給排水工程師淺談水泵出力不足的處理方法
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我廠取水泵站共有五套機組，四用一備。自從1997年投產以來，一直運行良好。近期發現水泵出口壓力低、流量小、電流大、出力不足，使機組不能滿負荷運行，影響了取水量。我們這次的檢修目的是用最節約的方法把水泵的電流降下來，使之達到額定出力。
1.原因分析
離心式水泵的工作原理：水泵啟動前泵先由注水漏斗灌滿水,啟動電動機,驅動軸使葉輪旋轉,葉輪中的水在離心力的作用下,由葉輪中心被甩向葉輪周圍壓向泵殼,通過排水管路排出。與此同時葉輪中心進口處,由于水被抽至輪緣而形成真空,在吸水井液面上大氣壓的作用下,水經濾水器及底閥、吸水管進人水泵,立即填補葉輪中心。葉輪連續旋轉,水即不斷流人泵內,并排至出水管路。 離心式水泵的結構總體分兩大部分:即固定部分和轉動部分。固定部分主要由進水段、中間段、出水段、軸承體、填料箱和導向器等部分組成。進水段、中間段和出水段由拉緊螺桿連接在一起。轉動部分主要由葉輪、平衡盤、軸、聯軸器等部分組成。我們根據其工作原理認真地對取水泵進行了原因分析：
1.1密封口環與葉輪間隙過大。
1.2 葉輪被雜物堵塞。
1.3機械圓盤摩擦損失增大。
機械圓盤摩擦損失是指由于離心泵葉輪在充滿液體的泵殼內高速旋轉時，液體在附著力、粘性力的作用下，隨著葉輪半徑的增大壓力升高、慣性離心力增大，因而在葉輪兩側形成環狀渦流。渦流的能量是葉輪傳遞給流體的，這就使葉輪多消耗了一部分功率。當軸向間距增大時，會增加圓盤摩擦損失。
△N=Kyn3D3 (K流體常數 y流體重度 n轉速 D葉輪半徑)
2.解體檢查結果
取水泵是進口泵(具體參數見下表)。自2003年大修后各種參數都正常，隨著運行時間的增長，取水泵出力在逐漸下降，電流在逐漸增大。具體分析原因有以下幾種：
2.1檢查取水泵入口濾網
取水泵出力不足，壓力低，首先可能是入口濾網堵塞，通流面積不足所致，解體檢查取水泵入口濾網，發現入口濾網有被軟垢堵塞現象，通過對入口濾網進行清理，使得電流有所降低，但仍然偏高，遂決定對取水泵解體大修。
2.2解體大修發現以下問題
2.2.1葉輪處無堵塞，也無氣蝕現象。
2.2.2經測量發現取水泵密封口環磨損嚴重，按技術要求密封口環與葉輪出入口處的間隙應為0.15mm，現在測量此間隙為0.4-0.5mm,嚴重超標，泄漏量加大，是出力不足，電流大的主要原因。
2.2.3取水泵平衡盤與平衡座有磨損現象，經與標準件對照，總摩擦量達3.5-4mm;葉輪入口處軸向有動靜摩擦現象，使葉輪前部動靜間隙變大，機械圓盤摩擦損失增大，這是電流增大的另一個原因。
3.處理方法
3.1清理取水泵葉輪通流部分的軟垢，使通流部分達到設計要求。用機械法清理干凈。
3.2取水泵葉輪出入口密封口環處由于磨損間隙超標，按常規的檢修方法，葉輪和密封口環都得更換，才能達到技術要求。但由于我廠所用的取水泵是進口泵，零件價格比較高，一個葉輪的價格要二十萬，一個密封口環要八萬，五套機組共需更換五個葉輪，十個密封口環，成本相當高。因為修舊利廢、節能降耗是我們一貫堅持的維修原則。經研究決定不更換取水泵葉輪，而是將取水泵葉輪出入口密封口環處統一按最小直徑車削為Φ294.5±0.02mm(原來設計為Ф294.7±0.02mm)，重新按廠家設計材質(青銅)加工制作葉輪出入口處密封口環Φ294.8mm(原來設計為Φ295mm)，安裝后各項數據都符合設計要求。每個密封口環材料費、加工費共計5000元，這樣維修費用就節省了一百七十五萬。
3.3取水泵解體后發現平衡盤與平衡座有磨損現象。經與標準件對照磨損量達到3.5-4mm;葉輪入口處軸向有動靜摩擦現象，使軸向間隙變大，機械圓盤摩擦損失增大。如果更換平衡盤和平衡座需要十萬，我們為了節省資金，將取水泵平衡盤按原來設計尺寸進行加工，并對摩擦面經過滲氮處理。計算出加工后平衡盤與標準件厚度的減少量加上平衡座與標準件深度的增加量的和a，然后在平衡座與泵體軸向結合面處加一個同等厚度a的鋼墊，在平衡座尾部用不銹鋼焊條補焊車削使厚度增加a，以保證平衡座與安裝套間隙0.6-0.8mm.重新安裝后，使葉輪出口側動靜間隙減小，達到設計值，減小了機械圓盤摩擦損失，提高了效率。各部間隙達到設計要求，試運效果較好。
4.維修效果
4.1取水泵電流降低，出力明顯增加，能夠達到設計要求。
4.2本次大修由于原因診斷明確，并且應用了合理的維修方法，使得維修費用明顯降低。
5.結束語
總結經驗，我們深刻體會到機械設備的維修改造是一個企業發展的基礎，需要各方面人員的全面參與、積極配合;其次，良好的維修工藝能夠節約原材料，降低企業的維修成本。今后，我們仍然應該在保證質量的前提下，按照“先修理、后更換”和“先附件、后主件、不得已再整機”的檢修原則，深入開展技術改造，努力降低供水成本，保證機組安全。
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