之后,，泵汽蝕現(xiàn)象即可消除,，泵的流量恢復正常（泵偏工況發(fā)生汽蝕后，流量,、揚程都要下降）,。但此時閥門開度只有10%左右，若長此運行,，閥門也容易損壞,，同時耗能不經(jīng)濟。 解決辦法：由于原泵揚程有32m,，而新需揚程僅12m,，因為揚程相差太遠，切割葉輪降低揚程的簡單辦法已不可行,。于是提出電機降速（960r/m降至740r/m）改造，泵葉輪重新設(shè)計的方案,。此方案后來實踐表明，徹底解決了問題,，不僅解決了汽蝕問題,，還大大地降低了能耗,。 本案問題的關(guān)鍵是泵選型揚程過高造成的。 案例Ⅱ：循環(huán)水泵位移和斷軸事故分析 該工程共有6臺24寸型循環(huán)水泵,，露天安裝,，泵的銘牌參數(shù)為： Q=3000m3/h，H=70m N=960r/m（實際轉(zhuǎn)速達990r/m） 配套電機功率800kW 泵軸承為SKF球軸承,。脂潤滑。從動端軸承向固定,，承受殘余軸向推力；主動端軸承外圈軸向留有游動間隙,。 泵裝置如上圖所示 橡膠伸縮節(jié)兩端法蘭分別與管道連接，兩端法蘭本身未用長螺栓剛性連接,。 泵安裝好之后,，開始逐臺調(diào)試,，調(diào)試中出現(xiàn)下列情況： 1)泵座和吐出管道水泥固定支墩均發(fā)生位移,，位移方向如裝置示意圖所示：泵向右移，固定支墩向左移,，有幾臺泵支墩水泥座因位移出現(xiàn)崩裂 2)壓力表讀數(shù)在開閥之前達0.8MPa,，部分開閥之后為0.65MPa左右，電動蝶閥開度約15%,。軸承部位溫升、振動幅度都正常 ,。 3)停泵之后檢查聯(lián)軸器的對中情況，發(fā)現(xiàn)機泵兩聯(lián)軸器左右錯位較大,，據(jù)安裝人員檢查,，錯位最嚴重的為1#泵（錯位1.6mm）,，5#泵（錯開3mm）、6#泵（錯開2mm）,，其他泵也有數(shù)十絲的錯位。 4)調(diào)整對中后,，重新開車時,，用戶和安裝公司用百分表測量泵腳的位移量，最大的達0.37mm,，停泵后有回彈，但泵腳部位不能復原,。 斷軸事故發(fā)生在5#泵上。5#泵斷軸之前,，斷續(xù)運行3-4次,，累計運行約60小時左右。最后一次開車后,，運行至次日晚上發(fā)生斷軸,。斷軸部位在主動端軸承定位軸肩退刀槽處，斷面與軸中心略為傾斜 ,。 對事故原因的分析意見：斷軸事故發(fā)生在5#泵上,，可能有軸本身質(zhì)量問題，也有外部因素的問題,。 1)5#泵發(fā)生斷軸,，不排除5#泵軸存在質(zhì)量問題，這些問題可能軸料本身有缺陷,，也可能與5#泵軸退刀槽加工圓弧不規(guī)范導致應(yīng)力集中,，這是斷軸原因的個性問題。 2)5#泵斷軸與外力作用使泵產(chǎn)生位移有關(guān),。在外力作用下 5#泵聯(lián)軸器左右錯位最大,。這個外力的產(chǎn)生是由于吐出管上的水壓力作用下產(chǎn)生的張力（這個張力F當P2=0.7MPa時： F=0.7×10.2×（πd2）÷4=0.7×10.2×(π×802)÷4=35.9T,當閉閥運行時，P2=0.8MPa,，此時F=0.8×10.2×(π×802)÷4=41T）,，這么大的拉力靠橡膠管壁剛度根本承受不住，必然向左右延伸,，這樣力向右傳遞到泵上,使其產(chǎn)生位移,，向左傳遞到水泥支墩,使其推裂，如果支墩較堅固,、不垮,，則泵向右的位移就更大。事實表明,，5#泵的水泥支墩未推裂,，則5#泵的位移就更大，所以停后,5#泵的聯(lián)軸器左右錯位就最大。 3)因橡膠管壁的剛度不能承受巨大水推力而軸向拉長,，使泵吐出口承受巨大外推力（泵的進出法蘭不能承受管道外力作用）,，致使泵體位移,，導致聯(lián)軸器錯位、機泵兩軸不同心運行，這是導致5#泵斷軸的外部因素,。 解決方法：將輪胎節(jié)用長螺桿剛性聯(lián)接,，并讓吐出管路能自由伸展,，位移和斷軸問題而不再發(fā)生,。 泵電機的選擇 電機的選擇要根據(jù)使用環(huán)境條件來確定 (1) 室內(nèi)和室外安裝--選擇確定是用室內(nèi)安裝電機還是戶外型電機 (2) 電機的防護等級選擇 使用環(huán)境好的，選用IP23防護等級 使用環(huán)境有粉塵或水滴情況下,，選用IP44或IP54電機 (3) 電機電壓選擇----根據(jù)配電系統(tǒng),，有380V、6000V和10000V 一般大型電機都是6kV和10kV 小型電機一般是380V 電機絕緣等級---普通電機用B級絕緣,，要求高的用F級絕緣 (1) 電機功率的選擇 泵制造廠根據(jù)泵的使用軸功率的大小,，都確定了電機的額定功率。 電機額定功率和泵軸功率之比一般為1.1~1.2之間 小型電機一般選1.15~1.2; 大型電機(大于400kW以上)一般選1.07~1.15 由于電機功率分檔不可能很細,，這些配套電機功率大于1.15或1.2的情況也會出現(xiàn),。 評標中應(yīng)注意的技術(shù)問題 (1) 性能參數(shù)(Q、H,、η,、NPSHR)要符合標書要求。 (2) 泵效率值是只要達到國家標準就行,，不是效率值越高越好,，有些廠家報出的效率值有時候是難以達到的,。 (3) 要注意投標者是否是有性能測試的檢測手段,，這是保證泵性能達到標書要求的必要手段。 (4) 泵零部件材料標書中有規(guī)定,，但投標者根據(jù)他們的生產(chǎn)實踐,，可能提出更適用的材料，評標時要于以認真考慮,。 如果標書中對泵的轉(zhuǎn)速沒有統(tǒng)一規(guī)定,，各個投標者提供的泵轉(zhuǎn)速可能不一樣，對此評標時要認真分析其優(yōu)劣,。 對于用戶而言,，選用較低轉(zhuǎn)速的泵，會使運行更平穩(wěn),，振動,、噪音也相對低，泵汽蝕性能會更好，所以選用較低轉(zhuǎn)速的泵,，對運行有好處,。 但是對于投標者而言，由于選擇較低轉(zhuǎn)速的泵,，將會增加泵和電機的造價,，影響竟爭力，所以凡能用較高轉(zhuǎn)速的來滿足標書性能要求時,，會盡量采用較高速度的泵,。 |
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