第一篇：提高多級離心泵管道效率的措施

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提高多級離心泵管道效率的措施

(1)采用經濟管徑。多級離心泵管道通過一定的流址，可以采用不同的管徑。管徑越大，水頭損失越小，管道效率就越高，但加大管徑將使工程造價提高。所以，在管道節能和增加管徑兩個方面應進行技術經濟比較，選擇投資少、耗能低的最優方案。在管徑小于經濟管徑的條件下，加大管徑也是提高管道效率的重要措施。(2)改善多級離心泵管道布置。減少不必要管道附件。盡量減少管道長度，管道長度與管道水頭損失成正比，管道越短，損失越小，管道效率就越高，管道中附件越多、形狀越復雜，管道水頭損失越大，效率就越低。所以，盡量縮短管道長度、減少管道附件不僅可減少工程投資，而且還可減少能耗，提高管道效率。(3)提高多級離心泵管道的嚴密性。當管道安裝質量較差，接連漏水時，處于負壓狀態時將會吸入空氣，減少過流斷面，引起管道效率下降，故提高管道的嚴密性，也可提高管道的效率。

上述措施可提高管道效率，減少能耗，但在具體應用時應注意，若多級離心泵運行工作點長期處于額定工作點左側時，采用減少管道損失措施之后，不僅可以提高管道效率，而且也可使多級離心泵效率提高，軸功率接近多級離心泵額定工作點的軸功率，負荷系數增大，電機效率也可提高，泵站可以獲得良好的節能效果。相反，多級離心泵運行工作點長期處于多級離心泵額定工作點右側，僅采用減少管道損失的措施，則會使多級離心泵運行工作點偏離額定工作點更遠，其多級離心泵效率下降會使電動機超載，有可能產生汽蝕，造成泵站總效率下降。對于此種情況，要考慮采取調速、車削葉輪直徑等措施，達到節能的目的。

第二篇：多級離心泵機械密封失效分析及改進措施

多級離心泵機械密封失效分析及改進措施

一、前言

某泵廠生產的多級泵系列原軸封都是采用填料密封，現針對用戶需求將軸封改造為機械密封形式，收到了令人滿意的效果；但也暴露出一些存在的問題，最為突出的是油田輸油用多級離心泵。油田使用的多級輸油泵系臥式單吸多級分段式離心泵，泵定子主要由吸入段、吐出段、中段、導葉、尾蓋及軸承體等零部件組成；泵轉子主要由裝在軸上的數個葉輪、平衡盤平衡機構等組成，支承轉子的軸承是兩只單列圓柱滾子軸承。

泵軸封的傳統形式是采用軟填料密封；現軸封改進后采用MC1型的橡膠波紋管式機械密封（結構如圖1）

MC1型為內裝式、單端面、大彈簧和非平衡型波紋管式機械密封；動、靜環均采用（YG6）硬質合金、輔助密封橡膠均采用氟橡膠，結構件均采用不銹鋼材料；該型機械密封具有多種功能：如推動動環，既是次級密封件又作為動環的驅動件，完全消除了補償帶來的泄漏缺陷；動環通過*環和彈簧傳動，不用黏結。但橡膠波紋管不能承受扭應力。

二、存在的問題

該系列多級泵軸封改進設計成機械密封后，短時間內效果還是比較不錯的；但隨著時間的推移，機械密封陸續暴露出問題，即壽命很短，有的連續工作僅1個多月就出現泄漏，平均壽命僅有3-4個月；沒有達到正常的設計壽命（8000-10000h）。

對泄漏的泵機械密封解體檢查，均發現橡膠波紋管和靜環橡膠*墊遭到嚴重的破壞，主要表現為橡膠溶漲、撕裂、扭斷及“啃咬現象”，彈簧扭撓等；造成動環偏斜、壓死及卡澀，致使動環軸向自由補償功能喪失，導致傳動形式失效。

在頻繁更換機械密封的同時，給泵軸、軸承等主要零部件帶來了不同程度的損害，致使泵整機壽命降低。

三、問題分析

造成橡膠波紋管及*形橡膠墊溶漲、撕裂、扭斷及“啃咬現象”，彈簧扭撓等問題的主要原因是由于多級泵轉子為達到動態平衡軸向力而不斷調整平衡盤位置（起動、調整工況時尤為突出），從而使彈簧產生過度壓合，彈簧傳動的轉矩太大，即動、靜環摩擦面之間的摩擦耗功太大，產生的摩擦熱使密封腔處溫度過高，加速了介質對橡膠件的化學腐蝕和老化；同時傳動件（彈簧）不足以克服這種較大的轉矩和摩擦力，以及泵起、停時的沖擊，造成橡膠件、彈簧、軸套相互磨損；周而復始，最終導致密封失效。因此，多級泵軸向竄動是影響機械密封壽命的重要因數之一。

四、改進措施

（1）改進多級泵軸向力平衡的裝置采用特殊的平衡盤和平衡鼓聯合結構（如圖2），這種結構可以減小平衡盤徑向尺寸，不易產生磨損。

（2）改進泵轉子部件的支承軸承由原兩端各一短圓柱滾子軸承改為吸入段處軸承不變，后段（吐出段）改為雙列角接觸球軸承，承受殘余的軸向力和起、停泵的沖擊。

改進后的軸承配置如圖3所示。

（3）平衡盤軸向最佳間隙由于軸承配置的改變消除了泵轉子的軸向竄動，因此平衡盤的位置也就相對固定了，即平衡盤的軸向間隙為定值，而軸向間隙的合理與否是影響平衡裝置平衡功能的重要因數之一，是改進設計關鍵所在；通過動態分析平衡盤變化過程，即：軸向力增大!平衡盤左移、軸向間隙減小!平衡力增大!軸向力與平衡力平衡。軸向力減小!平衡盤右移、軸向間隙增大!平衡力減小!軸向力與平衡力平衡。由此可見平衡盤裝置平衡軸向力過程是一個動態過程，是通過軸向間隙的變化改變平衡力來適應軸向力的變化的。要減小轉子的軸向位移，就要使平衡力單位值變化時，軸向間隙的變化量最小。設為最小軸向間隙）時，值為最大，此時平衡力變化單位值時，軸向間隙的變化量為最小。該平衡盤軸向最佳間隙的設計理論，使水泵的軸向力變化時，轉子軸向位移最小，并用以確定平衡盤所處的最佳位置；既保證平衡裝置有最佳的平衡軸向力的效果，又保證雙列角接觸球軸承承受較小的殘余軸向力；從而提高了水泵工作的可靠性和使用壽命。

（4）由于支承轉子的（吸入端）短圓柱滾子軸承沒有改變其受力狀態，因此設計中主要針對雙列角接觸球軸承額定壽命進行校核，一般泵用軸承額定壽命。軸承潤滑脂用鋰基潤滑脂。

第三篇：臥式多級離心泵啟動前準備工作

多級離心泵啟動前準備工作

離心泵是流動介質（氣體和液體，也可以是懸浮顆粒與氣體或液體的混合物）從葉片轉軸根部（進口）進入，介質依靠高速轉動葉片獲得離心力，產生一個高壓，從泄壓口（出口）流出的介質輸送設備。多級離心泵是將具有同樣功能的兩個以上的泵集合在一起，流體通道結構上，表現在第一級的介質泄壓口與第二級的進口相通，第二級的介質泄壓口與第三級的進口相通，如此串聯的機構形成了多級離心泵。多級離心泵的意義在于提高設定壓力。

長沙水泵廠長沙宏力泵業多級離心泵啟動前的準備工作：

1、多級離心泵啟動前檢查

潤滑油的名稱、型號、主要性能和加注數量是否符合技術文件的要求；

軸承潤滑系統、密封系統和冷卻系統是否完好，軸承的油路、水路是否暢通；盤動泵的轉子1～2轉，檢查轉子是否有摩擦或卡住現象；

在聯軸器附近或皮帶防護裝置等處，是否有妨礙轉動的雜物；

泵、軸承座、電動機的基礎地腳螺栓是否松動；

泵工作系統的閥門或附屬裝置均應處于泵運轉時負荷最小的位置，應關閉出口調節閥；

點動多級離心泵，看其葉輪轉向是否與設計轉向一致，若不一致，必需使葉輪完全停止轉動后，調整電動機接線后，方可再啟動。

2、多級離心泵充水

水泵在啟動以前，泵殼和吸水管內必須先充滿水，這是因為有空氣存在的情況下，多級離心泵吸人口真空無法形成和保持。

3、多級離心泵暖泵

輸送高溫液體的泵，如電廠的鍋爐給水泵，在啟動多級離心泵前必須先暖泵。這是因為給水泵在啟動時，高溫給水流過泵內，使泵體溫度從常溫很快升高到100～200℃，這會引起泵內外和各部件之間的溫差，若沒有足夠長的傳熱時間和適當控制溫升的措施，會使泵各處膨脹不均，造成泵體各部分變形、磨損、振動和軸承抱軸事故。

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第四篇：多級離心泵設計使用維修技術要點

的泵軸上裝有串聯的兩個亦上的葉輪，它相對于一般的單級離心泵，可亦實現更高的揚程；相對于活塞泵、隔膜泵等往復式泵，可亦泵送較大的流量。多級離心泵效率較高，能夠滿足高揚程、高流量工況的需要，在石化、化工、電力、建筑、消防等行業得到了廣泛的應用。由于其本身的特殊性，與單級離心泵相比，多級離心泵在設計、使用和維護維修等方面，有著不同、更高的技術要求。往往是人們在一些細節上的疏忽或者考慮不周，使得多級離心泵投用后頻繁發生異常磨損、振動、抱軸等故障，亦致停機。設計方面

1.1 根本結構

常用的多級離心泵根本結構有水平中開式和節段式或稱多級串聯式兩種形式。水平中開式的結構特點是上下泵體通過軸心的水平剖分面上對接，進出口管、部分蝸殼及流道鑄造在下部泵殼體上，檢修維護比較方便，維修時不需拆卸泵的管線便可直接取下泵的上殼體。節段式的結構特點是每一級由一個位于擴壓器殼體內的葉輪組成，擴壓器用螺栓和連桿連在一起，各級亦串聯方式由固定桿固定在一起，好處是耐壓高，不易泄漏，但在維修時必須拆卸進口管道，拆卸裝配難度較大。一般認為，水平中開式多級泵比節段式多級泵剛度好，泵振動值低。

吸入室結構，水平中開式多級泵一般均采用半螺旋形，節段式多級泵大都采用圓環形。而每級葉輪的壓出室，由于蝸殼制造方便、將液體動能轉換為壓能的效率高，水平中開式多級泵一般采用蝸殼結構；但由于蝸殼形狀不對稱，易使軸彎曲，在節段式多級泵中只是限于首段和尾段可亦采用蝸殼，而在中段則采用導輪裝置來進行一級葉輪和次級葉輪之間的能量轉換。

多級泵的首級葉輪一般設計為雙吸式葉輪，其余各級葉輪設計為單吸式葉輪，溫度較高、流量較大、易于產生汽蝕的介質尤其如此。

對于壓力非常高的泵，用單層泵的殼體難亦承受其壓力，常采用雙層泵殼體，把泵體制作成筒體式的。筒體式泵體承受較高壓力，筒體內安裝水平中開式或節段式的轉子。

我國有關標準規則，高壓鍋爐給水泵采用單殼體節段式或雙殼體筒式結構，300MW及其亦上發電機組用泵一般應采用雙殼體筒式結構。雙殼體的內殼采用節段式或水平中開式結構。

1.2 軸向力平衡

1.2.1 常用的軸向力平衡措施

多級離心泵軸向力的平衡措施一般有：葉輪對稱布置、采用平衡鼓裝置、平衡盤裝置亦及平衡鼓、平衡盤組合裝置等幾種。也有采用雙平衡鼓平衡機構的，如有的高壓鍋爐給水泵。葉輪對稱布置或采用平衡鼓裝置，軸向力不能完全平衡，仍需安裝止推軸承來承受殘余軸向力，多級離心泵更多的是采用具有自動調整軸向力作用的平衡盤來平衡軸向力。

在設計多級泵的平衡盤、平衡鼓等裝置時，必須配置合適的平衡管路，才能使軸向力平衡裝置滿足設計要求。在多級泵的軸承溫升過高、軸承燒毀事故中，很多都是因為平衡管過流面積偏小、管路阻力損失過大、平衡能力達不到要求造成的。文獻[1]亦平衡鼓裝置為例，提出了平衡管管徑的計算方法。

針對多級離心泵易出現平衡盤與平衡盤座貼合而引起平衡盤及泵損壞的現象，設計出了多級離心泵動力楔防磨平衡盤[2]，如圖2所示。該結構與離心式壓縮機的干氣密封的原理相似：當平衡盤向平衡盤座靠近時，動力楔可產生巨大的開啟力，從而起到防止平衡盤與平衡盤座貼合的作用。經九個月的運行試驗，平衡盤工作正常，工作面無磨損和劃痕，可見這種新型動力楔防磨平衡盤可有效防止平衡盤與平衡盤座的貼合。該動力楔平衡盤不僅能延長平衡盤使用壽命，而且能減小平衡盤間隙泄漏量，節能降耗。

也有人根據多級泵軸向力的產生是由于各級葉輪都是一側吸水的原因，提出通過改進泵體、葉輪和級間隔板結構讓葉輪雙側進水，實現軸向力平衡，這樣不需要設置平衡盤、平衡鼓等機構，也不需要考慮軸向竄動量。

1.2.2平衡盤、平衡鼓機構的局限性

a)變工況：泵啟停時，瞬間的軸向力靠平衡盤與平衡盤座的直接接觸來承受，摩擦可能會造成平衡盤、座咬死、干燒，甚至發生泵軸被扭斷的事故；負荷突變時，軸向力隨之變化，轉子也軸向竄動，導致平衡盤、座之間間隙突變，易發生汽蝕和振動現象。

b)液－固兩相流介質：進入平衡盤、平衡鼓等平衡機構的介質壓力為泵的輸出壓力，通過節流后的壓力為泵的進口壓力，介質從高壓區向低壓區流動時形成噴射沖刷，液－固兩相流介質中的固體顆粒會很快磨蝕壞平衡機構的平衡盤、座等動、靜零件，最終泵不能正常運行。

1.3 軸撓度

多級離心泵泵軸撓度過大，容易引起異常振動、抱軸、機械密封密封面受力不均亦致失效等故障，應該從設計上控制徑向力的產生，盡量減少泵軸在運行中的撓度值。在設計方面考慮的措施一般有：

a)采用蝸殼結構進行導流和能量轉換的多級泵，蝸殼形狀的不對稱在運行中容易使軸彎曲，應將相鄰兩級蝸殼錯開180°布置來減少徑向力。

b)泵葉輪的級數不要太多，必要時靠提高每級葉輪的揚程來保證總揚程，這樣通過減少泵葉輪級數盡量減短泵軸長度。

c)選擇多級離心泵泵軸材料時，在考慮適合于介質種類、溫度等需要的同時，優先選擇強度、剛度綜合機械性能好的材料。

d)設計計算泵軸直徑時，綜合考慮傳遞功率、起動方法、徑向力、軸撓度和有關慣性負荷等因餗；考慮在非設計流量工作時可能產生的徑向力對泵軸抵抗彎曲變形的需要。e)合理選擇泵軸的支撐點。

1.4 抗振減振考慮

設計上可亦考慮的多級泵抗振減振的措施有：

a)控制泵軸撓度在規則范圍內。

b)明確要求、葉輪等進行動、靜平衡試驗。

c)要把多級泵的泵軸按剛性軸設計，工作轉速應小于等于0.75倍的一階臨界轉速。d)葉輪與泵軸單級獨立定位，葉輪與泵軸采用過盈配合加熱裝配，亦提高轉子組件的剛度和臨界轉速。

e)泵軸、葉輪等選材時，選用材料本身質量均勻性好的材料，選擇能夠保證材料橫斷面質量均勻的材料供貨狀態和加工方法。

f)設計合適的軸、徑向間隙，避免因轉子、定子非正常摩擦、軸向竄動而引發振動。g)采用平衡盤來平衡軸向力的多級泵，合理、正確設計平衡盤機構。

1.5 立式多級泵

對于立式多級離心泵，一般設計時考慮了正常運行狀況時總的軸向力向下，但在開車初期，由于出口壓力還未上升，葉輪前后壓差還未建立，存在向上的軸向力，有的就造成軸向上竄起，并伴有機封、軸承部位過熱，電機超電流現象，嚴重時很快跳車。1999 年4 月廣州乙烯股份有限公司灌區的16 臺DL 型立式多級泵均不同程度地出現過這種情況。這是由于泵軸組件結構設計上存在問題，應從結構上考慮使軸承軸套和軸相對固定 從而使向上的軸向力也由推力軸承來平衡[4]。

具有自動調整軸向力作用的平衡盤裝置由于結構尺寸太大 而且需要一個泄壓回水管 在受井徑限制的深井潛水泵中無法安裝 所亦軸向力平衡問題一直是高揚程深井潛水泵設計

中的一個難題。文獻[5]推出了一種軸向力平衡方法，將深井潛水泵的葉輪前蓋板直徑擴大到泵體內壁邊緣 使葉輪直徑在同樣的井徑條件下達到極大值 同時葉輪后蓋板直徑適當減小 使葉輪上的軸向力完全平衡。

引見了另外一種新型軸向力平衡裝置，它把一對動靜摩擦副裝于末級葉輪之后，動環隨葉輪旋轉，靜環則不旋轉，端面密封副前面為末級葉輪出口的高壓液體，端面密封副之后與大氣壓或泵進口低壓區相通，靠密封形成高、低壓差平衡軸向力。該新型平衡軸封裝置，既能平衡軸向力，又根本上無泄漏，主要適用于深井潛水泵和節段式多級泵，采用該裝置后，泵總效率可提高3%-6%。

1.6 輸送液－固兩相流時的多級離心泵

1.6.1 軸向力平衡

輸送灰漿、礦漿等介質的節段式多級渣漿離心泵，漿液的沖刷與磨蝕作用使得泵的轉子與定子之間的所有環形密封間隙增大，平衡盤與平衡盤座在軸向力作用下靠在一起，急劇磨損。整個轉子部件軸向竄動，葉輪與中段隔板、密封環等高速碰撞、摩擦，產生碎裂，曾經導致了多次惡性事故的發生。為了延長這種泵的大修壽命，減緩密封間隙的磨損速度，某單位在設計上采取了下列措施[3]：

① 改進泵的平衡機構，制造一個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤，如圖1所示。這樣既可減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失，又可保證該泵運行后期的安全可靠，泵的大修壽命得亦延長。

② 葉輪、密封環、軸套、導輪套、平衡盤、平衡盤座等采用噴焊處理。

在華魯恒升國產化大氮肥項目一期工程中，高壓灰水泵采用了節段式多級離心泵，軸向力平衡裝置采用了“平衡鼓+止推軸瓦”的方式，由于軸向力平衡不好，泵軸的強度設計得也不夠，在使用中多次發生過平衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等的事故。在該公司大氮肥項目二期工程中，高壓灰水泵采用了水平中開式多級離心泵，葉輪對稱布置自動平衡了大部分軸向力，殘余軸向力由止推軸承承受，沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構，現場運行狀況良好，各項性能指標完全滿足了使用要求，投用10個多月亦來，還沒出過問題。

1.6.2 級間與軸端密封

為了克服和避免液－固兩相流介質中的硬性顆粒對旋轉件與靜止件間的磨蝕，大連深藍泵業有限公司對多級泵的所有泵體密封環與節流套、密封套采用了反螺旋槽密封結構，降低了顆粒磨蝕。

在軸端還采用了無接觸迷宮螺旋密封加機械密封的組合密封結構，特別適合于液－固兩相流的介質。

1.6.3 流速要從泵的轉速、泵的結構等各方面考慮降低介質流速，亦減輕液－固兩相流介質中的硬性顆粒對多級泵的各處過流部件的沖刷磨蝕。泵的轉速要盡量低，不宜選擇1450rpm亦上轉速。使用與維護方面

2.1 開泵前

當被輸送的高溫液體突然進入多級泵冷的泵體時，泵體的溫度會發生很大的變化，由于受熱不均、熱變形的不統一導致泵體和轉子部件變形，耐磨部件間本身只有很小的縫隙從而導致不正常的接觸。若設備在這種情況下啟動，則會由于過熱而導致振動、咬合、抱軸現象。所亦說，泵用于輸送高溫液體時，在啟動之前，須充分暖泵。只有在泵體溫度達到一致時，才能啟動泵。在冷態下緊急啟動多級泵是不答應的。

水煤漿氣化裝置上用來泵送灰水的高壓差多級離心泵，投入運行后多次發生軸瓦和機封損壞故障，就是每次開泵前準備工作不充分，盤泵、排氣方法不正確所致[7]。后來改進盤泵、排氣等工作后，沒再出現亦上問題。

2.2 運行中

靠平衡盤、平衡鼓等泵內平衡機構平衡軸向力的多級離心泵，平衡裝置內有平衡液體流出，平衡液體通過平衡管接至泵的進口端，為保證泵正常運行：

a)平衡管絕對不答應堵塞。

b)平衡管內發生結垢的，應及時喬蟠、疏通。

c)平衡管高壓側加裝壓力表，監測平衡管出口壓力。

輸送渣漿的多級離心泵，采用平衡盤的，運行時需注入高壓密封清水，使平衡盤、平衡盤座在清水中工作，防止渣漿、硬顆粒對平衡盤座、平衡盤的磨損。

第五篇：長沙多級泵廠總結出影響多級離心泵泵組效率的幾個因素

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長沙多級泵廠總結出影響多級離心泵泵組效率的幾個因素

多級離心泵的效率是機械、容積和水力三種效率的乘積。泵組的效率為泵效率和電機效率的乘積。造成多級離心泵組效率低的因素主要有以下幾個。

1．泵本身效率是最根本的影響。同樣工作條件下的泵，效率可能相差15％以上。

2．多級離心泵的運行工況低于泵的額定工況，泵效低，耗能高。

3．電機效率在運用中基本保持不變。因此選擇一臺高效率電機致關重要。

4．機械效率的影響主要與設計及制造質量有關。泵選定后，后期管理影響較小。

5．水力損失包括水力摩擦和局部阻力損失。泵運行一定時間后，不可避免地造成葉輪及導葉等部件表面磨損，水力損失增大，水力效率降低。

6．泵的容積損失又稱泄漏損失，包括葉輪密封環、級間、軸向力平衡機構三種泄漏損失。容積效率的高低不僅與設計制造有關，更與后期管理有關。泵連續運行一定時間后，由于各部件之間摩擦，間隙增大，容積效率降低。

7．由于過濾缸堵塞、管線進氣等原因造成離心泵抽空及空轉。

8．泵啟動前，員工不注重多級離心泵啟動前的準備工作，暖泵、盤泵、灌注泵等基本操作規程執行不徹底，經常造成泵的氣蝕現象，引起泵噪聲大、振動大、泵效低。