浅谈清水 单级泵的性能及技术分析

浅谈清水 单级泵的性能及技术分析

王晨

上海连成 ( 集团）有限公司 上海 201812

摘要：单级单吸离心泵是应用最广泛的工业泵产品之一。多采用清水离心泵技术设计。二十世纪八十年代和九十年代。国内科技工作者对离心泵在各个方面进行了广泛而深入的研究。技术水平有了很大的提高。

关键词：清水离心泵；单级单吸：效率；汽蚀余量；

一、单级单吸离心泵的结构特点

维护单级泵之前，要先了解单级泵设备的结构特点，单级泵的保养和维护是以结构为基础的。单级泵如果按照安装结构形式进行划分，分为卧式单级泵和立式单级泵两种；如果按照吸入方式进行划分，分为自吸式和单吸式。不过不管是哪一种划分形式，单级单吸离心泵的基本结构均包括：泵转子、泵体、泵盖、电机等组成，其中，泵转子是由叶轮、机械密封、键、泵轴等组成。泵体通常会设计成为蜗室，泵体是输送清水的泵外壳的称呼，与此同时，泵体为泵转子提供支撑。机械密封的主要作用是解决大气压和带压清水之间所存在的隔离问题，阻止具有动能的清水的泄漏。离心泵的工作原理是，凭借高速旋转的叶轮，将叶片间的清水进行旋转，清水会因为离心力的作用，从叶轮中心甩向叶轮的外缘，进而使得清水获得一定的动能。获得动能的清水进入泵体之后，因为泵体的形状是蜗壳形状，流道随着蜗壳的形状会逐渐增大，清水的流速会有所降低，清水的部分动能就会转变为静压能，因为，清水流出的时候，通常会有较高的压力。同时，叶轮中心位置，也会因为清水的突然缺失，出现一定的真空，液面位置的压力高于叶轮中心位置，所以，已经吸入管路的清水，会因为压差的作用，进入泵内。

二、数据的来源及分析方法

为准确了解清水离心泵的实际技术水平，从而进行综合比较分析，对效率指标进行合理定位，对清水离心泵性能数据的收集和整理。

1.数据的来源。数据的来源主要是本公司的单级单吸清水离心泵实测数据，数据真实可靠。

2.评判的标准。分为两个性能指标，分别为效率和汽蚀余量指标，这两者既相互之间有联系，也相互矛盾，因此要同时考虑这两个指标，如果只考虑其中一个指标是不合适的，本次评判的标准就是同时考虑效率和汽蚀余量这两个性能指标。

3.技术分析方法。采用如下技术分析方法：将实际测出的性能指标与国家标准规定值进行比较分析，发现并找出差别，国家标准是指GB/T13006、GB/T13007两个标准。根据差别的大小，对单级单吸清水离心泵进行分析判断。具体的比较方法：计算并整理出不同型号离心泵的效率和汽蚀余量实测值与国家标准的差值，统计出实测数据的分布规律，根据实测数据的分布规律可以分析出清水离心泵的技术水平，从而进行技术指标的对比分析。

4.数据的分类。清水离心泵按结构型式分为：立式单级单吸清水离心泵、卧式单级单吸清水离心泵。数据统计分别按比转速、流量、扬程、转速、效率、汽蚀余量进行统计，其中重点统计效率、汽蚀余量，这两个指标，分别按实测数据、标准数据、样本数据进行统计整理。

三、离心泵的性能分析

1．提高清水离心泵效率。先选定离心泵的结构类型，认为离心泵机械损失和容积损失基本不变，通过改变离心泵的结构来提高效率。采取以下措施：（1）改善密封材料，防止泄露；（2）加强工艺的加工精度，降低泵轴的表面粗糙度降低摩擦损失；（3）合理计算预留泵体与泵盖、泵盖与叶轮连接口环处接触面积及间隙，减少泄漏损失；（4）经常对泵轴承检查，确保泵轴承的润滑与完好，减少摩擦损失。（5）本公司清水离心泵采用机电一体化，可提高效率，节约资源。

2．改善清水离心泵的运行参数，降低运行能耗损失。如果调节清水离心泵的流量，最常用的方法就是调节在出水管路上的阀门开度。要想流量增大就开大阀门，反之则减小阀门的开度。而另一种是利用调节转速来调节流量。管路特性不变时，可得到不同的工作点，使流量改变 ，使功率降低。同时泵的转速下降，管道压力降低，延长了设备的使用寿命。也可采用切割叶轮直径，减小叶轮直径来改变水泵性能的流量、扬程、轴功率等参数。但切割叶轮外径也是有限度的，只能在规定的许可范围内进行。并且是不可逆，即切割后的叶轮就不能再复原了。

四、离心泵的技术水平分析

按照国家标准GB/T 3216－1989《离心泵、混流泵、轴流泵和漩涡泵试验方法》及GB/T13006-1991《离心泵、混流泵、轴流泵汽蚀余量》下限评定，

1.立式清水离心泵。立式结构的离心泵效率与国家标准规定值比较，其性能指标偏低。分析实测合格品的主要分布在比转速25～120范围内，比转速越低，合格率越高。

2.卧式清水离心泵。卧式结构的效率、汽蚀余量在低比转速的范围内合格率分布值相对高一些，主要集中在比转速20～100范围内，但与国家标准规定值比较，其性能指标偏低，从理论上分析，对于低比转速离心泵内部流动状态是较复杂的（相对高比转速的离心泵），设计的难度相对来说是比较大的。由于这个原因，许多国内科研工作者多年来对此进行了大量的科学研究，由此产生许多科研成果。

3.立卧式的对比分析。卧式的合格品比例要明显高于立式的合格品比例，分析原因可能存在以下几个原因，一是产品水力模型的结构，主要是吸水室的结构不同，不同的吸水室对效率是有影响的，立式结构的单级泵大多是环形吸水室，相比对卧室直锥形吸水室环形吸水室清水流动状态要差一些，损失要大一些。具体详细原因需进一步研究分析，这种现象的存在应值得大家进行关注。

4.单级单吸清水离心泵样本数据。样本数据与实测的数据基本相同。

本公司立式离心泵和卧室离心泵实测数据表：

总之，通过对公司部分单级单吸清水离心泵收集数据的统计、整理、分析，可以得出结论:单级单吸清水离心泵立式结构的效率与卧式结构相比较有差别，对此问题需要进一步研究和探讨。卧式结构的总体技术水平要高于立式结构。单级单吸清水离心泵的效率、汽蚀余量的统计结果表明，产品的实测数据在低比转速范围内比较理想，这一结果理论上是不容易解释的，但与多年来在这方面的科研投入是一致的，说明在此方面的科研投入是有效果的。

参考文献：

1. 单级单吸清水离心泵技术水平分析.牟介刚等.

2. 单级泵的性能指标统计及技术分析.谢台进.《农业装备与车辆工程》.

3. 离心泵节能技术分析与应用.马志图.《农家科技（下旬刊）》

4. 多级离心泵的统计与技术分析.汤立生等.《农业装备与车辆工程》.

5. 离心泵的结构特征及维护技术分析.郭爱军《中国设备工程》

6. 吴鹏.泵行业的基本概况及性能数据分析报告.2019.

7. 张明发.浅谈单级泵的性能指标统计及技术分析.2019.