離心泵的應用和節(jié)能技術改造

王鵬

摘要：離心泵是化工廠化學產品回收車間重要的運轉設備，作為生產主要動力，大多數(shù)離心泵都需要夜以繼日的工作，在電能消耗和基本配件的損耗上相當嚴重，不利于離心泵長期使用，降低可持續(xù)利用率。以減少運行能耗問題、為企業(yè)帶來更多效益為目的，針對離心泵在運行過程中存在出口壓力過大、能耗高的問題，本文介紹離心泵的基本工作原理和典型特點，明確離心泵正確的使用方法，并對能耗問題提出技術改造對策。

關鍵詞：離心泵 技術改造 節(jié)約能源

0 引言

離心泵是化工廠最主要的設備之一，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，離心泵的用電量占據(jù)整個輸油站用電量的90%以上，所以在離心泵的能源消耗問題上如果能夠得到改善，對離心泵性能有一個進一步的優(yōu)化利用，將會降低企業(yè)生產成本，為企業(yè)增添經濟利益。由于離心泵的工作效率不僅是依靠其本身的設計和制造，也需要有一個與之相匹配的管路。總是利用離心泵的出口閥來調節(jié)管路的工作狀況會造成大量的能源消耗。盡管我國變頻調節(jié)技術越來越發(fā)達，但是，在離心泵的基本節(jié)能上仍然要給予高度重視，這關系到社會經濟效應和國民經濟的發(fā)展。

1 離心泵的基本介紹

1.1 離心泵的主要特點

離心泵的應用范圍非常廣泛，國民經濟生產經營過程中很多部門都需要用到離心泵來完成工作。根據(jù)其分類情況不同，離心泵使用的專業(yè)領域以及使用方法都各具特點。離心泵如同是將機械的血液壓送到工作重心，成為機械的主要工作動力，這一設備的運轉所消耗的能力是巨大的。

離心泵主要依據(jù)葉輪上的葉片產生作用力，葉片本身具有轉速高的特點，是整個離心泵的核心部分，并且葉輪的內外表面十分光滑，能夠有效減少水流的摩擦損失，在運行過程中較為安全；離心泵在流量調節(jié)方面較為方便，流量十分均衡，形成有規(guī)律、控制性高的工作狀態(tài)；離心泵的結構緊湊，通常可以將管路設置在軸心線的下方，在與軸線垂直的位置上，在離心泵管路的檢查上可以忽略拆卸步驟，直接檢修離心泵轉子部件。這些都是離心泵在運行中能夠體現(xiàn)出來的優(yōu)點，相對而言也存在一定的缺點：離心泵由于中心較高，所以不適合在無固定底腳的場合運行；以及沒有自身吸附能力，需要人工灌泵；另外在用于小流量和高揚程時的效率低下；在輸送高粘度、高密度液體的時候效率會發(fā)生明顯降低。

1.2 離心泵的工作原理

離心泵是利用葉輪的高速旋轉將作用力傳輸給液體，驅動機通過泵軸帶動葉輪旋轉產生離心力，液體在離心力的作用下，速度和壓力都得以增強，液體沿著葉輪葉片流道被甩向葉輪的出口，由于液體從葉輪口流入的時候，自身速度和壓強都得到了增加，經蝸殼的設計被收集起來送到排出管，被葉輪排除的液體大部分的速度都將會轉化成壓力能，依靠此能量將液體輸送到工作地點。在液體被甩向葉輪出口的同時，葉輪入口中心會形成低壓，在吸液罐和葉輪中間的液體之間形成壓力偏差，吸液罐中的液體因壓力作用，會經過吸入管路以及離心泵的吸入室進入到葉輪中，經過這樣一個流程，葉輪就將不斷地吸入和排出液體，產生運行效益。離心泵的工作過程，事實上就是一個能量轉換和傳遞的過程。將電動機高速旋轉的機械能轉化為被抽升水的動能和勢能。

2 離心泵的正確應用

離心泵的使用中需要注意的是正確對待磨合期，離心泵根據(jù)磨合期的數(shù)據(jù)正確使用能夠有效保證其工作壽命。在理論上，將離心泵磨損規(guī)律歸于一般機械的磨損規(guī)律，也就是包括磨合磨損期、正常磨損期以及加劇磨損期。根據(jù)離心泵的運作規(guī)律，在離心泵的磨合磨損期，磨損的速度是較快的，由于是嶄新的離心泵剛剛開始投入工作，這一期間，離心泵軸承滾動體與滾道、支持架等在副加工表面會留下毛刺、切削或磨削痕跡等缺陷，另外在裝配的過程中會出現(xiàn)位置的細微偏差，導致磨損會迅速加快。在離心泵的整個磨合期上，應當注重對其正確使用，利用和配合好各個階段磨損特點加以維護和保養(yǎng)。磨合磨損期期間，新的離心泵應當在使用將近十五個小時的時候停止運行，將其中的潤滑油在保持油溫的情況下從油腔底邊側邊排空，另用新的潤滑油清洗離心泵內腔，消除初始使用中磨合下來的磨屑等雜物，重新調整會產生摩擦的區(qū)域的配合間隙，進行機械的部分情節(jié)、調整和堅固的工作，隨后再注入新的油，重新開始投入工作。在接下來的正常磨損期和加劇磨損期間，都需要定期做好監(jiān)督檢查工作，確保油質的潤滑以及機械內部沒有會影響正常運行的雜物產生。這樣可以延長離心泵的使用壽命。

3 離心泵的節(jié)能技術改造

3.1 不同離心泵的節(jié)能方案

離心泵根據(jù)不同的條件能夠劃分出多種類別，企業(yè)需要針對不同的離心泵來制定不同的方案。按照離心泵的工作原理，能夠將其分為三大類：葉片式離心泵、容積式離心泵以及其他類型泵。我國大部分企業(yè)依靠單級吸收式離心泵，這就是葉片離心泵當中的一種，這種泵的工作是依靠葉輪高速旋轉時葉片波動液體產生壓力來輸送液體能力。與此同時，其他類型的離心泵各自擁有不同的工作特點和使用方法，因此在節(jié)能上也需要作出相應的變更。總體來說，節(jié)約離心泵的能源最主要的就是促使離心泵與管路相互匹配，盡量實現(xiàn)離心泵的出口閥門全開，從而減少因離心泵與管路的相互調節(jié)導致的能源消耗。首先應確定的是離心泵是否需要采取能源節(jié)約措施，因此，如果離心泵的出口閥能源消耗過量應當立即考慮節(jié)能措施的實施。判定離心泵的能源消耗時，必須秉持認真謹慎的態(tài)度進行專業(yè)性高的測量，以理論計算值為計算依據(jù)，結合實際測量數(shù)據(jù)進行修正，堅持理論聯(lián)系實際的方式方法。

3.2 車削離心泵葉輪直徑

通過收集調查資料，發(fā)現(xiàn)離心泵的設計者普遍會考慮到工藝運行的可靠程度，因此在設計離心泵構造的時候，通常會出現(xiàn)離心泵的揚程大于實際所需要揚程的現(xiàn)象，離心泵與實際工況相互不符，導致離心泵的工作效率大大下降并且能源耗費嚴重。根據(jù)實際需求對離心泵葉輪實行切割改造，能夠有效緩解這一問題，使離心泵與管路相匹配，達到節(jié)約能源的目的。切割改造的實施必須有現(xiàn)實理論依據(jù)，通過準確的數(shù)據(jù)計算來確定離心泵葉輪切割的程度。

設離心泵葉輪直徑D，將直徑D車削為D時，需要遵循撤銷定律：H/H=D/D，Q/Q=（D/D）2，N/N=（D/D）3。其中，H、Q、N、D分別為車削前離心泵揚程、流量、功率和直徑，H、Q、N、D分別是車削后離心泵的揚程、流量、功率和直徑。根據(jù)車削定律，就可以得到葉輪需要車削的直徑，掌握離心泵葉輪直徑和揚程等相關參數(shù)，通過計算得出與管路所需要的壓力數(shù)值，從而覺得車削直徑。

3.3 改進油位觀察孔

離心泵的運作離不開潤滑油的作用功效，經過長期的實踐證明，部分離心泵的油位觀察孔有偏差，設計不準確，工作人員很難控制潤滑油的使用量。如果潤滑油過多，會引起油溫偏高，溫度升高就會導致潤滑油的密度下降，離心泵軸承部件之間磨損程度會隨之加重，影響離心泵的使用壽命。如果潤滑油量不足，則會有個別部件得不到充分潤滑而干磨，降低運行速度。離心泵油腔中的油通過觀察孔下面的一條狹窄縫隙流入觀察孔內部，但是，觀察孔內部空間狹小，又是密閉容器，與觀察孔鏡內部會形成較強氣壓。在觀察孔上方約三分之一的位置形成壓縮性氣體，氣壓要大于油腔內的氣壓，因此油腔內的油位高度事實上要比觀察孔看到的高度要高，工作人員注油時通過觀察孔來確定油位，油槍內油位與觀察孔內油位具有偏差，所以會導致潤滑油添加過多。另外，在離心泵運行過程中產生的熱能會影響油溫升高，在熱脹冷縮的作用下，油腔內油位和觀察孔內油位也會出現(xiàn)偏差。

對此，應針對離心泵的觀察孔的設計進行改造，致使油腔內的油與觀察孔中的油處在一個相同的氣壓強度下，應把觀察孔設計成相等直徑的直通孔，與油腔內的油相連通，從而保證二者油位相等，關注油量與工作需求相適應，避免出現(xiàn)機械過度損耗的問題。

4 結語

離心泵的運行過程能夠為企業(yè)帶來諸多便利，油類、化工原料等物品的運輸能夠得以快速實現(xiàn)。但是，會由于離心泵設計方面的問題而出現(xiàn)能源大量損耗的問題。事實表明，離心泵工作時產生的不必要的能源消耗是可以避免的，只要通過正確、科學的方法，根據(jù)不同的離心泵種類制定不同的改革方案、合理車削離心泵葉片直徑、正確利用泵軸磨合期以及調整離心泵油腔油位的觀察孔設計，就能夠切實達到離心泵的節(jié)能減排目的，貫徹我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提高企業(yè)經濟效益，為我國國民經濟發(fā)展做出貢獻。

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