高速離心泵基礎知識

高速離心泵的結構原理

目前，高速離心泵在石油化工生產中，主要是用來輸送液氨、甲氨、液化氣等介質。它由電機、增速箱和泵三部分組成。一般情況下，高速離心泵分為臥式高壓筒形泵和部分流泵兩種。

1．臥式高壓筒形泵

它為多級離心泵，在一般情況下當驅動功率超過160kW時，采用臥式結構。

2.部分流泵

這是一種開式徑向葉片式離心泵，多為立式結構，驅動功率一般為7.5-132kW，泵的葉輪懸臂裝在泵軸上，泵軸與增速箱高速軸直接連接，其結構圖如圖1所示。部分流泵的壓液室為圓形空間，錐形擴壓管通過噴嘴與環形壓液室連通，接近切線布置，如圖2所示，當泵工作時，液體經過吸入管沿軸向進入葉輪，在離心力作用下，液體甩向圓環形壓液室，部分經噴嘴和擴壓管流出泵外，其余部分液體繼續隨葉輪旋轉。

(1)泵體、葉輪  這種泵的泵體和一般離心泵的泵體不相同，它的壓液室為圓形空間，不是蝸殼形。葉輪是開式葉輪，沒有前后蓋板，葉片呈直線放射狀，在葉輪前面，一般帶有誘導輪。葉輪和泵體之間沒有密封環，泵內部的間隙較大。葉輪片與泵體后蓋板和擴散錐管之間的間隙一般為2-3mm，如果達3-4mm還可應用且不影響效率。

圖1 高速部分流泵結構圖

1-泵殼；2-葉輪；3-擴壓管；4-誘導輪；5-高速軸；6-從動齒輪；7-主動齒輪；8-機械密封；9-座

(2）增速箱  增速箱主要由齒輪構成，有一級增速和兩級增速兩種基本類型。為了避免產生軸向力，增速箱齒輪一般采用模數較小的漸開線直齒輪。由于轉速高，因此對齒輪加工精度要求很高，節距誤差一般為2-3微米，同時齒輪的材料是用特殊鋼經滲氮或滲碳處理的。增速箱殼體分成上下兩半，一般用定位銷定位。增速箱外殼用散熱性能好的鋁合金制造。高速軸上的軸承對小功率泵采用巴氏合金軸承，功率在150kW以上用分塊式滑動軸承與端面止推軸承組合。增速箱的潤滑是由自帶油泵把油經油過濾器和油冷器送入殼體各個油噴嘴，通過噴嘴將油噴成霧狀，用油霧來潤滑齒輪和軸承。

高速離心泵的特點

1．優點

（1)泵和增速箱一般為封閉結構，可以露天安裝使用。

    （2)結構緊湊、體積小、質量小、維修方便。

     (3)采用開式葉輪，在運轉中不產生軸向力，因此泵內沒有軸向力平衡裝置。

    （4）泵內設有旋風分離器，使泵抽送的液體得以凈化，引向機械密封以延長密封的壽命。

圖2 部分流泵工作原理圖

1-泵體；2-環形壓液室；3-葉輪；

4-擴壓管；5-噴嘴；6-吸入管

 （5）葉輪與殼體的間隙較大，可用來輸送含固體微粒及高黏度的液體。

（6)采用誘導輪提高泵的進液壓力，泵不易產生汽蝕。

2.缺點

加工精度辜求高，制造比較困難。

高速離心泵的檢修

3.1高速離心泵的解體檢查與組裝

1．拆卸順序

1)驅動裝置拆卸

(1）拆開電動機的電源線或汽輪機的進出口接管。

（2）拆卸聯軸器。

(3)拆卸驅動機與齒輪箱的連接螺栓，然后吊出驅動機。

2)泵體拆卸

（1)拆卸與泵連接的油路、封液、冷卻系統等管線。

(2)拆卸泵蓋螺帽，吊出增速箱、泵端蓋及葉輪等組件。

(3）用百分表測量葉輪徑向圓跳動值。

（4）拆卸葉輪鎖緊螺帽，依次卸開誘導輪、葉輪、機械密封動環和軸套。

（5）拆卸機械密封靜環組件。

（6）拆卸端蓋螺栓，取出端蓋。

 3）增速箱拆卸

（1)先測量高速軸的軸向竄動量并作記錄。

(2）拆卸增速箱上、下箱體的連接螺栓，取出定位銷釘，用吊具提住上箱體，并用木錘輕輕敲打下箱體使上、下箱體脫離，取出上箱體。

（3)測量上、下箱體中分面的調整墊片厚度并作記錄。

 (4）依次取出低速軸組件、油泵及限位彈簧、中速軸組和高速軸組件。

2.零部件配合間隙的檢查及組裝調整

高速離心泵在解體過程中或零部件拆卸下來經清洗干凈后，應按泵使用維護說明書要求進行檢查、測量、組裝。無要求情況下，對LMV/BMP-311型、LMV-311型及LMV-322型高速泵可按SHS 03044-2004《高速離心泵維護檢修規程》的標準進行檢查、測量、組裝。其檢修主要包括如下幾方面內容。

1)泵

(1)葉輪、誘導輪在組裝前應確認葉輪、誘導輪無損傷和變形，在組裝后要確保葉輪徑向圓跳動小于或等于0.38mm，端面圓跳動小于或等于0.15mm。

（2)傳動鍵應無損傷和變形。

（3）在組裝時，泵蓋螺栓、葉輪與誘導輪連螺栓、密封組件固定螺栓均采用力矩扳手擰緊，其力矩值應符合要求。

2）增速箱

（1)高速軸軸瓦應無燒蝕、粘連、磨傷等缺陷，組裝后軸瓦間隙值要符合使用說明書要求。

 (2）推力瓦磨損嚴重或出現缺陷應更換。

 (3）軸承外徑與襯套采用H7/h6配合，磨損后襯套內徑應不大于0. 068mm；滾動軸承組裝前應確認無點蝕、疤坑、毛刺等缺陷，且應轉動自如，組裝后其徑向間隙應不大于0.06mm。

(4)低速軸或中間軸上的深槽球軸承必須安裝到位。

(5）組裝軸、齒輪、球軸承時，齒輪、軸承均熱裝，軸頸應預冷，其溫度應控制在表1規定范圍內。

表1 高速離心泵軸承加熱、軸頸冷卻溫度

零件

溫度

零件

溫度

齒輪軸頸

-18

滾動軸承

120

  3)高、低速軸

（1)高速軸與葉輪的配合采用K7/h6，磨損后的間隙不大于0.03mm。

 (2）高、低速軸軸線直線度不大于0.Olmm。

 (3）在組裝完畢后，應測量高速軸軸向竄動量，確保在0.33 -0.43mm范圍內。

4）推力盤

組裝前應檢查推力盤的磨損情況，推力盤端面‘徑向圓跳動應小于或等于0. 02mm。

5)齒輪

齒輪嚙合表面應無明顯點蝕、疤坑、過燒等缺陷，否則應更換；齒輪嚙合面用涂色法檢查沿齒寬方向應大于80%，沿齒高方向應達55%，兩齒輪嚙合頂間隙用壓鉛法檢查為（0.20-0.30）m，（m為齒輪模數），兩齒輪軸平行度偏差應小于0.025mm。

6）油系統

解體增速箱時，應仔細清洗內部油路及油噴嘴，確保油道暢通，油道和噴嘴不允許擴大其孔徑。在組裝完畢后，應檢查油泵裝配質量，其方法為：用手往下按低速軸時應具有彈性，否則銷釘未到位；另外，還可以在低速軸聯軸節處盤動，看油泵是否工作。

7）密封

機械密封安裝參照離心泵機械密封安裝；在裝增速箱低速軸電機軸封時，為了防止在裝配時損壞密封面，應在軸封唇部涂上潤滑脂，在壓人時要用專用工具，不能直接用鐵棒打。

8)花鍵軸

輕微磨損應進行修理，磨損嚴重時應更換。在組裝時應涂適量摻有二硫化鉬的1#極壓鉀基醋。

  9)聯軸器

聯軸器軸端距、對中值應符合使用說明書要求。

3.2高速離心泵場武退轉友故障處理

1.高速離心泵的試運轉

1）試運轉前的準備工作

（1)檢查檢修記錄，確認數據正確，準備好試運用的各種記錄表格；

（2)增速箱裝入合格的潤滑油到規定的油位；

（3)檢查電源、靜電連線和管道連接情況；

 (4)打開油冷卻器水閥，調節適當水量；

（5）全開泵入口閥，打開密封沖洗液，對采用串聯密封形式的要打開密封氣閥；

 (6)打開泵出口管線的排氣閥，將泵腔和密封腔內氣體排盡；

（7)檢查密封點有無泄漏；

 (8)聯系電工檢查電機電阻,并送上電。

2）試運轉

（1）電動電機確認旋轉方向正確，同時未見異常，則可啟動運行；

（2）啟動后立即調整出口閥，使壓力、流量達到正常值，同時檢查電機電流是否正常；

（3）控制油冷卻器冷卻水量，使油溫保持在60-90之間；

（4）正常運轉時齒輪箱內置油泵的油壓應保持在0.2-0.3Mpa之間，當油壓低于0.2Mpa時，齒輪箱切勿運轉。

（5）在24h內，油壓、油溫、振動、噪音、電流無異常后可進行正常運轉。振動值不大于2.8mm/s，機械密封泄漏量不超過1滴/min。

2.高速離心泵的故障處理

高速離心泵常見故障現象、原因及處理方法如表2所示。

表2 高速離心泵常見的故障原因及處理方法

序號

故障現象

故障原因

處理方法

1

無流量或流量不足，

無壓力或壓力不足

泵未充滿

料液蒸發

入口管漏氣

吸入壓頭低

電機反轉

葉輪裝配不當

吸入管線不暢

葉輪背間隙過大

排盡泵內氣體

充分冷卻料液

處理管漏氣，防止帶入揮發性料液

增大吸入壓頭

重新接線

正確安裝葉輪

清理吸入管線

調整葉輪背間隙

2

壓力波動大

流量過低

吸入壓頭低

流量控制閥失靈

兩臺泵并聯，同時運轉時搶料

旋液分離器嚴重腐蝕

增大流量（必要時開旁路閥）

增大吸入壓頭

檢修控制閥

停止一臺泵

修理或更換旋液分離器

3

機械密封漏料或漏油

機械密封損壞

密封液或料液帶入固體顆粒或雜質

輸送低溫料液時帶入水分

檢修機械密封

換濾網，防止固體顆粒或雜質混入

防止帶入分水分，或啟動前在密封腔

內灌注防澆灌劑（如乙醇、丙酮等）

4

油封漏油

油封損壞

更換油封

5

增速箱油沫增多

油變質

油面過高

油溫過低

換油

減小油量

調整冷卻水量

6

增速箱油溫過高

油量過多

濾油器堵塞

油冷卻器結垢或水量不足

放油

更換濾油器

除垢或調節水量

7

振動及噪音大

齒輪、軸瓦、軸承等到零件嚴重磨損

葉輪、誘導輪等嚴重磨損或腐蝕

吸入料液有氣體或被汽化

解體檢修或更換

修理、更換或校驗動平衡

排除料液中的氣體，降低料溫度

8

齒輪箱內潤滑油變成乳狀或濁黃色

潤滑油被水或介質污染

檢查并排除

9

油壓過低

油位過低

換熱器泄漏

油嘴、油泵損壞

油濾器過勝

加油

修理或更換

修理或更換

清理

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