常用水泵的工作原理及运行维护

常用水泵的工作原理及运行维护

一、概述：

1、泵：为液体提供能量的输送机械设备称为泵，常见的泵按工作原理分类主要包括：离心泵、柱塞泵、混流泵、轴流泵、齿轮泵、螺杆泵等。根据用途可分为：清水泵、渣浆泵、化工泵、排污泵、输油泵等。根据结构可分为单级泵、多级泵，根据入口吸入方式分为单吸泵、双吸泵。

2、离心泵的结构：

离心泵的基本结构：离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。具有若干个(通常为4～12个)后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上，并随泵轴由电机驱动作高速旋转。叶轮是直接对泵内液体做功的部件，是离心泵的供能装置。泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接。泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出管路相连接。泵的密封：由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间隙漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必须设置轴封装置。离心泵的轴封装置有填料函和机械(端面)密封。填料函是将泵轴穿过泵壳的环隙作成密封圈，于其中装入软填料(如浸油或涂石墨的石棉绳等)。机械密封是由一个装在转轴上的动环和另一固定在泵壳上的静环所构成。两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对转动，起到了密封的作用。机械密封适用于密封较高的场合，如输送酸、碱、易燃、易爆及有毒的液体。

3、离心泵的工作原理：当离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，迫使预先充灌在叶片间液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运

动过程获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。所以蜗形泵壳不仅是汇集由叶轮流出液体的部件，而且又是一个转能装置。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心形成低压区或者是负压区，致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。

4、泵的常用参数：（一般在水泵的铭牌上标注）

(1)流量：泵在单位时间内输送出的液体量，也称作泵的输送能力。体积流量用Q表示，单位是m3/h或m3/s、L/s。质量流量用Qm表示，单位是t/h或者Kg/s。质量流量和体积流量之间的关系：

Qm=ρQ=液体的密度×液体的体积流量。

离心泵的流量与泵的结构、大小（叶轮的直径和宽度）、转速以及管道情况有关。

(2)扬程：指泵对单位重量的液体所提供的有效能量，也称作压头，用H表示，单位是m。泵的扬程与泵的结构尺寸、转速、流量有关。

(3)功率：水泵的功率一般表示输入的功率，即原动机传递至泵轴上的功率，也称轴功率，用P表示。

（4）有效功率：泵的有效功率也叫输出功率，用Pe表示，是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵内获得的有效能量。

因为扬程是泵输出单位重量的液体在泵内所获得的有效能量，所以扬程和质量流量以及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵内输出液体所获得的有效能量即泵的有效功率：

Pe=ρgQH=γQH

轴功率和有效功率之差为泵内的损失功率，大小用泵的效率来表示，泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η来表示。

泵的效率与泵的大小、类型、制造的精密程度、工作条件有关。

转速：泵轴单位时间内的转数，用符号n表示，单位是r/min。

汽蚀余量（NPSH）：也叫净正吸头,是表示水泵汽蚀性能的重要参数。以前也用Δh表示。

离心泵在工业生产中应用最为广泛，这是由于其具有性能适用范围广(包括流量、扬程及对介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点

5、离心泵流量的调节：

泵在运行过程中，由于外界用户的要求需要改变泵的流量和压力，所以需要进行参数的调节。常用的方法有：

(1)调节出口阀门:通过改变阀门的开度大小来调节泵的出口流量，这种调节方法比较简单，可以连续变化。缺点：由于出口阀门的关闭增加了液体的流动阻力，使节流损失增大，泵的经济性降低。(2)增加泵的转速：泵的能量损失小，经济性好。缺点是需要增加变速装置活者是增加驱动装置，一次性投资较高。

（3）改变泵的直径，调节范围有限，连续性较差。

在实际运行当中，当单台泵不能满足需要时，可进行泵的组合运行，有串联和并联两种方式。一般情况下当泵的扬程（压力）达不到要求时采用串联方式，当泵的流量达不到要求时采用并联方式。

6、常见泵的用途

（1）水泵：用来输送水或者物理性质与化学性质与水相近的清洁液体。一般材料为铸铁、合金钢、不锈钢等。清水泵、除盐水泵、生水泵等

（2）耐腐蚀泵：用于输送酸、碱、盐等腐蚀性液体。卸酸、卸碱泵、加药泵等。一般材料为铬镍钼钛合金钢、聚三氟氯乙烯（TCPFE）等。

二、水泵常见的故障及处理方法：

1、启动不起来：检查电源，包括动力电源与控制电源，盘动泵转子检查是否有卡涩现象或者密封填料（盘根）压的太紧。

2、所配套的电动机过热：原因主要有以下几个方面

(1)、电源方面：电动机电源电压过高或过低、电动机三相电压不平衡，超过5%、电动机缺相运行。

(2)、机械方面：选用的电机与泵不配套，电机功率小，电机长时间过负荷运行，启动频繁，应按照低压电动机冷态、热态启动规定执行，设置合理的过热保护。

(3)、电动机本身接线错误，将三角形接线错误的接为星形，电动机内部转子线圈鼠笼条断裂或存在缺陷，电动机通风系统故障，风扇损坏或者风道堵塞电机转向错误。

(4)、电机工作环境：电机运行环境潮湿造成电机绕组受潮，粉尘浓度高或者漏油造成电动机绕组散热性能差，结缘降低，电动机运行环境温度高，造成电动机进风温度高，造成电动机温度高。

3、水泵发热：主要原因有轴承损坏、泵轴弯曲或两轴不同心、轴承缺油或油质不良，密封压盖过紧。

4、水泵出力不足：主要原因是动力不配套、转速过低、水泵扬程不够、管道过长、弯头太多或者有直角弯头、管道或者泵叶轮局部堵塞、泵的叶轮损坏、出口管泄漏严重。

5、泵入口吸不上水：主要原应有泵内或者泵入口有空气进入、泵体放水未关严或泵底部漏水造成泵内注不上水、入口门故障。

6、水泵振动：主要原因是电动机转子不平衡、联轴器结合不良、轴承磨损、弯曲、转动部分零部件松动损坏、水泵发生汽蚀。

三、转动设备的运行维护

1.离心泵启动前的检查

(1)工作票终结并收回，现场清理干净无杂物，保温良好，各种标志齐全准确。

(2)仪表配置齐全，准确且已投用，保护、自动装置静态校验动作正常且投入。

(3)轴承润滑油质良好，油位正常。泵的启停开关在停或断位，联锁开关置“解除”位。

(4)系统按要求检查并投入完毕。

(5)电机绝缘测定完毕，合格后送电，外壳接地完好。

(6)设备安装牢固，地脚螺栓无松动。

(7)盘动转子无卡涩，靠背轮及轴端安全防护罩完好，并且安装牢固。

(8)泵密封水、冷却水投入正常；泵体放水门关闭。

(9)离心泵启动前，应开启泵体放空气门，开启注水门或进水门注水放空气；空气放尽后关闭放空气门，泵入口门开启，出口门关闭。

2、泵的启动及启动后的检查

(1)大、小修或临时检修后的泵，启动前首先应确认转向正确。凡是程序启动的泵应使用程序启动，一般情况下不采用手动启动的方式。

(2)程序启动:

A、调出泵启动的逻辑。

B、检查各允许条件均满足。

C、确认后在“自动”方式下按“启动”键。

D、检查泵电机电流、泵出、入口压力、流量正常。

E、投入联锁或自动。

F、做联动试验正常。

（3）泵启动后应进行以下检查。

A、轴承温度在允许工作范围内。

B、振动正常且无任何异常摩擦声。

C、电机温升在允许范围内。

D、润滑油质良好，油位正常，油量充足，油路畅通。

E、盘根或机械密封温度正常，盘根压盖不过热，且允许少量密封水滴漏。

F、电机电流正常。

G、泵出、入口压力正常。

H、系统无明显泄漏。

I、带有冷却器的电机应投入冷却器运行。

j 、联锁投入正常。

(4) 泵的正常运行与维护

A、泵在运行中应按巡回检查制度逐项进行定期检查，发现缺陷应立即汇报，并登录缺陷，联系检修处理。

B、检修后或新安装的辅机第一次启动或电气拆装过电源线的辅机启动后应进行转向正确性的确认。

C、启动后应检查辅机出、入口压力正常，无摆动。电流不超过额定值，亦无摆动现象，系统运行正常，泵和电机振动正常，泵体和相关系统无泄漏现象。

D、检查各轴承振动正常，无异音。

E、各辅机运行时，各轴承温升应正常，轴承最高允许温升应遵守制造厂的规定，若无制造厂规定，可按下列原则：

F、滑动轴承，最高允许温度为80℃。

G、滚动轴承，最高允许温度为95℃。

H、检查轴承油位正常，有挂油环的轴承应转动带油，且无泄漏现象。

I、检查盘根部位温度正常，应有少量密封水滴漏。

J、检查电动机外壳温度不超过70℃。

(5) 泵的停止

a 、停泵步骤应按程控逻辑进行，凡是有程序停运的均应使用程序进行。

B、泵停止前应依据联锁方式采取必要的措施和操作保证相关设备不误启、误停或发生工质中断现象。

C、停泵前应检查操作画面，各停运条件满足后方可停运。

D、调出相应的操作画面，确认后在“自动”方式下按“停止”键，停止指示灯亮，电流到零。

E、检查泵出入口门依据程序要求执行正确，设备静止后不倒转。

F、设备停运后如投备用,应按备用要求进行操作,投入备用联锁开关。

G、凡有防潮加热器的动力设备，备用中应投防潮加热器，无防潮的动力设备应定期进行检查，定期测定绝缘程度。

H、冬季停止后的辅助设备及系统，应采取必要的防冻措施。

(6)泵的事故停止

A、发生下列故障之一，应立即打事故按钮停泵，备用泵应联动，否则立即启动备用泵：

a.发生强烈振动、振动值超过允许值。

b .泵声音突变，有明显的金属摩擦或撞击声。

c .轴承温度超过允许值或冒烟。

d.盘根或机械密封处大量漏水或冒烟。

e.电动机冒烟着火。

f.危及人身安全。

g.发生以下故障时，应先启动备用泵再停止故障泵：

h. 回油温度缓慢超过规定值。

i.水泵发生汽化。

j.电机温度、电流超过额定值。

k..油压降至低限，无法恢复。

l.密封水温高，盘根发热冒烟，大量漏水。

m.轴承振动异常。

B、运行泵跳闸后，应检查备用泵联启正常，否则立即启动备用泵。如无备用泵，而跳闸泵又无明显故障现象及限制启动条件时，允许试合一次，试合失败后不得再行启动。应根据该泵对本机出力的影响程度和安全状况的影响程度采取相应的隔断措施或减少机组出力，若无法维持机组运行时应及时停机。

(7)电动机启动规定

A、停运七天以上的电机启动前应测绝缘合格。

B、转动机械启动应在最小负荷下进行。

C、启动前应通知电气运行人员，注意母线电压的变化情况。

D、正常启动时，冷态可以启动两次，每次启动间隔不小于五分钟；热态只允许启动一次。

E、事故情况下，无备用或不能迅速启动备用电机，可多启动一次。附表：

1. 水泵及轴承振动规定（双振幅mm）

3. 运行中辅机轴承温度、振动、窜轴值