立式長軸泵轉速選擇的分析

郭輝

（武漢特種工業泵廠有限公司，湖北 武漢 430058）

摘 要：立式長軸泵（也叫長軸泵）在選型設計過程中，轉速的選擇一直是個比較棘手的問題。文章以700LC-32為例，詳細介紹了長軸泵在轉速選擇過程中應當考慮的因素。推而廣之，這對其他立式泵如斜流泵、軸（混）流泵甚至單吸臥式泵等泵型的轉速選擇同樣具有參考意義。

關鍵詞：立式長軸泵；安全性；維護性；節能；必須汽蝕余量

引言

在某公司的立式長軸泵樣本中，型號為700LC-32的具體參數如表1。

表1

我們可能會問：為什么選擇740rpm而不是980rpm、590rpm或者其他轉速？不同的轉速對泵的性能影響有多大？對于一種新型泵，轉速應該如何選取？

這說明只要泵的轉速低于1060.2rpm，都在“美國水力協會”推薦范圍內，但肯定只會存在一個最佳的轉速。根據我國電機的標準轉速，下面我們就僅以泵轉速取740rpm和980rpm比較說明，其他轉速選擇讀者可以自行比較。

1 理論分析比較

1.1 泵轉速增大的優缺點比較

優點：（1）單獨考慮泵的轉速增大，其扭矩必然減小，泵軸徑減小。和軸相配套的各個零部件的尺寸減小，則泵的整體尺寸和重量就變小變輕，因此可以節約整臺泵的制造成本、運輸成本、用戶基建投資等；（2）對于泵和電機直聯的傳動，泵轉速高對應的電機級數低，同等條件下電機的采購成本低；（3）對于目前普遍“低價中標”的市場行為，低的報價會使泵生產廠家中標的可能性增高。一般而言，從競爭方面講，我們都希望泵的轉速高。

缺點：（1）泵的轉速高，泵的過流部件、密封、軸承等的磨損加快，尤其是用在鋼鐵廠輸送氧化鐵皮時更加凸顯，這將直接導致泵的頻繁停機檢修及更換配件，造成生產效率下降、維修及保養成本上升，而泵的配件價格往往更高；（2）泵的轉速高有可能導致整個泵機組的振動、噪聲大，破壞環境。

此外，我們也應注意到：由于長軸泵泵軸較長，為使泵的臨界轉速滿足要求，泵軸也不能做的很細，否則容易發生共振。因此從安全性、維護性等角度考慮，采用740rpm更合理一些。

1.2 效率點比較

長軸泵屬于離心泵的一種，對離心泵來說，ns=120～210區間，泵的效率最高。當轉速n=980rpm時，三個流量點的比轉速分別為250.9、278.7、330.4，各流量點的效率值同比降低4%～5%，而且隨著泵運行時間的增長，效率值下降更多。毫無疑問，這將會引起泵能耗的增加。因此從節能角度考慮，采用740rpm更合理一些。

1.3 泵必須汽蝕余量比較

長軸泵在使用過程中，葉輪是需要浸沒在液體中的，也就是需要一定的淹沒深度。通常我們對長軸泵的必須汽蝕余量要求不是很高，但如果汽蝕余量過大，將會導致淹沒深度增大。

查葉片泵設計手冊：當Q=3900m3/h時，汽蝕比轉速C=900

也就是說在同等條件下，若使泵在使用過程中不發生汽蝕，泵采用高轉速時的淹沒深度將比采用低轉速時高出3.7m。很顯然，這對客戶的現場條件是極其不利的。由泵必須汽蝕余量引發的淹沒深度的變化是長軸泵轉速選擇依據中最重要的因素，這對于其他工作時葉輪需浸沒在液體中的立式泵也同樣如此。

2 結束語

通過以上分析可知，必須汽蝕余量、經濟性、安全性、維護性等是我們選擇長軸泵轉速的重要依據。只有當泵必須汽蝕余量符合要求也就是泵安全運行的前提下，經濟性才是我們應當主要考慮的。

參考文獻

[1]關醒凡.現代泵理論與設計[M].北京：宇航出版社，2011.

[2]沈陽水泵研究所、中國農業機械化科學研究院.葉片泵設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1983.

[3]（美）I.J.卡拉西克，等.泵手冊[M].關醒凡，等譯.北京：機械工業出版社，1983.