淺談離心泵的構造、原理及應用

吳煒 薛江濤 劉軍

摘要：主要敘述了離心泵的構造、工作原理以及它的特征曲線，以及在實際生產中機泵的合理配置，使用過程中如何確保機泵設備安全運行的可靠性，安全性及經濟性。

關鍵詞：離心泵;構造原理;特性實踐

在油田生產廣泛應用，品種規格繁多。對它的分類方法也各不相同，按其工作原理可以分為三大類：葉片式水泵，容積式水泵，其他類型水泵。現廣泛使用的是單級雙吸式離心泵，是葉片泵的一種，由于這種泵的工作是靠葉輪高速旋轉時葉片撥動液體旋轉，使液體獲得離心力而完成水泵的輸水過程，所以這種泵稱為離心泵。

1 離心泵的基本構造是由六部分組成的

離心泵的基本構造是由六部分組成的，分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環，填料函。

1.1 葉輪是離心泵的核心部分，它轉速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

1.2 泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。

1.3 泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，將電動機的轉距傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。

1.4 軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用潤滑脂作為潤滑劑，加油要適當，一般為2/3～3/4的體積，太多會發熱，太少又有響聲并發熱，滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的，加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出，太少軸承又要過熱燒壞造成事故。在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85度，一般運行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質，油質是否發黑，是否進水）并及時處理。

1.5 密封環又稱減漏環。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵內高壓區的水經此間隙流向低壓區，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產生磨損。為了增加回流阻力減少內漏，延緩葉輪和泵殼的使用壽命，在泵殼內緣和葉輪外援結合處裝有密封環，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。

2 離心泵的過流部件

離心泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個部分。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：

a.徑流式葉輪（離心式葉輪）。液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。

b.斜流式葉輪（混流式葉輪）。液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。

c.軸流式葉輪。液體流動的方向與軸線平行的。

葉輪按吸入的方式分為兩類：a.單吸葉輪（即葉輪從一側吸入液體）。b.雙吸葉輪（即葉輪從兩側吸入液體）。

葉輪按蓋板形式分為三類：a.封閉式葉輪。b.敞開式葉輪。c.半開式葉輪。

其中封閉式葉輪應用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。

3 離心泵的工作原理

離心泵的工作原理是：離心泵所以能把介質送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進水管必須罐滿水行成真空狀態，當葉輪快速轉動時，葉片促使水很快旋轉，旋轉著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣循環不已，就可以實現連續抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發熱，震動，出水量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設備事故。

4 離心泵的的性能曲線。

水泵的性能參數如流量Q揚程H軸功率N轉速n效率η之間存在的一定的關系。他們之間的量值變化關系用曲線來表示，這種曲線就稱為水泵的性能曲線。

水泵的性能參數之間的相互變化關系及相互制約性：首先以該水泵的額定轉速為先決條件的。

水泵性能曲線主要有三條曲線：流量-揚程曲線，流量—功率曲線，流量-效率曲線。

4.1 流量—揚程特性曲線

它是離心泵的基本的性能曲線。比轉速小于80的離心泵具有上升和下降的特點（既中間凸起，兩邊下彎），稱駝峰性能曲線。比轉速在80～150之間的離心泵具有平坦的性能曲線。比轉數在150以上的離心泵具有陡降性能曲線。一般的說，當流量小時，揚程就高，隨著流量的增加揚程就逐漸下降。

4.2流量—功率曲線

軸功率是隨著流量而增加的，當流量Q=0時，相應的軸功率并不等于零，而為一定值（約正常運行的60%左右）。這個功率主要消耗于機械損失上。此時水泵里是充滿水的，如果長時間的運行，會導致泵內溫度不斷升高，泵殼，軸承會發熱，嚴重時可能使泵體熱力變形，我們稱為“悶水頭”，此時揚程為最大值，當出水閥逐漸打開時，流量就會逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。

5 合理配置、安全運行、平穩運轉

5.1 機泵設備合理配置的重要性。應采取如下措施：a.調整機泵設備的合理配置，實行人機最佳組合。b.加大科技創新，。c.投入資金、改造舊設備等。這些措施可充分提高機泵設備和其他設備合理配置的重要性。

5.2 機泵設備安全運行的可靠性。為了確保機泵設備安全運行，需對機泵設備管理更加規范，每年一次的大檢修，每月一次的二級保養，每日一次的一級保養制度，這些質量管理，是保證機泵設備安全運行的可靠性保證。

結論：

隨著科技的不斷發展，油田生產泵的現代化程度也不斷提高，減少了許多的人為管理操作。現在大多采用計算機監控的自動操作模式，這也就對操作人員的自身素質提出了更高的要求。因為一臺離心泵的異常狀況會影響到整管網，造成嚴重的后果。經過幾年的實際工作和理論的學習，把所學的知識運用到實踐工作中去，合理安排好介質量的分配和調度，利用各臺離心泵的特性使用最少的功率達到泵的最佳運行狀態。

參考文獻：

[1]陳乃祥，吳玉林.離心泵[M].北京：機械工業出版社，2005，10，8.

[2]黃禹忠，諸林，何紅梅.離心泵的調節方式與能耗分析[J].化工設備與管道，2003，40（6）：29-31.