淺談化工用離心泵的機械完整性和應用

趙海瑞 王德恒 王可 辛庚嘉

摘要：在石油化工和化學工業(yè)中，離心泵這三個字對大家來說并不陌生，它作為一種流體機械用來傳輸液體和提供化學反應的壓力流量，將化工原料制成半成品和成品投入使用，應用十分廣泛。目前，隨著產品技術水平的提高和節(jié)約能源的要求，如何最大程度的加強離心泵的機械密封性并將其投入實際生產成了大家的關注焦點。本文通過對化工用離心泵的構造，完好標準以及其工作原理的分析，簡單介紹了離心泵機械密封的重要性，并站在現在技術基礎上對離心泵在化工領域的應用和發(fā)展前景進行了探討。

關鍵詞：離心泵?化工機械 完好標準?泵的應用

1.泵的概況及構造

1.1泵的定義

泵是一種用來輸送液體或使液體增壓的機械，它通過能量轉換，將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體從而使得使液體能量增加。在實際生活中泵主要用來輸送水、油、酸、堿、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。

1.2離心泵的工作原理

泵在工貿企業(yè)被廣泛應用，品種規(guī)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。在我廠生產中大部分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。

1.3離心泵的基本構造

離心泵的基本構造是由九部分組成，分別是：葉輪，泵體，泵蓋，擋水圈，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函，軸向力平衡裝置。葉輪是離心泵的核心部分，它轉速高輸出力大。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。泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，將電動機的轉矩傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。密封環(huán)又稱減漏環(huán)。填料函主要由填料，填料環(huán)組成，確保泵體內介質的密封，始終保持水泵內的真空！當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管注水到水封圈內使填料冷卻。

2.化工離心泵機械完整標準

2.1離心泵主要部件的完整性

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。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。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。

2.2離心泵密封組件的完整性

密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵內高壓區(qū)的水經此間隙流向低壓區(qū)，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，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內緣和葉輪外援結合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。始終保持水泵內的真空！當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻！保持水泵的正常運行。

3.機械密封的完整結構和功用

3.1機械密封的結構

機械密封是一種旋轉軸用的接觸式密封，它的完整性對于離心泵的工作效果起著至關重要的作用，從結構上來說，他是通過流體介質以及彈性元件的作用，兩個垂直于軸心線的密封端面緊貼著相對旋轉，在離心泵內形成一個真空的狀態(tài)，從而達到密封的標準。機械密封結構的原理簡單，但是制作中要達到一定的標準還得依賴先進的技術，現在國內對離心泵的機械密封性要求越來越嚴格，相應的對于密封性研究的程度也越來越深。

3.2機械密封失效分析

離心泵停機主要原因就是機械密封的失效。其泄漏原因主要兩種，一是動靜環(huán)密封面的泄漏，原因主要是制作的時候端面平面度和粗糙度未達到要求。二是補償環(huán)密封圈泄漏，具體表現在四個方面：壓蓋變形，預緊力不均勻;安裝不正確;密封圈質量不符合標準;密封圈選型不對。另外，安裝不到位，方式不正確，端面間有顆粒物也是原因之一。實際使用效果顯示，如果安裝時密封面間隙過大，沖洗液來不及帶走摩擦副產生的熱量，或是沖洗液從密封面間隙中漏走，都會造成端面過熱而零件損壞，從而引起密封失效。

4.離心泵的應用以及發(fā)展趨勢

4.1 離心泵在工業(yè)中的應用

在石油化工和化學工業(yè)流程中，離心泵是最常用的流體機械。目前應用較多主要有四種形式的離心泵。一是高速離心泵，它主要應用與煉油，石油化工以及化學工業(yè)中，其結構緊湊，維護方便，已漸漸成為離心泵的一個重要發(fā)展趨勢。二是大功率離心泵，主要為適應大流量以及高壓的生產壞境。三是低空化余量離心泵，主要優(yōu)勢在于抗空化性能好，空化余量低。四是高入口壓力離心泵，跟第二種大功率離心泵一樣，雖然在設計過程中機械密封可靠性問題比較復雜，但是卻能很好的滿足生產工藝的要求。

4.2離心泵在化工業(yè)的發(fā)展趨勢

無論是水利工程，農業(yè)，化工業(yè)還是航空業(yè)，離心泵都發(fā)揮了越來越重要的作用，生產的要求促進了設計的創(chuàng)新，怎樣提高離心泵的技術設計成了刻不容緩的問題。從一定程度上講，在化學工業(yè)領域我國離心泵的綜合技術水平與國外相比相差無幾，但是在創(chuàng)新技術設計方面還存在一定的差距。傳統的化工用離心泵設計周期長，整個設計要經過多次的重復，相對成本大幅度增加。這幾年，研究者通過虛擬技術以及CFD技術在離心泵中的優(yōu)化應用，取得了很好的成效[6]。我們可以看到，離心泵正在一步一步向精準化，高效化，低成本化，人性化直觀化發(fā)展，在不久的將來，可靠性更高，通用性更強的離心泵將會成為我國化工業(yè)發(fā)展大潮中的一顆璀璨明星！

總結

綜上所述，離心泵已經在我國的化學工業(yè)發(fā)展中起到了不可磨滅的作用，如若把水網當做人身的血管系統，那么離心泵就是押送血液的心臟。但是，根據我國的現狀，離心泵的設計創(chuàng)新技術還遠遠不夠，我們在充分利用離心泵的優(yōu)勢大力發(fā)展國民經濟的同時，還要培養(yǎng)專業(yè)的人才，創(chuàng)新新型的技術，只有這樣才能更好的迎合國家的發(fā)展，更好的順應發(fā)展的潮流！

參考文獻：

[1]譚天恩：化工原理[M]，高等教育出版社，北京，2009。

[2]丁成偉：離心泵與軸流泵[M]，甘肅工業(yè)大學出版社，蘭州，2010。