離心式水泵

利用水的離心運動的抽水機械

離心式水泵(Centrifugal pump)簡稱“離心泵",也叫"離心式抽水機"。它是一種利用水的離心運動的抽水機械。

結構


由泵殼、葉輪、泵軸、泵架等組成。

原理

起動前應先往泵里灌滿水,起動后旋轉的葉輪帶動泵里的水高速旋轉,水作離心運動,向外甩出並被壓入出水管。水被甩出后,葉輪附近的壓強減小,在轉軸附近就形成一個低壓區。這裡的壓強比大氣壓低得多,外面的水就在大氣壓的作用下,沖開底閥從進水管進入泵內。衝進來的水在隨葉輪高速旋轉中又被甩出,並壓入出水管。葉輪在動力機帶動下不斷高速旋轉,水就源源不斷地從低處被抽到高處。
泵的總揚程=吸水揚程+壓水揚程,其中吸水揚程由大氣壓決定。
離心式水泵的抽水高度稱為揚程。它是採用“吸進來”、“甩出去”,的方法來抽水的。
第一級揚程稱為“吸水揚程”,靠葉片旋轉形成一個低壓區,靠大氣壓把水壓入低壓區,而1標準大氣壓能支持10.336米高的水柱,所以吸水揚程的極限值是10.336米;
第二級揚程稱為“壓水揚程”,靠葉片旋轉把水甩出去,水甩出去的速度越大,這一級揚程也越大。
因此,離心式水泵的揚程是兩級揚程之和,也就是它的抽水高度遠遠超過了10.336米。

使用中的誤區

離心式水泵使用中的誤區
高揚程水泵用於低揚程抽水
離心式水泵
離心式水泵
很多機手認為抽水揚程越低,電機負荷越小。在這種錯誤認識的誤導下,選購水泵時,常將水泵的揚程選得很高。其實對於離心式水泵而言,當水泵型號確定后,其消耗功率的大小是與水 泵的實際流量成正比的。而水泵的流量會隨揚程的增加而減小,因而揚程越高,流量越小,消耗功率也就越小。反之,揚程越低,流量越大,消耗的功率也就越大。因此,為了防止電機過載,一般要求水泵的實際抽水使用揚程不得低於標定揚程的60%。所以當高揚程用於過低揚程抽水時,電機容易過載而發熱,嚴重時可燒毀電機。若應急使用,則必須在出水管上裝一個用於調節出水量的閘閥(或用木頭等物堵小出水口),以減小流量,防止電機過載。注意電機溫升,若發現電機過熱,應及時關小出水口流量或關機。這一點也容易產生誤解,有些機手認為堵塞出水口,強制減少流量,會增加電機負荷。其實正好相反,正規的大功率離心泵排灌機組的出水管上都裝有閘閥,為了減小機組啟動時的電機負荷,應先關閉閘閥,待電機啟動后再逐漸開啟閘閥就是這個道理。
大口徑水泵配小水管抽水
很多機手認為這樣可以提高實際揚程,其實水泵的實際揚程=總揚程~損失揚程。當水泵型號確定后,總揚程是一定的;損失揚程主要來自於管路阻力,管徑越小顯然阻力越大,因而損失揚程越大,所以減小管徑后,水泵的實際揚程非但不能增加,反而會降低,導致水泵效率下降。同理,當小管徑水泵用大水管抽水時,也不會降低水泵的實際揚程,反而會因管路的阻力減小而減小了損失揚程,使實際揚程有所提高。也有機手認為小管徑水泵用大水管抽水時,必然會大大增加電機負荷,他們認為管徑增大后,出水管里的水對水泵葉輪的壓力就大,因而會大大增加電機負荷。殊不知,液體壓強的大小隻與揚程高低有關,而與水管截面積大小無關。只要揚程一定,水泵的葉輪尺寸不變,無論管徑多大,作用在葉輪上的壓力都是一定的。只是管徑增大后,水流阻力會減小,而使流量有所增加,動力消耗也有適當增加。但只要在額定揚程範圍內,無論管徑如何增加水泵都是可以正常工作的,並且還可以減小管路損耗,提高水泵效率。
安裝進水管路時,水平段水平或向上翹
這樣做會使進水管內聚集空氣,降低水管和水泵的真空度,使水泵吸水揚程降低,出水量減少。正確的做法是:其水平段應向水源方向稍有傾斜,不應水平,更不得向上翹起。
進水管路上用的彎頭多
如果在進水管路上用的彎頭多,會增加局部水流阻力。並且彎頭應在垂直方向轉彎,不允許在水平方向轉彎,以免聚集空氣。
水泵進水口與彎頭直接相連
這樣會使水流經過彎頭進入葉輪時分佈不均。當進水管直徑大於水泵進水口時,應安裝偏心變徑管。偏心變徑管平面部分要裝在上面,斜面部分裝在下面。否則聚集空氣,出水量減少或抽不上水,並有撞擊聲等。若進水管與水泵進水口直徑相等時,應在水泵進水口和彎頭之間加一直管,直管長度不得小於水管直徑的2~3倍。
裝有底閥的進水管最下一節不是垂直的
如這樣安裝,閥門不能自行關閉,造成漏水。正確安裝方法是:裝有底閥的進水管,最下一節最好是垂直的。如因地形條件限制不能垂直安裝,則水管軸線與水平面夾角應在60°以上。
進水管的進水口位置不對
(1)進水管的進水口離進水池底和池壁距離小於進水口直徑。如果池底有泥沙等污物時,進水口離池底的距離小於直徑的1.5倍時,會造成抽水時進水不暢或吸進泥沙雜物,堵塞進水口。
(2)進水管的進水口入水深度不夠時,這樣會引起進水管周圍水面產生漩渦,影響進水,減少出水量。正確的安裝方法是:中小型水泵入水深度不得小於300~600mm,大型水泵不得小於600~1000mm。
出水管口在出水池正常水位以上
如果出水口在出水池正常水位以上,雖增加了水泵揚程,但減少了流量。如因地形條件所限,出水口必須高出出水池水位,則應在管口加裝彎頭和短管,使水管成為虹吸式,降低出水口高度。

操作規程


離心式水泵操作規程

泵的啟動

A、運轉前應檢查泵轉動是否靈活;
B、關閉泵出口閥門;
C、檢查引水是否正常;
D、接通電源,當電機達到額定轉速后逐漸開啟泵出口閥門。

泵的運轉

A、泵運轉過程中經常觀察壓力表讀數、聽泵的震動和雜音是否異常、觀察填料漏水情況是否超出標準;
B、軸承最高溫度不超過80℃軸承溫度同環境溫度差值不超過80℃。
C、軸承潤滑液加註數量以軸承體空間的1/3—1/2為宜。
D、注意電動機電流、溫度等參數是否在規定範圍內。

停止

關閉出口閥門關閉電源開關既可。

維護與保養

1、保持設備表面衛生;
2、定期檢驗電機絕緣性能;
3、冬天環境溫度在0℃以下時停機后應將泵體內存水放光,以免凍裂;
4、密封件間隙過大漏水嚴重時應及時更換;
5、長期停運時應徹底搞好設備衛生,拆開泵體,將所有零件上的水擦拭乾凈,塗好防鏽油保管好。

工作條件


汽蝕現象
因為吸入式水泵是依靠大氣壓力把水壓入水泵的,所以,水泵入口處的壓力低於大氣壓力。但是,水泵入口壓力不能低於當時水溫下的飽和蒸汽壓力,否則,水就會產生汽化,溶解在水中的氣體也會逸出,形成蒸汽與逸出氣體混合的小氣泡。這些氣泡進入葉輪后,隨著壓力的增大,汽化的水蒸氣凝結成水,體積急劇縮小,形成局部真空,周圍的水對真空處產生很大的衝擊力,並不斷地作用在葉輪上,使葉輪產生疲勞,並使表面金屬產生脫落;同時,從水中逸出的活潑性氣體藉助水凝結放出的熱量,對金屬產生化學腐蝕作用,使葉輪很快出現蜂窩狀麻點,並逐漸形成空洞,這種現象稱為汽蝕現象
水泵發生汽蝕時,會產生振動和雜訊,流量、揚程、功率和效率顯著下降,嚴重時會出現斷流。因此,水泵不能在汽蝕的情況下進行工作。水泵揚程下降1%,—般認為發生了汽蝕。
離心泵汽蝕的影響因素主要有水泵的吸水高度、吸水管的阻力、流動速度以及水泵安裝地點的大氣壓力和工作水溫等。水泵安裝地點的大氣壓力一般不變,阻力、流速、溫度變化也不大,所以,水泵不發生汽蝕的主要影響因素是吸水高度。正確地確定水泵最大吸水高度,對水泵的安裝和保證其正常安全工作具有重要意義。下面介紹水泵吸水高度度的計算方法。
吸水高度
為使水泵不發生汽蝕,水泵在工作時,當電網電壓降低時,水泵轉速下降,水泵的揚程特性曲線相應下降。當水泵的零揚程(初始揚程)%低於實際揚程時,水泵便排不出水,流量為零。這時,電動機傳遞給水泵的能量就會全部轉變成熱能,使水泵和管路中的水溫迅速上升,水泵強烈發熱,很快損壞。因此,水泵不允許長時間在零流量下工作。