调节工况与提高检修质量是离心水泵经济运行的关键

张莉

[摘 要]通过合理选择水泵工况点、运用新型泵、提高装配质量，以及降低官网阻力与扬程等措施实施，能保证水泵始终实现经济运行。

[关键词]离心水泵；经济运行；选工况点；加强装配与降网损

中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0005-01

引言：煤矿井上下使用的水泵比较多，且多为离心式水泵。其水泵排水耗电量占总耗电量的20%以上，特别是具有两个水平或淋水大的矿井，耗电量更高。显然，做好水泵的经济运行非常重要。比如矿井下大泵，装机容量300KW的7-8台，效率每提高1%（电价0.75元/KWh），就意味着这几台泵一年就能节约几十万元以上的效益，显然，非常可观。

一、合理选择水泵的经济运行工况点

对于水泵的运行工况，离开设计值越远，效率就越低。所以，要实现水泵节电经济运行，在选取系统运行工况时，最好选在特性曲线上最佳效率点的右侧（M-M2）。假如选在最佳效率点，在运行中叶轮对部件磨损和管路积垢等原因，会使工况点向左移（M′点），效率就会下降；若选右侧，工况点左移后接近最佳效率点（M-M2）区域，效率虽低于最佳效率，但系统效率较高。一般管路阻力越小，工况点越向右移，电耗就越低，但不能超过合理工作区，不然会出现过载或产生气蚀现象。零部件的磨损、管路积垢等，都会使工况点偏离，效率下降，所以应定期进行测定，以保持高效运行点。

二、积极运用节能经济类新型高效泵

对于高效泵而言，其设计制造的精度都高，各部配合间隙又小。具有扭曲叶片的叶轮，能降低水损失，效率高（78%）。对一级叶轮采取加宽进水口和叶片扭曲角措施，有改善泵的汽蚀性能效果。

三、正常情况下水泵应保持高效运行装配

1、运用高质量标准的零部件。更换叶轮导翼等零件时，要检查是否与图纸一致。矿用离心水泵，多为后倾式叶片，出口β2小于90°。出口角增大，扬程也增大；出口角太小时，摩擦损失量会增加。出口宽度对扬程、排量也有影响。一般铸造精度对效率影响也比较明显。清除叶轮流道的非边、毛刺和铸造缺陷，能提高1-3%的效率。

2、切实保证各部分零件的配合间隙合理。水泵工作中会产生容积、水力和机械损失。前者包括密封缝隙循环流损、填料和平衡盘的泄漏损失等。叶轮大小口环的配合间隙对水泵特性和效率的影响较大。大口环间隙由0.3mm增加到0.5mm，效率就下降4%；小口环间隙由0.25mm增加到0.7mm后，效率下降5%左右。对口环应定期更换，以保持原有效率和特性曲线。运用密封填料和平衡盘外泄的水量。要对平衡盘与平衡环进行研磨，使接触面达到70%以上，以减少损失。

3、轴向串量应保证叶轮与导翼轮对中。对多级泵单吸叶轮，两侧压力不等会产生轴向力，使转子串动。轴向串动力过大，会造成壳体与转子的碰磨，泵不能正常运行，长时间会使叶轮出口与导翼入口中心偏离。叶轮与导翼中心不对中，水力损失大，效率会下降。组装时应保持较好的对中性。

4、封紧水泵的螺旋密封。密封水泵壳体与旋转轴间的间隙，常采用盘根箱。这样可以达到较好的密封效果。原理：靠旋转的螺旋体对液体建立起的密封压力，阻止泵内液体向泵外漏失。

5、水泵联轴器端面间隙应保证。电机与泵的联轴器端面间隙，规定为最大串量加2～3mm。最大串量是水泵转子的前向串量与后向串量之和，外加2～3mm的数值，是前向串量（向联轴器侧）达极限时应具有的安全余量范围。

四、合理调整好水泵的扬程

1、应尽量减少叶轮数目，降低水泵的扬程。水泵的正常工作扬程要大于需要扬程，超过一个以上叶轮所产生的扬程时，应减少叶轮数量，以调节水泵的工作扬程。应注意的是：一是剩余扬程的计算问题。不能简单地以额定扬程与实际需要扬程的差数作依据，要考虑部件磨损、管路积垢等运行条件，以及电力网频率变化，不然可能出现排不出水的问题。二是在排水侧拆除叶轮。吸水侧的叶轮切勿拆除，以免吸水侧阻力增大，产生汽蚀。叶轮拆除后，还应在该处安装一个与叶轮宽度相等的过流套筒，以流通水量用。

2、切削叶轮外径，降低水泵的扬程。水泵扬程大于需要扬程时，但又不足一个叶轮产生的扬程，可以利用切削叶轮外径的方法调节。即将叶轮外径D2切削后，圆周速度变小，流量、扬程、功率随之得到改变，关系是：Q′=QD2′/D2，H′=H（D2′/D2）2，N′=N（D2′/D2）3，式中：Q、Q′为切削叶轮前、后的流量；D2、D2′为切削叶轮前、后的叶轮直径；H、H′为切削叶轮前、后的扬程；N、N′为切削叶轮前、后的功率。切削后的特性曲线，可用试验法测得。叶轮切小后，水动力发生变化，效率曲线峰点产生位移。切削量不大时，水泵效率可以认为是不变的。上图中切削后，在管路特性曲线R上工作的水泵，未切削的特性曲线如D2，已切削的特性曲线如D2′，工况各为M及M′。可知H′

五、降低排水管路阻力改善网络特性

1、清扫排水管路的积垢。一是用刷子清扫。该方法可用小绞车牵引放在清扫管路中的钢丝刷子，同时不断地从上管口注入压力水清积垢。二是用块石清扫。可选用直径不超过有效管径的1/2-1/3，具有棱角的岩石，将其分批地投入管路出口端的管口内，外注压力水，以冲击管壁的积垢。三是棘球清扫法。清扫时可用木制带刺的圆球，投入被清扫的出口，注入压力水，借球表面嵌人的钢丝，冲刷管内积垢即可。

2、实行多管排水。在实行多管排水排水时，注意单管水泵的實际工况点。若在最佳效率点左侧，可实行多管排水效果限制；若在最佳效率点的右侧，多管排水后的工况点继续右移，流量增大，若不出现气蚀，电机也不过负荷，此时的多管排水还是经济运行的，可以维持该状态。

六、降低系统吸上真空高度减少吸程阻力损失

吸水、排水集合高度和管路阻力损失，这是水泵的总扬程。但吸上真空高度对排水系统效率的影响不仅是吸水高度和阻力损失，也与水泵结构、吸水特性有关。因此，水泵工况必须与吸上真空高度相适应才能充分发挥其排水效率，进而实现经济运行。

1、运用无底阀排水。对于无底阀排水来说，就是取消了水泵的底阀，用真空泵或射流泵抽出吸水管和泵内的空气，使泵体内充水，此时开动水泵。该排水方式操作比较简单，也便于实现自动化，能减少因底阀产生的阻力与故障。

2、利用高水位排水。一般水仓最高与最低水位差有3m，一般在高水位排水时总扬程降低。但是，这样水仓容积相对减少，特别是雨季不适应，不建议用这种方法来经济运行。

3、实行正压排水。该方法是将水仓布置在泵房水平以上，利用位置静压向水泵内注水，可显著提高排水系统效率，从而减少吸水故障。用正压排水启动时不要灌水，操作简单，易实现自动化。但对高转速、高效能水泵，吸上真空高度很低，甚至是负值，所以要考虑用正压排水，以实现经济运行。

4、及时清理吸水井内的杂物。当吸水井内含有大量杂物时，这会增加吸水阻力，泥沙吸入水泵体内会加速叶轮、平衡盘等部件的磨损，要定期清理水仓。

结束语

正常运行的水泵要实现长期高效率经济运行，必须要经常测试、调节水泵工况点，达到合理的状态。除此之外，加强水泵的检修质量标准尤为重要，因这能减少磨损与阻力，并有利于经济运行。

参考文献

[1] 刘宝成，娄方.离心水泵经济运行的几项措施[J].山东煤炭科技，2006（增刊）：63-64.

[2] 吴晓玲，等.浅谈水泵经济运行[J].同煤科技，2000，3：29-31.