給排水工程師淺談水泵出力不足的處理方法

我廠(chǎng)取水泵站共有五套機(jī)組，四用一備。自從1997年投產(chǎn)以來(lái)，一直運(yùn)行良好。近期發(fā)現(xiàn)水泵出口壓力低、流量小、電流大、出力不足，使機(jī)組不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，影響了取水量。我們這次的檢修目的是用最節(jié)約的方法把水泵的電流降下來(lái)，使之達(dá)到額定出力。

1.原因分析

離心式水泵的工作原理：水泵啟動(dòng)前泵先由注水漏斗灌滿(mǎn)水,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)軸使葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪中的水在離心力的作用下,由葉輪中心被甩向葉輪周?chē)鷫合虮脷?通過(guò)排水管路排出。與此同時(shí)葉輪中心進(jìn)口處,由于水被抽至輪緣而形成真空,在吸水井液面上大氣壓的作用下,水經(jīng)濾水器及底閥、吸水管進(jìn)人水泵,立即填補(bǔ)葉輪中心。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn),水即不斷流人泵內(nèi),并排至出水管路。 離心式水泵的結(jié)構(gòu)總體分兩大部分:即固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分。固定部分主要由進(jìn)水段、中間段、出水段、軸承體、填料箱和導(dǎo)向器等部分組成。進(jìn)水段、中間段和出水段由拉緊螺桿連接在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)部分主要由葉輪、平衡盤(pán)、軸、聯(lián)軸器等部分組成。我們根據(jù)其工作原理認(rèn)真地對(duì)取水泵進(jìn)行了原因分析：

1.1密封口環(huán)與葉輪間隙過(guò)大。

1.2 葉輪被雜物堵塞。

1.3機(jī)械圓盤(pán)摩擦損失增大。

機(jī)械圓盤(pán)摩擦損失是指由于離心泵葉輪在充滿(mǎn)液體的泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體在附著力、粘性力的作用下，隨著葉輪半徑的增大壓力升高、慣性離心力增大，因而在葉輪兩側(cè)形成環(huán)狀渦流。渦流的能量是葉輪傳遞給流體的，這就使葉輪多消耗了一部分功率。當(dāng)軸向間距增大時(shí)，會(huì)增加圓盤(pán)摩擦損失。

△N=Kyn3D3 (K流體常數(shù) y流體重度 n轉(zhuǎn)速 D葉輪半徑)

2.解體檢查結(jié)果

取水泵是進(jìn)口泵(具體參數(shù)見(jiàn)下表)。自2003年大修后各種參數(shù)都正常，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，取水泵出力在逐漸下降，電流在逐漸增大。具體分析原因有以下幾種：

2.1檢查取水泵入口濾網(wǎng)

取水泵出力不足，壓力低，首先可能是入口濾網(wǎng)堵塞，通流面積不足所致，解體檢查取水泵入口濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)入口濾網(wǎng)有被軟垢堵塞現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)入口濾網(wǎng)進(jìn)行清理，使得電流有所降低，但仍然偏高，遂決定對(duì)取水泵解體大修。

2.2解體大修發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題

2.2.1葉輪處無(wú)堵塞，也無(wú)氣蝕現(xiàn)象。

2.2.2經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)取水泵密封口環(huán)磨損嚴(yán)重，按技術(shù)要求密封口環(huán)與葉輪出入口處的間隙應(yīng)為0.15mm，現(xiàn)在測(cè)量此間隙為0.4-0.5mm,嚴(yán)重超標(biāo)，泄漏量加大，是出力不足，電流大的主要原因。

2.2.3取水泵平衡盤(pán)與平衡座有磨損現(xiàn)象，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)照，總摩擦量達(dá)3.5-4mm;葉輪入口處軸向有動(dòng)靜摩擦現(xiàn)象，使葉輪前部動(dòng)靜間隙變大，機(jī)械圓盤(pán)摩擦損失增大，這是電流增大的另一個(gè)原因。

3.處理方法

3.1清理取水泵葉輪通流部分的軟垢，使通流部分達(dá)到設(shè)計(jì)要求。用機(jī)械法清理干凈。

3.2取水泵葉輪出入口密封口環(huán)處由于磨損間隙超標(biāo)，按常規(guī)的檢修方法，葉輪和密封口環(huán)都得更換，才能達(dá)到技術(shù)要求。但由于我廠(chǎng)所用的取水泵是進(jìn)口泵，零件價(jià)格比較高，一個(gè)葉輪的價(jià)格要二十萬(wàn)，一個(gè)密封口環(huán)要八萬(wàn)，五套機(jī)組共需更換五個(gè)葉輪，十個(gè)密封口環(huán)，成本相當(dāng)高。因?yàn)樾夼f利廢、節(jié)能降耗是我們一貫堅(jiān)持的維修原則。經(jīng)研究決定不更換取水泵葉輪，而是將取水泵葉輪出入口密封口環(huán)處統(tǒng)一按最小直徑車(chē)削為Φ294.5±0.02mm(原來(lái)設(shè)計(jì)為Ф294.7±0.02mm)，重新按廠(chǎng)家設(shè)計(jì)材質(zhì)(青銅)加工制作葉輪出入口處密封口環(huán)Φ294.8mm(原來(lái)設(shè)計(jì)為Φ295mm)，安裝后各項(xiàng)數(shù)據(jù)都符合設(shè)計(jì)要求。每個(gè)密封口環(huán)材料費(fèi)、加工費(fèi)共計(jì)5000元，這樣維修費(fèi)用就節(jié)省了一百七十五萬(wàn)。

3.3取水泵解體后發(fā)現(xiàn)平衡盤(pán)與平衡座有磨損現(xiàn)象。經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)照磨損量達(dá)到3.5-4mm;葉輪入口處軸向有動(dòng)靜摩擦現(xiàn)象，使軸向間隙變大，機(jī)械圓盤(pán)摩擦損失增大。如果更換平衡盤(pán)和平衡座需要十萬(wàn)，我們?yōu)榱斯?jié)省資金，將取水泵平衡盤(pán)按原來(lái)設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工，并對(duì)摩擦面經(jīng)過(guò)滲氮處理。計(jì)算出加工后平衡盤(pán)與標(biāo)準(zhǔn)件厚度的減少量加上平衡座與標(biāo)準(zhǔn)件深度的增加量的和a，然后在平衡座與泵體軸向結(jié)合面處加一個(gè)同等厚度a的鋼墊，在平衡座尾部用不銹鋼焊條補(bǔ)焊車(chē)削使厚度增加a，以保證平衡座與安裝套間隙0.6-0.8mm.重新安裝后，使葉輪出口側(cè)動(dòng)靜間隙減小，達(dá)到設(shè)計(jì)值，減小了機(jī)械圓盤(pán)摩擦損失，提高了效率。各部間隙達(dá)到設(shè)計(jì)要求，試運(yùn)效果較好。

4.維修效果

4.1取水泵電流降低，出力明顯增加，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2本次大修由于原因診斷明確，并且應(yīng)用了合理的維修方法，使得維修費(fèi)用明顯降低。

5.結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，我們深刻體會(huì)到機(jī)械設(shè)備的維修改造是一個(gè)企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，需要各方面人員的全面參與、積極配合;其次，良好的維修工藝能夠節(jié)約原材料，降低企業(yè)的維修成本。今后，我們?nèi)匀粦?yīng)該在保證質(zhì)量的前提下，按照“先修理、后更換”和“先附件、后主件、不得已再整機(jī)”的檢修原則，深入開(kāi)展技術(shù)改造，努力降低供水成本，保證機(jī)組安全。

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