离心泵叶轮优化硕士研究论文

水泵设计中应该注意的问题的若干思考论文

水泵在现代工业生产中占据重要地位，但是在使用中会因为各种各样的问题影响其正常运行。本文从吸水管路的要求和尺寸确定，水管的安装方式，吸水管材料选择和引水方式的选择，压力水管的类型和铺设方式及支承方式，管道支撑方式设计对镇墩设计、支墩设计的要求方面进行探讨，并且简要分析水泵水击计算及其防护，从而进一步提高我国的水泵设计水平。

1 影响泵机运行效率的因素

泵机的选择

在泵站运行过程中，水泵的运行效率等于水力效率、泵的容积效率以及机械效率三者的乘积，因此水泵本身的运行效率决定整个泵站的运行效率。如果在设计之初，选用的水泵质量不合格，就会导致水泵叶轮的汽蚀情况加重，如果水泵的密封环在制造的时候间隙过大或者过小，会降低水泵的工作效率以及使用寿命。

水泵叶片的振动

水泵的叶片一般情况下都是单级叶片，为了更好地提高泵机的运行特性，泵机转子部分的直径一般远远小于泵机叶轮叶片的直径，这就导致变频送风机产生的不平衡质量以及惯性力矩都集中在叶轮叶片上。因此在设计的时候，叶轮叶片一般设计成对称结构。但是由于叶片的制造误差，一般情况下叶轮叶片很难做到完全对称，再加上有时泵机要进行高速运转，会造成巨大的惯性力矩。惯性力矩传递到叶片上以及曲轴上都会造成变频送风机振动过大。

泵机内部缺少润滑

泵机的运行特性导致泵机的工作不是完全固定的，从并且使得只用一个曲轴来尽可能地减小从泵机的设计点这个工作是不稳定的，可能通过这种不均匀带来了能量损耗。而泵机内部的旋转机械在长期的运转过程中，缺少润滑会导致旋转机械之间产生剧烈摩擦，这种摩擦不仅仅损害机械设备，同时也会造成水泵的效率大大降低。

2 吸水管设计要求

管道材料选择

吸水管道材料要具有气闭性较好、抗腐蚀能力强、安全可靠等特点，因此选取吸水管道材料时要考虑其综合性能。不锈钢管具有机械强度高、管壁壁薄、比重小、压力损失低等优点，再加上便于安装、检修以及更换，因此被广泛运用到泵站工程中。但是不锈钢管使用寿命一般只有20～30 年，在管道使用寿命即将达到期限时，要及时进行更换以及维修。橡胶管也是当前常用的吸水管道材料，长期性或者永久性的泵站吸水管多采用不锈钢管，而临时泵站一般选用橡胶管。

对进水管的要求

(1)不积气。吸水管的工作原理是根据水管内外的压力差(真空度)形成吸水的效果，当水泵吸水管内外的压力差降低到一定程度时， 因为管道内的真空度较小导致水中溶解的气体不断分离出来。如果设计的时候不认真考虑到这一因素对管道的影响，就会在吸水管道某段出现积气，形成气囊，从而影响水管的正常吸水。

(2)不漏气。吸水管靠水管内外的压力差进行水体循环，一旦吸水管路出现漏气现象， 就会使得水管产生较大的压力损失，使得水泵正常运行出现严重故障。同时水管出现漏气现象，管内的水流出来，外界的空气进入到水管内，水泵的出水量将减少，甚至出现吸不上水的情况。一般情况下吸水管路采用强度高、接口可焊接的钢管，深埋土中的钢管应该涂防腐层。

(3)不吸气。吸水管进口淹没水中的深度不够，就会在吸水管的进水口处产生较大的游涡， 而游涡会将大量的空气带入到吸水管内，严重时将影响水泵正常吸水。为了避免吸水井(建筑物)水面产生游涡，减少吸水口处空气的进入量，吸水管在最低水位下的淹没深度应该大于。如果环境条件不能满足最低的淹没深度，可以通过在吸水管进口末端安装水平隔板来减少空气的进入量。

引水方式的选择

(1)当泵站离水源较近，水源泥沙含量较低且水源的水位变化幅度基本不发生变化， 而同时泵站的引水流量不大时，可以可选用管道引水方式。水源岸坡较缓时，用斜杆管式引水方式，水源岸坡较陡时，采用直管式引水方式。

(2)当泵站离水源较近，水源含沙量较大且水源岸坡较陡时，可选用涵洞引水方式进行取水作业。

(3)当岸坡较缓，泵站等取水建筑离水源较远时，可以通过开挖渠道进行取水。开挖渠道可以缩短压力管道的使用长度，提升工程的经济效益。

穿墙管连接形式选择

(1)柔性连接。柔性安装是为了提高安装的弹性。对于水泵和动力机的均高于校核洪水位的泵站来说，为了降低冲击应力以及温度应力的影响，一般采取柔性的连接方式对穿墙管进行连接。以保证安装后的穿墙管道能够自由伸缩，有效地对抗冲击载荷以及温度应力。

(2)刚性连接。管道在进行连接的时候要充分考虑到螺纹连接和法兰连接这两种连接方式的异同点。螺纹连接比较简单，通过管螺纹进行连接再配合生料带密封就可以达到较好的密闭效果。在进行管螺纹连接时，要掌握螺纹松紧度，用手进行预紧的时候，将管螺纹拧紧后要保证管螺纹有一定的活动量。在二次拧紧中采用活动扳手拧紧的时候，要注意预紧力大小，不能因为过分拧紧而导致螺纹损坏。如果有条件，可以采用力矩扳手进行拧紧，能够保证预紧力大小满足要求。螺纹连接后应清除外露油麻和生料带，对于容易腐蚀的管道应该进行防腐处理。

3 压力水管设计要求

压力水管是指水泵到储水建筑物之间的出水管道，这一部分管道是保证水泵正常运行的重要因素。加压泵站和灌溉的高扬程泵站的压力水管一般都超过正常水管的范围，使得压力水管在泵站总投资成本中所占的比重较大。对于泵站的正常运行来说， 压力水管的长短和管径的大小对系统的影响是巨大的，尤其是水管内的水击压力甚至会给泵站带来致命的`影响，因此加强高扬程泵站和加压泵站压力水管设计是十分必要的。

对压力水管道的要求

(1)保证管道本身及其接头的强度，保证密封性能可靠;

(2)保证压力管道引起的能量消耗及投资最小;

(3)保证泵站正常运行时压力水管道稳定;

(4)在向管道内充水或泄空过程中，保证介质能自由出入压力水管道;

(5)管道突然破裂后保证泵房的安全;

(6)能够在检修时放空管道，保证检修工作顺利进行。

压力水管的材料选择

(1)压力水管水循环压力损失小、能耗低，确保水泵在各种情况下，均能按照标准工况运行，从而降低压力水管的维保费用;

(2)满足泵站不同用水要求，保证在不同的水管压力条件下能通过对应的设计流量;

(3)确保管道在较为恶劣的环境下，能够独立自主运行，不会产生位移变化、水击破坏以及滑移等现象;

(4)水管材料要便于运输、检修、安装、维护和管理，保证压力水管检修顺利;

(5)节省钢材、水泥、木材等材料，保证整个工程投资成本最低。

压力水管的安装

(1)安装原则。泵站压力水管多采用钢管，因此在安装的时候要注意以下几点：(1) 焊接钢管要注意焊接的密封性是否可靠，焊接结束后，焊缝处使用角磨机进行打磨。(2)压力水管的坡度设置应符合设计要求和国家标准，要保证设置出的坡度满足使用要求。(3)坐标和标高的允许偏差以及竖直管道的垂直度误差及水平管道纵横向弯曲误差应符合规范规定。(4)在进行法兰连接时，要对内螺纹及法兰封面上的铁锈等油污及灰尘进行清洗，确保连接时法兰表面的光洁程度。清除掉密封线圈上的密封中心线，调节管螺纹法兰中心线与管中心线两者之间的位置，保证相互垂直。

(2)安装方式。压力水管的安装方式可分为辐射状安装、平行安装、串联安装和并联安装四种。辐射状安装，管道的中心线随着逐渐偏离中心而减少。平行安装是指压力水管管道中心线始终保持为定值。对于短管道、低扬程的泵站来说，多将压力水管沿着平行于泵站机房铅垂轴线的方向布置，从而简化管道结构，保证压力水管运行可靠。串联安装，串联安装是针对相邻泵站之间无建筑物的压力水管安装方式。对于高扬程泵站来说，如果泵站之间无影响泵站安装的台地，可以采用串联方式将压力水管与下一级水管连接。并联安装，并联安装是指多个水共用一个压力水管，从而极大地减少压力水管的使用，降低泵站的建设成本，多用于高扬程、多泵机组、长管道的泵站建设。但是并联安装会增加许多配套建设，而且总管道检修时，所有的支管道都要停止运行。

4 管道支撑方式设计要求

镇墩设计

镇墩是用来固定压力水管，按照结构类型分为敞开式镇墩和封闭式镇墩。敞开式镇墩便于检修，但是由于敞开式结构受外界影响较大，容易导致管壁受力不均匀，因此该结构多用于低载荷的压力水管固定;封闭式镇墩结构较为简单，受外界影响较小，但是不易检修。镇墩是依靠自身重力来维持本身稳定的结构， 因此其设计要求以及内容与其他重力式结构基本相同，也就是需要计算极限情况下镇墩结构的抗滑和抗倾复稳定性、地基的稳定性。在实际情况中，各种不利极限情况一般不会同时发生，因此应参照水泵不同运行情况进行镇墩结构负载组合，保证镇墩的强度以及稳定性能够应对最不利的情况。泵机的正常设计是按照运行平稳、正常停机以及突发停机这三种情况进行载荷分析， 将温度变化以及各种摩擦阻力考虑进去，从而保证设计能够使泵机达到最佳的运行状态。

支墩设计

支墩是承接压力水管中间部分的载荷，减少压力水管在各种载荷影响下产生的屈曲变形。对于压力水管来说，为了适应温度变化产生的热循环应力对压力水管的强度冲击，可以利用压力水管沿管轴方向在支墩上的自由移动来抵消热应力带来的位移。支墩只承受垂直于管轴的法向力，水平方向上的作用力主要由镇墩承担。

5 结语

泵机是生产过程中非常重要的设备， 对国家的科技自动化、现代工业水平发展等有着重要的作用。然而在泵机使用过程中，会因为作业环境或操作人员等因素的影响而出现各种故障。对泵机进行设计时，应尽可能将影响泵机运行的因素考虑进去，从而避免设备发生故障，确保泵机处于正常稳定的运行状态。

离心泵技术论文篇二 离心泵的管理和维修技术探讨 摘要：离心泵是机械装备制造业中比较通用的一种机械，广泛应用于社会生产的各个行业和部门。近年来，伴随着石油化工和国民经济的发展，对离心泵的安全可靠性能提出了更为严格的要求。离心泵作为输送物料的一种转动设备,对连续性较强的化工生产尤为重要。基于此，本文就离心泵的管理和维修技术展开分析与研究。 关键词：离心泵;管理;维修 中图分类号：C93文献标识码： A 引言 随着社会经济的快速发展及企业管理体制的不断改革，离心泵故障管理及维护受到了越来越多人们的关注，在我国现阶段，寻找离心泵馆长的维修技术已经成为一个新的课题，对离心泵进行良好的日常保养，完善设备的保养机制，是延长离心泵使用寿命的关键。 一、离心泵的基本构造 (一)叶轮。常见的离心泵结构中，主要有开式、半开式和闭式三种型式的叶轮。开式叶轮仅有叶片，没有前后盖板;半开式类型的叶轮则是由后盖板和叶片组成;而闭式叶轮不但有叶片，还有前盖板和后盖板。在各泵体结构中，离心泵主要通过叶轮对液体做功，也是唯一的做功部件。 (二)泵体。径向剖分式和轴向剖分式是两种普遍的离心泵壳体类型。离心泵中的单机泵壳体大多数为蜗壳式，多级泵壳体按径向剖分壳体划分成圆形和环形两种壳体类型。泵壳内腔呈现螺旋形是蜗壳式泵壳的主要特征。 (三)泵轴。泵轴主要是用来传递机械能，它是由联轴器和电动机相连，从而可以将电动机的转矩通过泵轴传送到叶轮。 (四)轴承。离心泵的轴承多为滑动轴承，所以润滑剂要求就比较严格，常用透明油作为润滑剂。 (五)密封环。减漏环是密封环的另一种说法，在不同资料下可能显示有所不同。 (六)填料函。填料函的主要作用是封闭泵轴和泵壳之间的狭小空隙，保证泵内水流和泵外空气不能相互泄露。主要构造是由填料、填料筒、填料压盖、水封环和水封管组成。 二、离心泵的基本工作原理 研究离心泵工作原理可为处理故障与制定预防措施提供技术依据。在通常情况下，离心泵就是利用物体离心力作用，来达到对液体物体完成输送的目的。在离心泵工作前，须事先将泵内叶片间和贮液槽内充灌满流体，然后再启动离心泵开始正常运转，此时离心泵内的流体就会随着叶轮高速旋转产生离心力运动，并在叶轮中心向外周作径向运动，最后顺叶片流道进入到排出管内。同时泵内的原有流体被旋转甩出后，叶轮中心即形成了一个低压区，而暂处于高压区贮液槽的流体就会源源不断的被吸收到叶轮中心，再依靠叶轮高速旋转被甩出进入到排出管内，形成流体不间断的被吸入和排出的循环输送作业，从而实现离心泵连续不断地将液态物体抽出进行输送 三、离心泵常见故障处理措施 (一)离心泵排液不畅和排液后中断的解决措施 检查泵内气体是否处于真空状态，泵壳和入口管线内的流体是否全部注满，如果不是真空要立即排净空气，没有灌注满的要及时重新添加达到要求标准。检查泵内叶轮转速有无异常，发现叶轮表现出过低的转速时，要立即进行调整适当提速。检查入口滤网、底阀有无附着的杂物，有就须立即排除异物，避免再次发生堵塞;检查吸入侧管道连接处有无漏气，有就需及时排尽气体，检查吸入口淹埋深度是否太浅，调整合适位置避免异物堵上。 (二)离心泵运行中出现震动或异响的解决措施 检查离心泵的轴承情况及间隙大小，检查泵内油质清洁度和润滑程度，并进行逐一排除故障隐患。损坏轴承要及时进行更换处理，间距大的了要及时调整轴距到适当的位置;对已经污染了的油质要马上进行杂质清除，对润滑不到位的部件，要立即更换新的润滑油脂。至于对那些过高震动频率的，则应及时更换、调整离心泵的轴承、轮齿等部位。 (三)离心泵功率消耗太大的解决措施 检查叶轮与耐磨环、泵壳有无摩擦，而进行适度的修理。检查流液密度是否合适，轴承有无损坏，如果有就及时进行修理或者更换轴承，调整零部件。检查泵轴是否有弯曲，并及时矫正。检查联轴器是否存在对中不良、轴向间隙太小，进而调整对中和轴向间隙到合适位置。 (四)水泵不能正常运转的解决措施 首先，检查离心泵的原动机运行有无异常，电源接入是否正确，如存在有原动机异常和电源接错的问题，须加以整改处理好;也可用手盘联轴器直接检测，如遇故障问题严重的，可通过拆解泵壳，观察泵体内有无被卡的现象。检查泵内系统的水头、净压头等部件磨损情况，对凡是发现有磨损的零部件应及时更换。检查叶轮的完好程度及叶轮之间的间隙，及时更换掉完好程度差的损坏叶轮，调整间隙大的叶轮间隙到合适的位置为止。检查吸液槽的真空状态与吸入的高度位置，对没有排尽空气的要再排气，使吸液槽内达到真空状态，同时，对泵内系统的水头位置设置过高的，要重新调整。 (五)离心泵流量不足，扬程不达标的解决措施 导致离心泵的流量和扬程不够的主要原因为：叶轮的转速太低或叶轮的转动方向不对、泵吸入口串气、吸入口管线、滤网或叶轮堵塞、灌注不够、叶轮损坏、口环的间隙过大，漏损过大、吸入管中压力接近汽化压力、泵体内有气体。如离心泵在出现如下情况时，可采取下面的方法进行处理：①检查调整。②检查入口管线法兰。③清理入口过滤器。④更换叶轮。⑤增加入口压力，提高灌注头。⑥更换口环。⑦适当地增加入口压力，同时降低传输介质的温度。⑧放空排气或向有关系统卸压。 四、离心泵的管理和维护的优化策略 现代工业系统中，离心泵的适用范围从基本的生活需求到石油化工行业都有广泛涉及，不但用来输送水，而且还用来输送石油等其他不同性质的液体。按照不同的输送媒介，离心泵的种类也变得纷繁复杂，常见的有防腐泵和清水泵两种。为了保证一定的使用年限，减少企业成本提高经济效益，就必须不定期对离心泵加强管理和维护。 (一)做好离心泵安装工作，确保正常运行。离心泵是石油化工生产中的核心装置，其重要性不言而喻。而离心泵安装工作是前提和基础部分，要求安装工作人员一定要严格按照规范要求，确保设备的科学安装和正常运行。首先，设备的基础尺寸和位置一定要符合要求，横纵坐标的位置一定要合理，一般偏差不能超过20mm，地脚螺栓孔中心位置的偏差应该控制在10mm以内，地脚螺栓孔壁铅的垂直角度偏差应该在2毅。其次，安装中，一定要慎重选择垫铁的位置，在垫铁安装之前，一定要调整泵的标高、水平度，使其达到设计的标准值。只有精准的安全，才能确保离心泵运行的稳定性和安全性，垫铁的主要作用是使泵的重量以及运转过程中产生的惯性力均匀地传递给基础部分，这样能减少离心泵自身承载的荷重，确保其能长久运行。最后，离心泵安装中，需要安装两个垫铁，其中一平二斜，固定离心泵，如果一般离心泵的荷载比较大，可以选用三个垫铁，但是，数量最好不要超过三个。离心泵的安装是系统性的工作，对安装技术人员提出较高的要求，技术人员一定要注重每一个安装细节，确保每一个环节的工作质量，这样更能提高运行的可靠性，保证离心泵工作运行的效率。 (二)合理使用离心泵，提高运行效率。合理使用离心泵要求技术人员严格按照规范操作开展工作，避免离心泵低流量运行。一般离心泵在正常运行时，高压力下顺利运行，但是如果出现低流量运行，会导致离心泵故障问题。低流量运行时，离心泵内就会出现径向漩涡现象，此时就会产生很大的径向推动力，此时，离心泵就无法正常运转。石油离心泵的实际流量比较小，如果处于不合理连续转动运行中，就会导致轴折断。但是，一般离心泵的流量都比较低，很多时候能将大部分轴功率转化为热能，将能量传递给泵内的液体，进而引起整个外壳温度上升，此时，泵体温度升高，在长期小流量运行状态下，就会发生震动等故障现象。因此，一定要避免离心泵在低流量状态下运行，这样才能保证离心泵的正常工作，提高运行效率。其次，还应该做好离心泵润滑工作，基本都是滚轴承类型，润滑剂的养护和使用能确保离心泵的正常运行，在不受外界干扰的情况下，保证机械不会因为负荷力而变形。润滑工作也是重要的环节，一定要使润滑达到良好的状态。在选用润滑油时，一定要慎重选择比较良好的润滑油，在不同转速的情况下，应该形成油膜，这样更有助于提高离心泵的安全运行。同时，选用的润滑油应该具有高粘度性，离心泵在不同的条件下，都能有效的保护其使用寿命，确保离心泵不会受到负荷力以及温度等因素的影响，进而确保离心泵内部部件的顺利运行，避免离心泵在运行过程中轴和固定轴之间的摩擦，减少离心泵故障问题。 结束语 随着科技的不断发展,，离心泵的管理和维护对技术人员的业务水平提出了更高的要求，因此，企业各部门的操作人员必须加强理论知识的学习，并在实际工作中熟练运用。只有对离心泵的管理和维护工作充分重视，才能够保证其利用率、可靠性和安全性得到大幅度提高。 参考文献： [1]刘福玉,刘福磊,孙广军,张凤霞.探讨多级离心泵常见故障检测与维修[J].才智,2012,20:36. [2]席玉洁.离心泵故障诊断专家系统的应用研究[D].北京化工大学,2011. [3]陈来保,潘金亮,焦红志,李京沛.高速离心泵常见故障原因分析及处理[J].河南化工,2008,08:38-39. [4]朱力勇.离心泵常见故障分析与处理[J].中国石油和化工标准与质量,2013,17:79. [5]白俊华.离心泵常见故障原因及预防措施[J].现代农业科技,2011,03:265-266. 看了“离心泵技术论文”的人还看： 1. 变频泵技术论文 2. 泵与风机节能技术论文 3. 变频技术论文2000字 4. 节电技术论文 5. 变频器技术论文