離心泵基礎：結構、典型故障及檢查
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發布日期：2023-02-10 10:44

前言

泵送系統是工業流程中的關鍵設施，有不同類型的泵來滿足各種生產需求。離心泵可能是工業流程中應用最豐富的一種類型。在工業泵的分類中，離心泵稱為動力泵，并被細分為軸流泵和徑向流泵，具有單級或多級、臥式或立式，有懸臂式、軸承兩端支撐式和立式懸吊式，有單殼體和雙殼體結構，有開式、半開式或閉式葉輪等特征。

離心泵是一種旋轉動力水力機械，通過將葉輪的機械能傳遞到不可壓縮的流體，并將其轉換為動能或壓力能。流體通過吸入管進入葉輪，葉輪具有一系列的葉片，利用離心力將流體推向泵的蝸殼或泵體（或者在泵具有一級以上的情況下到達其它級葉輪），最終通過出口管排出。

離心泵主要零部件包括：

1）吸入管

2）葉輪

3）軸

4）殼體或蝸殼

5）軸承

6）軸承架

7）機械密封

8）出口管

圖1：離心泵主要零部件

離心泵的典型故障模式

在離心泵中，不平衡通常至少由以下原因之一引起：

1）葉輪磨損/腐蝕（例如汽蝕）不均勻或葉片斷裂

2）聯軸器狀況不良、磨損、變形

3）電機轉子繞組不良

4）轉子平衡程序錯誤

5）標準或不適當的平衡質量

當在離心泵中檢測到不平衡時，建議采取以下措施：

1）檢查葉輪磨損/腐蝕并分析產生的根本原因

2）檢查聯軸器的跳動及其整體狀況

3）檢查轉子的平衡程序和平衡的質量程度

圖2：離心泵葉輪

在離心泵中，不對中通常是由以下原因之一引起的：

1）安裝不良或對中程序不當

2）管道應力

3）軟腳

4）泵本身或其管道中的熱膨脹

5）缺乏對員工的培訓

6）測量儀器不適當或未校準

當在離心泵中檢測到不對中時，建議采取以下措施：

1）檢查所使用的對中程序和應用的標準

2）檢查泵和電機是否存在管道應力和軟腳

3）如果安全條件允許，測量機器剛停止或過熱時的對中情況

4）記錄機器熱態過程中的對中變化（位移）：熱膨脹

圖3：離心泵對中檢查

在離心泵中，軸承問題通常由以下原因之一引起：

1）安裝不良

2）潤滑不良

3）潤滑脂或潤滑劑中的顆粒污染

4）高溫

5）不對中和/或不平衡

6）軸承選擇不當

當在離心泵中檢測到軸承問題時，建議采取以下措施：

1）更換軸承并進行根本原因分析

2）軸承潤滑劑是否存在不足或過量

3）審查軸承安裝實踐

4）審查軸承潤滑實踐

5）驗證泵的對中及平衡

6）檢查軸承的運行條件是否合適

圖4：拆卸下來的有缺陷的軸承

在大多數情況下，離心泵中的泄漏發生在機械密封處。密封劣化的原因可能是：

1）由于不對中或不平衡而導致的高振動

2）安裝不良

3）空載或干運行時密封過熱

4）密封選擇不良

當在離心泵中檢測到密封問題時，建議采取以下措施：

1）檢查泵的對中和平衡情況

2）查看機械密封安裝實踐

3）防止泵干運行

4）檢查運行工況是否適合機械密封

在離心泵中，間隙通常由以下原因之一引起：

1）軸承過度磨損

2）安裝不良

3）軸承或軸承箱選擇不當

當在離心泵中檢測到旋轉間隙過大時，建議采取以下措施：

1）檢查軸承的狀況

2）檢查軸承箱是否有磨損或變形

3）查看軸承安裝實踐

圖5：多級泵間隙檢查

在離心泵中，結構松動通常由以下原因之一引起：

1）基礎不良

2）底座變形或翹曲

3）支撐件、絕緣體或靜音塊磨損

4）螺栓松動，也可能產生軟腳

當檢測到離心泵的結構松動時，建議采取以下措施：

1）加固支撐離心泵的結構

2）修復離心泵基礎

3）更換支撐件、絕緣體或靜音塊

4）用扭矩扳手擰緊離心泵的緊固螺栓

圖 6：離心泵安裝示例

在離心泵中，水力問題多種多樣，通常由以下原因之一引起：

1）汽蝕

2）回流

3）過載

4）湍流

5）泵運行不符合設計

當在離心泵中檢測到水力問題時，建議采取以下措施：

1）檢查離心泵的吸入條件

2）檢查葉輪和泵蝸殼是否損壞

3）檢查運行工況（流量和壓力）是否符合離心泵的設計

圖 7：離心泵的一些水力問題可以通過檢

其它檢查/檢測

離心泵的檢查必須是全面的，包括動態、熱力和運行狀態。以下檢查檢測也適用于離心泵：

振動檢查及測量點

離心泵出廠試驗時應對振動進行檢查，可采用便攜式振動測量儀表或永久安裝于泵上的振動傳感器來測量，具體測量點位置在API 610、GB/T 29531等標準中都有詳細說明（在此不再贅述）。在離心泵中，振動測量/檢查點必須與軸承箱的軸中心線相對應，并且確保穩定地安裝在堅固的零件上。盡可能在每個軸承的水平（H）、垂直（V）和軸向（A）方向進行測量。