張莉

[摘 要]通過(guò)合理選擇水泵工況點(diǎn)、運(yùn)用新型泵、提高裝配質(zhì)量，以及降低官網(wǎng)阻力與揚(yáng)程等措施實(shí)施，能保證水泵始終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]離心水泵；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；選工況點(diǎn)；加強(qiáng)裝配與降網(wǎng)損

中圖分類號(hào)：TH311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）29-0005-01

引言：煤礦井上下使用的水泵比較多，且多為離心式水泵。其水泵排水耗電量占總耗電量的20%以上，特別是具有兩個(gè)水平或淋水大的礦井，耗電量更高。顯然，做好水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常重要。比如礦井下大泵，裝機(jī)容量300KW的7-8臺(tái)，效率每提高1%（電價(jià)0.75元/KWh），就意味著這幾臺(tái)泵一年就能節(jié)約幾十萬(wàn)元以上的效益，顯然，非?？捎^。

一、合理選擇水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況點(diǎn)

對(duì)于水泵的運(yùn)行工況，離開(kāi)設(shè)計(jì)值越遠(yuǎn)，效率就越低。所以，要實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在選取系統(tǒng)運(yùn)行工況時(shí)，最好選在特性曲線上最佳效率點(diǎn)的右側(cè)（M-M2）。假如選在最佳效率點(diǎn)，在運(yùn)行中葉輪對(duì)部件磨損和管路積垢等原因，會(huì)使工況點(diǎn)向左移（M′點(diǎn)），效率就會(huì)下降；若選右側(cè)，工況點(diǎn)左移后接近最佳效率點(diǎn)（M-M2）區(qū)域，效率雖低于最佳效率，但系統(tǒng)效率較高。一般管路阻力越小，工況點(diǎn)越向右移，電耗就越低，但不能超過(guò)合理工作區(qū)，不然會(huì)出現(xiàn)過(guò)載或產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。零部件的磨損、管路積垢等，都會(huì)使工況點(diǎn)偏離，效率下降，所以應(yīng)定期進(jìn)行測(cè)定，以保持高效運(yùn)行點(diǎn)。

二、積極運(yùn)用節(jié)能經(jīng)濟(jì)類新型高效泵

對(duì)于高效泵而言，其設(shè)計(jì)制造的精度都高，各部配合間隙又小。具有扭曲葉片的葉輪，能降低水損失，效率高（78%）。對(duì)一級(jí)葉輪采取加寬進(jìn)水口和葉片扭曲角措施，有改善泵的汽蝕性能效果。

三、正常情況下水泵應(yīng)保持高效運(yùn)行裝配

1、運(yùn)用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的零部件。更換葉輪導(dǎo)翼等零件時(shí)，要檢查是否與圖紙一致。礦用離心水泵，多為后傾式葉片，出口β2小于90°。出口角增大，揚(yáng)程也增大；出口角太小時(shí)，摩擦損失量會(huì)增加。出口寬度對(duì)揚(yáng)程、排量也有影響。一般鑄造精度對(duì)效率影響也比較明顯。清除葉輪流道的非邊、毛刺和鑄造缺陷，能提高1-3%的效率。

2、切實(shí)保證各部分零件的配合間隙合理。水泵工作中會(huì)產(chǎn)生容積、水力和機(jī)械損失。前者包括密封縫隙循環(huán)流損、填料和平衡盤(pán)的泄漏損失等。葉輪大小口環(huán)的配合間隙對(duì)水泵特性和效率的影響較大。大口環(huán)間隙由0.3mm增加到0.5mm，效率就下降4%；小口環(huán)間隙由0.25mm增加到0.7mm后，效率下降5%左右。對(duì)口環(huán)應(yīng)定期更換，以保持原有效率和特性曲線。運(yùn)用密封填料和平衡盤(pán)外泄的水量。要對(duì)平衡盤(pán)與平衡環(huán)進(jìn)行研磨，使接觸面達(dá)到70%以上，以減少損失。

3、軸向串量應(yīng)保證葉輪與導(dǎo)翼輪對(duì)中。對(duì)多級(jí)泵單吸葉輪，兩側(cè)壓力不等會(huì)產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子串動(dòng)。軸向串動(dòng)力過(guò)大，會(huì)造成殼體與轉(zhuǎn)子的碰磨，泵不能正常運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使葉輪出口與導(dǎo)翼入口中心偏離。葉輪與導(dǎo)翼中心不對(duì)中，水力損失大，效率會(huì)下降。組裝時(shí)應(yīng)保持較好的對(duì)中性。

4、封緊水泵的螺旋密封。密封水泵殼體與旋轉(zhuǎn)軸間的間隙，常采用盤(pán)根箱。這樣可以達(dá)到較好的密封效果。原理：靠旋轉(zhuǎn)的螺旋體對(duì)液體建立起的密封壓力，阻止泵內(nèi)液體向泵外漏失。

5、水泵聯(lián)軸器端面間隙應(yīng)保證。電機(jī)與泵的聯(lián)軸器端面間隙，規(guī)定為最大串量加2～3mm。最大串量是水泵轉(zhuǎn)子的前向串量與后向串量之和，外加2～3mm的數(shù)值，是前向串量（向聯(lián)軸器側(cè)）達(dá)極限時(shí)應(yīng)具有的安全余量范圍。

四、合理調(diào)整好水泵的揚(yáng)程

1、應(yīng)盡量減少葉輪數(shù)目，降低水泵的揚(yáng)程。水泵的正常工作揚(yáng)程要大于需要揚(yáng)程，超過(guò)一個(gè)以上葉輪所產(chǎn)生的揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)減少葉輪數(shù)量，以調(diào)節(jié)水泵的工作揚(yáng)程。應(yīng)注意的是：一是剩余揚(yáng)程的計(jì)算問(wèn)題。不能簡(jiǎn)單地以額定揚(yáng)程與實(shí)際需要揚(yáng)程的差數(shù)作依據(jù)，要考慮部件磨損、管路積垢等運(yùn)行條件，以及電力網(wǎng)頻率變化，不然可能出現(xiàn)排不出水的問(wèn)題。二是在排水側(cè)拆除葉輪。吸水側(cè)的葉輪切勿拆除，以免吸水側(cè)阻力增大，產(chǎn)生汽蝕。葉輪拆除后，還應(yīng)在該處安裝一個(gè)與葉輪寬度相等的過(guò)流套筒，以流通水量用。

2、切削葉輪外徑，降低水泵的揚(yáng)程。水泵揚(yáng)程大于需要揚(yáng)程時(shí)，但又不足一個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程，可以利用切削葉輪外徑的方法調(diào)節(jié)。即將葉輪外徑D2切削后，圓周速度變小，流量、揚(yáng)程、功率隨之得到改變，關(guān)系是：Q′=QD2′/D2，H′=H（D2′/D2）2，N′=N（D2′/D2）3，式中：Q、Q′為切削葉輪前、后的流量；D2、D2′為切削葉輪前、后的葉輪直徑；H、H′為切削葉輪前、后的揚(yáng)程；N、N′為切削葉輪前、后的功率。切削后的特性曲線，可用試驗(yàn)法測(cè)得。葉輪切小后，水動(dòng)力發(fā)生變化，效率曲線峰點(diǎn)產(chǎn)生位移。切削量不大時(shí)，水泵效率可以認(rèn)為是不變的。上圖中切削后，在管路特性曲線R上工作的水泵，未切削的特性曲線如D2，已切削的特性曲線如D2′，工況各為M及M′。可知H′

五、降低排水管路阻力改善網(wǎng)絡(luò)特性

1、清掃排水管路的積垢。一是用刷子清掃。該方法可用小絞車牽引放在清掃管路中的鋼絲刷子，同時(shí)不斷地從上管口注入壓力水清積垢。二是用塊石清掃?？蛇x用直徑不超過(guò)有效管徑的1/2-1/3，具有棱角的巖石，將其分批地投入管路出口端的管口內(nèi)，外注壓力水，以沖擊管壁的積垢。三是棘球清掃法。清掃時(shí)可用木制帶刺的圓球，投入被清掃的出口，注入壓力水，借球表面嵌人的鋼絲，沖刷管內(nèi)積垢即可。

2、實(shí)行多管排水。在實(shí)行多管排水排水時(shí)，注意單管水泵的實(shí)際工況點(diǎn)。若在最佳效率點(diǎn)左側(cè)，可實(shí)行多管排水效果限制；若在最佳效率點(diǎn)的右側(cè)，多管排水后的工況點(diǎn)繼續(xù)右移，流量增大，若不出現(xiàn)氣蝕，電機(jī)也不過(guò)負(fù)荷，此時(shí)的多管排水還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的，可以維持該狀態(tài)。

六、降低系統(tǒng)吸上真空高度減少吸程阻力損失

吸水、排水集合高度和管路阻力損失，這是水泵的總揚(yáng)程。但吸上真空高度對(duì)排水系統(tǒng)效率的影響不僅是吸水高度和阻力損失，也與水泵結(jié)構(gòu)、吸水特性有關(guān)。因此，水泵工況必須與吸上真空高度相適應(yīng)才能充分發(fā)揮其排水效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1、運(yùn)用無(wú)底閥排水。對(duì)于無(wú)底閥排水來(lái)說(shuō)，就是取消了水泵的底閥，用真空泵或射流泵抽出吸水管和泵內(nèi)的空氣，使泵體內(nèi)充水，此時(shí)開(kāi)動(dòng)水泵。該排水方式操作比較簡(jiǎn)單，也便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能減少因底閥產(chǎn)生的阻力與故障。

2、利用高水位排水。一般水倉(cāng)最高與最低水位差有3m，一般在高水位排水時(shí)總揚(yáng)程降低。但是，這樣水倉(cāng)容積相對(duì)減少，特別是雨季不適應(yīng)，不建議用這種方法來(lái)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3、實(shí)行正壓排水。該方法是將水倉(cāng)布置在泵房水平以上，利用位置靜壓向水泵內(nèi)注水，可顯著提高排水系統(tǒng)效率，從而減少吸水故障。用正壓排水啟動(dòng)時(shí)不要灌水，操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但對(duì)高轉(zhuǎn)速、高效能水泵，吸上真空高度很低，甚至是負(fù)值，所以要考慮用正壓排水，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4、及時(shí)清理吸水井內(nèi)的雜物。當(dāng)吸水井內(nèi)含有大量雜物時(shí)，這會(huì)增加吸水阻力，泥沙吸入水泵體內(nèi)會(huì)加速葉輪、平衡盤(pán)等部件的磨損，要定期清理水倉(cāng)。

結(jié)束語(yǔ)

正常運(yùn)行的水泵要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期高效率經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須要經(jīng)常測(cè)試、調(diào)節(jié)水泵工況點(diǎn)，達(dá)到合理的狀態(tài)。除此之外，加強(qiáng)水泵的檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尤為重要，因這能減少磨損與阻力，并有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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