离心泵基础:结构、典型故障及检查

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发布日期:2023-02-10 10:44
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前言

泵送系统是工业流程中的关键设施,有不同类型的泵来满足各种生产需求。离心泵可能是工业流程中应用最丰富的一种类型。在工业泵的分类中,离心泵称为动力泵,并被细分为轴流泵和径向流泵,具有单级或多级、卧式或立式,有悬臂式、轴承两端支撑式和立式悬吊式,有单壳体和双壳体结构,有开式、半开式或闭式叶轮等特征。
离心泵是一种旋转动力水力机械,通过将叶轮的机械能传递到不可压缩的流体,并将其转换为动能或压力能。流体通过吸入管进入叶轮,叶轮具有一系列的叶片,利用离心力将流体推向泵的蜗壳或泵体(或者在泵具有一级以上的情况下到达其它级叶轮),最终通过出口管排出。

离心泵主要零部件包括:

1)吸入管
2)叶轮
3)轴
4)壳体或蜗壳
5)轴承
6)轴承架
7)机械密封
8)出口管
图1:离心泵主要零部件

离心泵的典型故障模式

在离心泵中,不平衡通常至少由以下原因之一引起:
1)叶轮磨损/腐蚀(例如汽蚀)不均匀或叶片断裂
2)联轴器状况不良、磨损、变形
3)电机转子绕组不良
4)转子平衡程序错误
5)标准或不适当的平衡质量

当在离心泵中检测到不平衡时,建议采取以下措施:

1)检查叶轮磨损/腐蚀并分析产生的根本原因
2)检查联轴器的跳动及其整体状况
3)检查转子的平衡程序和平衡的质量程度
图2:离心泵叶轮

在离心泵中,不对中通常是由以下原因之一引起的:

1)安装不良或对中程序不当
2)管道应力
3)软脚
4)泵本身或其管道中的热膨胀
5)缺乏对员工的培训
6)测量仪器不适当或未校准

当在离心泵中检测到不对中时,建议采取以下措施:

1)检查所使用的对中程序和应用的标准
2)检查泵和电机是否存在管道应力和软脚
3)如果安全条件允许,测量机器刚停止或过热时的对中情况
4)记录机器热态过程中的对中变化(位移):热膨胀
图3:离心泵对中检查

在离心泵中,轴承问题通常由以下原因之一引起:

1)安装不良
2)润滑不良
3)润滑脂或润滑剂中的颗粒污染
4)高温
5)不对中和/或不平衡
6)轴承选择不当

当在离心泵中检测到轴承问题时,建议采取以下措施:

1)更换轴承并进行根本原因分析
2)轴承润滑剂是否存在不足或过量
3)审查轴承安装实践
4)审查轴承润滑实践
5)验证泵的对中及平衡
6)检查轴承的运行条件是否合适
图4:拆卸下来的有缺陷的轴承

在大多数情况下,离心泵中的泄漏发生在机械密封处。密封劣化的原因可能是:

1)由于不对中或不平衡而导致的高振动
2)安装不良
3)空载或干运行时密封过热
4)密封选择不良

当在离心泵中检测到密封问题时,建议采取以下措施:

1)检查泵的对中和平衡情况
2)查看机械密封安装实践
3)防止泵干运行
4)检查运行工况是否适合机械密封


在离心泵中,间隙通常由以下原因之一引起:

1)轴承过度磨损
2)安装不良
3)轴承或轴承箱选择不当

当在离心泵中检测到旋转间隙过大时,建议采取以下措施:

1)检查轴承的状况
2)检查轴承箱是否有磨损或变形
3)查看轴承安装实践
图5:多级泵间隙检查

在离心泵中,结构松动通常由以下原因之一引起:

1)基础不良
2)底座变形或翘曲
3)支撑件、绝缘体或静音块磨损
4)螺栓松动,也可能产生软脚

当检测到离心泵的结构松动时,建议采取以下措施:

1)加固支撑离心泵的结构
2)修复离心泵基础
3)更换支撑件、绝缘体或静音块
4)用扭矩扳手拧紧离心泵的紧固螺栓
图 6:离心泵安装示例

在离心泵中,水力问题多种多样,通常由以下原因之一引起:

1)汽蚀
2)回流
3)过载
4)湍流
5)泵运行不符合设计

当在离心泵中检测到水力问题时,建议采取以下措施:

1)检查离心泵的吸入条件
2)检查叶轮和泵蜗壳是否损坏
3)检查运行工况(流量和压力)是否符合离心泵的设计
图 7:离心泵的一些水力问题可以通过检

其它检查/检测

离心泵的检查必须是全面的,包括动态、热力和运行状态。以下检查检测也适用于离心泵:

振动检查及测量点

离心泵出厂试验时应对振动进行检查,可采用便携式振动测量仪表或永久安装于泵上的振动传感器来测量,具体测量点位置在API 610、GB/T 29531等标准中都有详细说明(在此不再赘述)。在离心泵中,振动测量/检查点必须与轴承箱的轴中心线相对应,并且确保稳定地安装在坚固的零件上。尽可能在每个轴承的水平(H)、垂直(V)和轴向(A)方向进行测量。
图8:振动测量点
对于一些小型泵,通常在单个测量点处测量泵轴承箱的振动。

振动测量标准

离心泵的允许振动限值见API 610或ISO 10816-7或GB/T 29531标准。

参考文献

1)API 610 第11版
2)confiabilidad.com
3)ISO 10816-7
4)GB/T 29531
来源:泵沙龙
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