浅谈离心泵的构造、原理及应用

吴炜 薛江涛 刘军

摘要：主要叙述了离心泵的构造、工作原理以及它的特征曲线，以及在实际生产中机泵的合理配置，使用过程中如何确保机泵设备安全运行的可靠性，安全性及经济性。

关键词：离心泵;构造原理;特性实践

在油田生产广泛应用，品种规格繁多。对它的分类方法也各不相同，按其工作原理可以分为三大类：叶片式水泵，容积式水泵，其他类型水泵。现广泛使用的是单级双吸式离心泵，是叶片泵的一种，由于这种泵的工作是靠叶轮高速旋转时叶片拨动液体旋转，使液体获得离心力而完成水泵的输水过程，所以这种泵称为离心泵。

1 离心泵的基本构造是由六部分组成的

离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。

1.1 叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。

1.2 泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。

1.3 泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。

1.4 轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用润滑脂作为润滑剂，加油要适当，一般为2/3～3/4的体积，太多会发热，太少又有响声并发热，滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的，加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少轴承又要过热烧坏造成事故。在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度，一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理。

1.5 密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。

2 离心泵的过流部件

离心泵的过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分。叶轮室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。叶轮按液体流出的方向分为三类：

a.径流式叶轮（离心式叶轮）。液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮。

b.斜流式叶轮（混流式叶轮）。液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮。

c.轴流式叶轮。液体流动的方向与轴线平行的。

叶轮按吸入的方式分为两类：a.单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）。b.双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。

叶轮按盖板形式分为三类：a.封闭式叶轮。b.敞开式叶轮。c.半开式叶轮。

其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。

3 离心泵的工作原理

离心泵的工作原理是：离心泵所以能把介质送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。在此值得一提的是：离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故。

4 离心泵的的性能曲线。

水泵的性能参数如流量Q扬程H轴功率N转速n效率η之间存在的一定的关系。他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线。

水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额定转速为先决条件的。

水泵性能曲线主要有三条曲线：流量-扬程曲线，流量—功率曲线，流量-效率曲线。

4.1 流量—扬程特性曲线

它是离心泵的基本的性能曲线。比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线。比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。

4.2流量—功率曲线

轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。这个功率主要消耗于机械损失上。此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。

5 合理配置、安全运行、平稳运转

5.1 机泵设备合理配置的重要性。应采取如下措施：a.调整机泵设备的合理配置，实行人机最佳组合。b.加大科技创新，。c.投入资金、改造旧设备等。这些措施可充分提高机泵设备和其他设备合理配置的重要性。

5.2 機泵设备安全运行的可靠性。为了确保机泵设备安全运行，需对机泵设备管理更加规范，每年一次的大检修，每月一次的二级保养，每日一次的一级保养制度，这些质量管理，是保证机泵设备安全运行的可靠性保证。

结论：

随着科技的不断发展，油田生产泵的现代化程度也不断提高，减少了许多的人为管理操作。现在大多采用计算机监控的自动操作模式，这也就对操作人员的自身素质提出了更高的要求。因为一台离心泵的异常状况会影响到整管网，造成严重的后果。经过几年的实际工作和理论的学习，把所学的知识运用到实践工作中去，合理安排好介质量的分配和调度，利用各台离心泵的特性使用最少的功率达到泵的最佳运行状态。

参考文献：

[1]陈乃祥，吴玉林.离心泵[M].北京：机械工业出版社，2005，10，8.

[2]黄禹忠，诸林，何红梅.离心泵的调节方式与能耗分析[J].化工设备与管道，2003，40（6）：29-31.