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离心泵的概述

1.1离心泵的基本结构

离心泵的主要零件有叶轮、泵轴、泵体（泵壳）、泵盖、密封环、填料及填料压盖、托架等.基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。

图1、1离心泵

（1）通过泵体内高速旋转的叶轮对液体做功从而实现离心泵输送液体的目的，由此可知叶轮在离心泵内的重要地位。

叶轮需在装配前进行静平衡实验，并保持其内外表面光滑以水流的摩擦损失.

叶轮按其结构形式又可分为闭式叶轮、半开式叶轮及开式叶轮,且闭式叶轮适用于输送澄清的液体,半开式叶轮适用于输送粘稠及含有固体颗粒的液体，开式叶轮则适用于输送污水、含沙及含纤维的液体.

图1、2叶轮结构形式

叶轮按其吸液方式又可分为单吸式与双吸式两种，单吸式叶轮结构简单，液体只能从一侧吸入。

双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体,它不仅具有较大的吸液能力，而且基本上消除了轴向推力。

叶轮内部叶片的弯曲方向决定了扬程的大小,故而可根据叶轮上叶片的几何形状将叶片分为前弯、后弯与径向（出口）三种，又由于后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能，故而在国民经济生产中得到了广泛的使用。

（2）泵轴利用联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传递给叶轮，是传递机械能的主要部件。

（3）泵体，即泵壳，是离心泵的主体，与离心泵的安装轴承托架相连接起支撑固定作用。

（4）密封环即减漏环，由于叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水从间隙处流向低压区，影响泵的出水量导致离心泵的效率降低;

过小则造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。

故而为了延长叶轮与泵壳的使用寿命，需在泵壳内缘和叶轮外缘结合处装置密封环，且密封间隙保持在0。

25~1.10mm之间最为恰当.

（5）填料函主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖及水封管组成,其主要作用是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，始终保持离心泵内的真空，不让水或空气由间隙流入泵内。

当泵轴与填料摩擦产生热量时就要通过水封管向水封圈内注水从而使填料冷却下来。

但填料也是会产生损耗的，所以需在运行大约六百小时左右进行更换,若损耗严重需提早更换。

1.2离心泵主要零件的检测修理

1.2.1叶轮的修理

叶轮与其他零件相摩擦所产生的偏磨损，可采用堆焊的方法来修理。

叶轮的层厚减薄，铸铁叶轮的气孔、夹渣或裂纹，一般是用新的备品配件进行更换或用补焊法进行修复。

叶轮进口端和出口端的外圆，其径向跳动量一般不应超过0。

05mm，若超过的不多，即在0。

1mm以内则应车去0。

06～0。

1mm;

若超过很多则应该检查泵轴的直线度偏差，矫直泵轴，消除叶轮的径向跳动。

1.2.2轴套的修理

轴套磨损量很小时，采用堆焊的方法进行修复；

若磨损的比较严重，磨痕较深，则应更换新的轴套。

2.3泵轴的修理

泵轴的弯曲方向和弯曲量测出后，可对泵轴进行矫直。

磨损深度不太大时，用堆焊法修复,堆焊后在车床上车削至原来的尺寸;

磨损深度较大时，可用“镶加零件法”进行修理；

磨损很严重或出现裂纹的泵轴一般无需修理，直接更换新的备品配件即可。

泵轴上键槽的侧面若损坏较轻微,可使用锉刀进行修理;

若歪斜较严重，应该用堆焊法进行修理；

除此之外，还可用改换键槽位置的方法进行修理。

1.2。

4泵体的修理

泵体滚动轴承孔的内圆尺寸磨大或出现台阶、沟纹等缺陷，可把轴承孔尺寸镗大,然后按镗后轴承孔的尺寸镶套。

铸铁泵体出现夹渣或气孔，泵体因震动、碰撞或敲击出现裂纹时，采用补焊或粘结耳朵方法进行修理。

1.3离心泵的过流部件

离心泵的过流部件有吸入室、叶轮和压出室三部分.叶轮室是离心泵的核心,也是过流部件的核心。

泵通过叶轮对液体做功，从而增加其能量。

叶轮按液体流出的方向可分为三类：

（1）径流式叶轮即离心式叶轮，液体沿着与轴线垂直的方向流出叶轮；

（2）斜流式叶轮即混流式叶轮，液体沿着轴线倾斜的方向流出叶轮；

（3）轴流式叶轮，液体流出的方向与轴线平行。

叶轮按进水方式可分为两类:

（1）单吸叶轮，即叶轮只从一侧吸入液体；

（2）双吸叶轮，即叶轮从两侧吸入液体。

叶轮按盖板方式可分为封闭式叶轮、敞开式叶轮及半开式叶轮三类，其中封闭式叶轮应用最为广泛。

4离心泵的基本工作原理

离心泵工作时，叶轮由电动机驱动以1000～3000r/min的速度作高速旋转运动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动.同时,因离心力的作用使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。

液体在流经叶轮的过程中获得能量，并高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

在蜗壳内，由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转化为静压能，在达到较高的压强后沿切向流入压出管道.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.

在液体由叶轮中心甩向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。

离心泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体内，在液面压力，通常为大气压与泵内压力即负压的压差作用下，液体经吸入管路进入泵内.依靠叶轮的不断旋转，离心泵便不断地吸入和排除液体。

由此可知，离心泵工作的原理便是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来实现液体的输送，而液体在离心泵中获得的机械能量最终则表现为静压能的提高.

图1、3离心泵装置简图

需要注意的是，若在离心泵启动前未向其中注满液体,则由于空气密度低，叶轮旋转后产生的离心力小,叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体，这表明离心泵无自吸能力，此现象称为气缚，故此在离心泵启动前必须向泵壳内灌满被输送的液体.在吸入管路底部安装带滤网的单向底阀是为了防止启动前灌入泵壳内的液体从壳内漏出，滤网也则可以防止固体物质进入泵内;

靠近泵出口的压出管道上装有调节阀，可供调节流量时使用。

空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚.

1.5离心泵的性能参数及性能曲线

离心泵的性能参数主要有流量、扬程（压头）、转速、功率、效率、允许吸上真空高度和允许气蚀余量等。

（1）流量是单位时间内泵所输出的液体量，常分为体积流量Q和质量流量G两种.

（2）扬程是泵给予单位液体的能量，表示泵能提升液体的高度,用符号H表示。

泵的扬程指全扬程,又可分为吸上扬程和压出扬程两种.

（3）转速是泵轴每分钟的转速，符号n表示。

（4）功率是指轴功率，即原动机传给泵轴的功率，用N表示，单位为W；

泵在每秒钟对输出液体所作的功称为有效功率，用Ne表示。

离心泵的轴功率与有效功率之差,是在泵内损失的功率，其大小可用效率衡量。

离心泵的有效功率与轴功率的比值即为该泵的效率。

（5）允许吸上真空高度表示吸上扬程的最大值,即泵在正常工作而不产生气蚀的情况下，讲液体从储槽液面吸入到泵进口中心的高度,符号H表示，单位是m.此值越高表示泵的抗气蚀性能越好，一般在2。

5~9m之间。

（6）允许气蚀余量是指泵入口处液体的压力高于被输送液体在当时温度下饱和蒸气压的富余能量，符号Δh表示，单位是m.此值越高则表示泵的性能越好.

离心泵的性能曲线：

离心泵的性能参数诸如流量、扬程、轴功率、转速及效率之间存在着一定的关系且他们之间的量值变化关系可用曲线来表示.离心泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性首先要以该离心泵的额定转速为先决条件.

离心泵性能曲线主要有三条，分别为流量—-扬程曲线，流量-—功率曲线及流量——效率曲线。

（1）流量-—扬程曲线是离心泵的基本性能曲线,比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点，即中间凸起两边下弯的驼峰性能曲线；

比转速在80～150的离心泵具有平坦的性能曲线;

比转速在150以上的离心泵则具有陡降的性能曲线。

一般来说，扬程是随着流量的逐渐增加而不断下降的，二者呈反比关系。

（2）流量—-功率曲线中轴功率是随着流量的增加而增加的，但是当流量为零时相应的轴功率却并不为零，而是为一定值约为正常运行时的百分之六十。

此时泵内是充满水的,长时间的运行会导致泵内温度不断升高，泵壳、轴承会发热,严重是可能会使泵体因此变形,此时的扬程为最大值，但当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率也因此逐渐增加。

（3）流量-—效率曲线，其形状为山头状，当流量为零时效率也为零，随着流量的增大效率也逐渐增加，但效率不是无限增大的,而是在增加到一定数值后就会开始下降，效率只有一个最高值。

2。

离心泵的应用

2.1离心泵在化工生产中的应用

泵是提升液体，输送液体或使液体增加压力，把原动机的机械能变为液体能量的一种机器.化工生产中流体或含有固体颗粒的液体介质的输送和加压全依赖于泵。

泵的使用多种多样，有的工艺条件要求十严格，因此泵的种类也多种多样，而离心泵因其诸多的优点成为各个领域中应用最为广泛的一种，是和我们的日常生产活动联系最为紧密的一种。

1固体颗粒液体输送的应用

在工业生产中，用液体来输送固体颗粒的流体机械称为固液两相流泵，也称杂质泵。

化工生产中使用的泥浆泵，发电站使用的除灰的灰渣泵及河道疏浚的挖泥泵等现都已广泛应用于国民经济各领域之中并取得了显著的成绩。

近年来，随着固体管道输送技术的迅猛发展，离心泵的需求日趋增加.

（1）旋流泵即叶轮后缩式泵，适合在要求无堵塞率最高的场合使用，而且日益普遍的应用于输送污水和其他固液混合物。

（2）吊泵即立式多级分段式离心泵，主要用于吸排含有少量泥沙和小颗粒的浑水，也可作为被淹没矿井的排水之用.

（3）立式无轴封离心式砂泵是一种高效、低耗、节能的新型杂质泵，主要用于输送含有固体悬浮颗粒的两相流体,对输送有泡沫状的料浆效果更佳。

2.2石油化工及化工流程中的应用

在石油化工和化工流程中，离心泵是最常用的流体机械.

（1）高速离心泵具有单级扬程高、结构紧凑、维护方便、可靠性好及适用范围广等优点，在炼油、石油化工及化学工业等领域得到广泛使用。

（2）大功率离心泵，因为炼油能力及化工生产规模的不断增大，大流量和高压力离心泵的需求量也随之增多起来.

（3）低空化余量离心泵，由于石油、化工等装置中,对有些离心泵要求抗空化性能好、空化余量低，故而低空化余量离心泵也是必不可少的.

（4）高入口压力离心泵的入口压力较高，转速较快，是一些石油化工装置所必须的,但还存在着机械密封的可靠性及轴向力平衡等问题亟待解决。

3.离心泵的拆卸

3。

1离心泵的结构图

众所周知,离心泵主要是由叶轮、泵体、泵轴、轴承、密封环及填料函六大部分组成。

我们必须要先了解它的主要结构即明白如何正确拆装方才能在遇到一些常见问题时及时给予解决.

图3、1离心泵结构图

3.2离心泵的拆装

（1）将吐出侧轴承端盖上的螺栓和出水段、尾盖、轴承体三个部件之间的联接螺栓拧下，卸下轴承端盖、轴承体等轴承部件；

（2）将轴上的圆螺母拧下并依次卸下轴承内圈、轴承压盖和挡圈，随后卸下包括填料压盖、填料环、填料在内的填料体；

（3）依次卸下轴上的O形密封圈、轴套、平衡盘和键后，卸下出水段、末导叶、平衡环套等；

（4）卸下末级叶轮和键后，卸下中段、导叶,按此依次卸下各级叶轮、中段和导叶，直到卸下前级叶轮为止；

（5）卸下泵联轴器后,拧下进水段和轴承体的联接螺母及轴承压盖上的螺栓后，卸下进水段侧轴承部件；

（6）将轴从进水段中抽出，拧下轴上固定螺母，依次将轴承内圈、O形密封圈、轴套等卸下；

（7）采用滑动轴承的泵，其拆卸顺序基本相同,仅在拆卸轴承部件时略有不同.

3离心泵拆卸时的注意事项

（1）严格按照停车顺序进行停车；

（2）拆卸前需将泵内的所有液体放掉，若轴承部件是稀油润滑时也需将润滑油放掉；

（3）将离心泵上的附属管路拆卸下来；

（4）拆卸时应严格保证零件的制造精度不受损伤，拆卸下的零件有序放好。

3.4离心泵的装配

泵的装配顺序一般是与它的拆卸顺序相反进行的.装配比之拆卸需更加慎重,因为其装配质量决定了离心泵能否正常运行，并且关系到离心泵的使用效率极其使用寿命。

装配时需注意以下几点：

（1）保护好零件的加工精度及表面粗糙度，避免碰伤及划伤等现象,密封用的密封件一定要保持干净,紧固螺钉与螺栓要受力均匀；

（2）泵的尺寸不能随意调整，否则会影响到流道的对中性，从而直接影响到离心泵的性能；

（3）在泵装配完毕后未装填料前，手转动泵的转子，检查转子在泵中是否灵活，轴向窜动量是否符合要求；

（4）一切检查合格后压入填料，并注意填料环在填料腔中的相对位置。

4。

离心泵的常见故障分析及处理

造成离心泵故障的原因多种多样各有不同,比较常见的有设备固有故障、安装故障及运行故障。

这些故障不会凭空出现，都会伴有一定的征兆,因而在判断离心泵故障时，应结合设备状态基本指标和丰富的维修经验进行诊断，切忌妄下判断.

1离心泵的启动故障

1.1泵不能正常启动

（1）原动机或电源不能正常启动：

如果是电动机作为原动装置，首先用手拨动电机散热风扇,看转动是否灵活：

如果灵活,可能为启动电容失效或容量减小，当更换相同值的启动电容;

如果转不动，说明转子被卡死，当清洗铁锈后加润滑油脂，或清除卡转子的异物.

（2）离心泵卡住，可用手盘动联轴器进行检查,必要时可拆卸进行检查，以消除故障;

（3）填料压的过紧，可放松填料；

（4）排出阀未关闭，需关闭排出阀，重新启动离心泵；

（5）平衡管不畅通，使用工具疏通平衡管。

1.2离心泵反向旋转

此类情况多数在第一次使用时出现,此时应立即停机，如为电动机,应调换三相电源中任意两相,可使水泵旋转方向改变，若以柴油机为动力，则应考虑皮带的连接方式。

4.1.3离心泵启动后不能正常供液

造成的原因可能如下：

（1）吸入口被杂物堵塞,应清除后安装过滤装置；

（2）吸入管或仪表漏气，可能由焊缝漏气,管子有砂眼或裂缝，接合处垫圈密封不良等,可进行补焊，更换管子,将结合处的垫圈重新进行密封等；

（3）吸水高度过高，需降低吸水高度；

（4）叶轮发生气蚀，根据不同的气蚀现象采取相应措施解决问题；

（5）注入泵的水量不够,加大泵的注水量；

（6）泵内有空气，排空方法为关闭泵出口调节阀,打开回路阀；

（7）出水阻力太大，应检查水管长度或清洗出水管;

（8）水泵转速不够，应增加水泵转速。

4.2离心泵的运转故障

4.2.1流量不足或停止

可能的原因是：

（1）叶轮或进、出水管堵塞,应清洗叶轮或管路;

（2）密封环、叶轮磨损严重，应更换损坏的密封环或叶轮；

（3）泵轴转速低于规定值，应把泵速调到规定值;

（4）底阀开启程度不够或逆止阀堵塞,应开打底阀或停车清理逆止阀；

（5）吸水管淹没深度不够，应加大吸水管淹没深度，使泵内吸人空气；

（6）吸水管漏气,应更换完好的吸水管；

（7）填料漏气，应更换新的填料;

（8）密封环磨损,应更换新密封环或将叶轮车圆,并配以加厚的密封环；

（9）叶轮磨损严重,应更换新的叶轮；

（10）水中含砂量过大,应增加过滤设施或避免开机；

（11）系统静扬程增加，应当检查液体高度和系统压力；

（12）阻力损失增加,应当检查管路及止逆阀等障碍;

（13）壳体和叶轮耐磨环磨损过大，应当更换或修理耐磨环及叶轮；

4.2.2离心泵不排液

原因及相应的处理方法如下:

（1）灌泵不足,即泵内气体未完全排空，应当重新进行灌泵；

（2）泵转向不对，应重新检查泵的旋转方向；

（3）离心泵转速过低，应当检查并提高其转速；

（4）滤网堵塞，底阀不灵，应当检查并清洁滤网；

（5）吸上高度过高或吸液槽出现真空,应当降低吸上高度，检查吸液槽压力.

4.2.3离心泵排液后中断

原因及处理方法如下：

（1）吸入管路漏气。

处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况；

（2）灌泵时吸入侧气体未排完。

处理方法是要求重新灌泵;

　　（3）吸入侧突然被异物堵住。

处理方法是停泵处理异物；

　　（4）吸入大量气体。

处理方法是检查吸入口有否旋涡，淹没深度是否太浅。

4.2.4离心泵扬程不足

（1）叶轮装反（双吸轮），应当检查叶轮；

（2）液体密度、粘度与设计条件不符,应当检查液体的物理性质；

（3）操作时流量太大，应当减少流量。

5电动机过载

常用离心泵多以电动机为原动机,电路一般都有过电流保护设备。

电动机过载时，会因电流过大而自动断电停车。

这可从以下几个方面进行查找原因；

（1）检查电源的电压和频率是否正常.当电压降低时,电流就将升高,这时电动机功率实际上并未增加，称为表面过载。

另外，如电流频率增高，则电动机的转速将成正比地增大，泵的轴功率就会增加。

（2）盘车检查泵的摩擦功率是否太大.如盘车比正常时沉重，可能是:

填料压盖过紧或机械轴封安装不当（弹簧过紧）、泵轴弯曲、对中不良、叶轮碰擦或轴承严重磨损等.

　　（3）检查被输送液体的粘度、密度是否超过设计要求。

　　（4）双吸叶轮如果装反,则后弯叶片变成了前弯叶片，也会使泵过载。

　　（5）必要时可脱开泵和电动机的连接，让电动机单独运转。

如测得电流比正常的空载值高，则表明电机本身有毛病（转子擦碰、缺相运转等）。

应该说明，如因管路方面原因使离心泵流量显著超过额定流量（扬程很低），则其功率将超过额定功率。

但一般电动机在配备时都有适当的功率余量.

2.6离心泵耗用功率过大

泵运行过程若出现电流表读数超常、电机发热，则有可能是泵超功率运行，可能的原因：

（1）泵内转动部份发生磨擦，如叶轮与密封环、叶轮与壳体，应当对其进行检查并修理；

（2）泵转速过高，应当将转速调至适当大小；

（3）输送液体的比重或粘度超过设计值,应当检查液体密度并进行调整;

（4）填料压得过紧或填料函体内不进水，应当适当放松填料或使水进入填料函内；

（5）轴承磨损或损坏,应当对其进行修理或更换；

（6）轴弯曲或轴线偏移，应将其进行适当调整；

（7）泵运行偏离设计点在大流量下运行,应对其进行调整;

（8）轴向力平衡装置失败,应当检查平衡孔，回水管是否堵塞;

（9）联轴器对中不良或轴向间隙过小，应当检查对中情况并调整轴向间隙.

4.2.7离心泵运转时震动过大或产生异常声响

离心泵在正常运行时,整个机组应平稳，声音应当正常。

如果机组有杂音或异常振动，则往往是水泵故障的先兆,应立即停机检查,排除隐患。

水泵机组振动的原因很复杂,从引发振动的起因看主要有机械、水力、电气等方面，从振动的机理看主要有加振力过大、刚度不足、和共振等。

其原因可能有，

机械方面：

（1）叶轮平衡未校准，当即刻校正；

（2）泵轴与电动机轴不同心，当校正；

（3）基础不坚固，臂路支架不牢，或地脚螺栓松动，应当对基础部件进行紧固;

（4）泵或电机的转子转动不平衡,应对其进行调整。

水力方面：

（1）吸程过大，叶轮进口产生汽蚀，水流经过叶轮时在低压区出现气泡,到高压区汽泡溃灭,产生撞击引起振动，此时应降低泵的安装高度；

（2）泵在非设计点运行，流量过大或过小,会引起泵的压力变化或压力脉动；

（3）泵吸入异物，堵塞或损坏叶轮，应停机清理;

（4）进水池形状不合理、龙其是当几台水泵并联运行时，进水管路布置不当,出现漩涡使水泵吸入条件变坏。

共振引起的振动，主要是转子的固有频率和水泵的转速一致时产生，应针对以上故障原因，做出判断后采取相应的办法解决.

8轴承过热

运行时，如果轴承烫手，应从以下几方面排查原因并进行处理：

（1）润滑油量不足，或油循环不良，应当注入足够的润滑油；

（2）润滑油质量差，杂质使轴承锈蚀、磨损和转动不灵活，应当更换优质润滑油；

（3）轴承磨损严重,应对轴承进行修理或更换;

（4）泵与电机不同心,应对其进行调整；

（5）轴承内圈与泵轴轴颈配合太松或太紧，应对其进行相应的调整；

（6）用皮带传动时皮带太紧，应放松皮带至合适位置；

（7）受轴向推力太大，应逐一将叶轮上的平衡孔疏通。

2.9轴封过热

（1）填料压的过紧或摩擦，应当放松填料并检查水封管；

（2）水封圈与水封管错位，应当重新对其检查并对准；

（3）冲洗或冷却不良，应当对冲洗冷却循环管进行细致检查；

（4）机械密封有故障，应检查机械密封并采取相应措施解决.

10转子窜动大

（1）操作不当，运行工况远离泵的设计工况,必须严格操作，使泵始终在设计工况附近运行；

（2）平衡不通畅，应当疏通平衡管；

（3）平衡盘及平衡盘座材质不符合要求，应当更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。

4.2。

11发生水击

（1）由于突然停电造成系统压力波动，出现排出系统负压，溶于液体中的气泡溢出使泵或管道内存在气体,解决办法纠结将气体排放干净；

（2）高压液柱由于突然停电迅猛倒灌,冲击在泵出口单向阀阀板上，应当对泵的不合理排出系统的管道及管道附件的布