刍议离心泵常见故障原因及维护保养

尹亮

（中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459）

离心泵是日常生活常用的一种机器设备，主要是由离心叶轮、泵壳、联轴器、滚动轴承、减速箱等一系列构件构成。使用过程中，离心泵具备运行稳定、动力驱动、易耗配件少、结构紧凑、生产制造及安装成本费用低等显著特点。因此，在具体生产活动中得到全面推广。但是，即便离心泵具备这些显著的特性，在日常应用过程中也会有各种各样的故障，使之不能正常运行，进而影响人们的生产与生活。因而，要采取有效的办法来判定离心泵的常见问题并加以解决。

1 离心泵的介绍

1.1 离心泵的工作原理

离心泵在启动前，必须将所传送的流体灌入泵体内，如果泵体上有排气阀门，就必须将泵外壳中的气体全部排出。在启动后，由泵的轴上耦合器驱动叶轮转动，在叶轮转动时，叶轮驱动泵外壳中的流体转动。由于惯性的离心力，流体从叶片的中央向外周抛出，从而增加了流入叶轮外围流体的静压力和动能。当流体从叶轮排出并流入泵壳时，由于壳中流道的增大，流体的速度变慢，并将其一部分动能转化为静压能。因此，压力更大；带压的流体通过泵的出口处流入排放管道，然后被传送到需要的地方。随着流体从叶轮的边缘抛出，在叶轮的中央形成一个低压或真空区域。同时，在大气压力的推动下，外部待抽吸的流体通过抽吸管道被推到了叶轮的中央。因为叶轮是持续转动的，因此，液体被持续、均匀地吸入或甩出，构成了泵的全工作流程。

1.2 离心泵应用的领域

（1）石化行业。离心泵比较常见的工业领域应用有石油化工转运介质、供水系统、运输分配等。随着数字化转型和云计算的日益普及化，输送资源管理仍无疑是未来的城市基础。离心泵适用于泵低黏度液态或物质。依据设计方案，离心泵由牢固的机器设备制作而成，因为它是为高速运行量身定做的。一般来说，能够高效地投入工作。

（3）消防系统。离心泵也非常适用于工业消防和灭火系统。离心泵非常适用于灭火系统，因为它们天生就有能力处理大量的水，并以极高的流量将其排出。它们还能够长距离调节流量，使其在整个工业联合企业和建筑的防火系统中有效。

离心泵将叶轮旋转产生的速度传递给液体流动方向。旋转叶轮是将产生的速度传递给泵送流体的水力部件。

（4）防洪系统。离心泵也适用于防洪及其控制系统的工业应用。不过，离心泵在启动前需要灌注是它们明显的缺点之一。但是，当离心泵安装在防洪及其控制系统中时，这种固有的局限性可以转化为优势。再加上它们在（吸入口）浸没（在水下）时运行的最好，离心泵的这种启动要求使其非常适用于防洪及其控制系统。换句话说，离心泵非常适合防洪应用，因为当洪水淹没它们时，离心泵运行得最好。

2 离心泵的常见故障和原因分析

2.1 离心泵的常见故障

（1）启动后泵不出水。①泵中空气并没有排出。液体能通过泵盖上的注液孔慢慢地注入(有利于排气)。②管接头和法兰处漏水应适当拧紧。③假如泵速低，检查电机速度或电压是不是太低。④离心泵吸入高度过高，超过离心泵吸入范围，或是吸嘴并没有进入池中。⑤电机反转。⑥泵的叶轮松动，未能工作。⑦吸水口滤网堵塞，吸不上水。

（2）启动后泵的出水量不足。①叶轮被堵，应拆开泵清理。②空气进入泵体，可打开放气门放气。③泵的转速低。④泵叶轮与密封圈间隙太大，或叶轮磨损松脱，填料函密封较差。⑤出水阀门开启不够。⑥设计有问题。

（3）泵出水量不足。泵内存有空气，可检查吸水管、填料函是否漏气。

（4）泵启动后突然停止出水。①吸水管接头突然松脱漏空气或因吸水管中有空气囊。②向泵内灌水时太急，空气没有排尽。

（5）电机负荷过大。①泵的装配和安装不合适（如填料太紧，泵和电机轴向中心线不重合，叶轮与壳体间摩擦等）。②泵的给水高度过大或流量大。③泵的转速过高。

5.避免暴饮暴食和过分节食。暴饮暴食和节食是两个极端。前者使身体、器官处于营养过剩的状态，后者使身体处于营养缺乏的状态，久而久之会伤害到身体的正常运转，出现健康问题。

（6）其他。①泵工作时振动，可能是泵与电机轴中心线不重合、主轴弯曲、地脚螺栓松动、叶轮存在偏心。②轴承发热，可能是缺油或与电机轴不同心。③运转异响。可能是进入空气或因振动、泵轴与电机轴不同心等。

2.2 离心泵常见故障的原因分析

2.2.1 离心泵发生启动故障原因分析

（1）离心泵启动载荷过大或旋转部位卡住造成无法正常工作的主要因素有：①泵轴弯曲，造成泵口环的空隙不均匀，旋转部件被摩擦或卡住；②零件装配失误和水泵定位、找正不满足规定，导致各旋转零件间间隙过小；③泵体内部零件断裂，使泵体或泵轴发生卡死；④填料压盖密封太紧，使盘根部受到压力而抱死或卡住泵的轴心；⑤旋转部分生锈或被杂料堵塞；⑥在启动过程中，出水阀不能完全闭合，从而产生全负荷启动。（2）离心泵启动后没有出水的主要因素有：①离心泵的注水量不够或没有完全排空；②进水管、填料函或真空管有较大的空气泄漏；③水泵的安装高度过高或入池水位过低，加上管路损耗过大，导致水泵吸收的实际扬程超出容许吸水扬程；④抽水站的总扬程大于泵的总扬程；⑤水泵叶轮倒置安装；⑥电机的相位顺序不正确导致电机倒置；⑦未正确打开进水阀门或出水阀门。

2.2.2 离心泵出现异常振动或是异常声响原因分析

（1）工作转速在0 ～40%。轴承间隙过大、轴瓦松动、滑油中有污垢、滑油（黏度、温度）不良、由于存在空气或流程中流体产生的气泡、润滑不良、轴承破损等。解决办法：经检验后，对其进行适当的调节，例如，调整轴承的空隙、排除滑油中的污物、换新滑油等。（2）工作转速在60%～100%。如轴承问题或密封件间隙过大、保护环松动、密封磨损等，应直接检查、调整或更换。（3）震动频率是工作速度的2 倍。故障时，接头松动、密封件磨耗、外壳变形、轴承受损、支持谐振、止推轴承破损、轴弯曲、装配不良。必须进行检验，并根据情况进行修理、调整或更换。当震动频率为N 倍工作速度时，压强脉冲、偏离中心、外壳变形、密封磨损、底座共振、管路或机械共振、齿轮啮合或磨耗等。解决办法：对管道及基座进行适当的更换、修理或调整。（4）振动的幅度过大。轴摩擦、密封、轴承、齿轮啮合不良、轴承抖动、收缩配合不良等。解决办法：对其进行检验，并根据情况进行修理、调整或更换。

2.2.3 离心泵出现运行故障原因分析

（1）运转时，由于轴功率过高，导致电机超负荷的产生：①电机和水泵配合不当，电机的容积不足，造成“小马拉大车”；②离心泵安装的叶轮形状比原有叶轮的直径大，导致过负荷运转；③泵的叶轮不圆滑，导致叶轮的静平衡和机组同心度不满足要求，导致了转子离心运转；④离心泵的抽水设计不当、埋入深度不足、入水情况较差而引起气蚀和振荡；⑤在大流量状态下，水泵的运行偏差超过了设计值；⑥密封垫太紧或密封垫不能充分的润滑而产生过度摩擦力；⑦轴承的磨损或破损；⑧外部电网的变化导致了系统的电压下降。

（2）造成轴承温度高而引发损坏的主要原因有：①轴承自身的磨耗，造成的径向间隙超出标准；②轴承与轴颈、轴承座配合不良，出现“跑内圈”“跑外圈”等问题；③维修时组装方式不合理，导致支座损坏，或因安装部位不正确而导致轴承偏心；④滑块轴承和轴瓦磨损不良或有铸造缺陷，疲劳损坏；⑤滚动轴承上的甩油环不圆或不能转动，使其甩油功能丧失；⑥润滑油质量不达标或不干净，且有污垢；⑦轴承加入过量或较少的滑油，导致轴封磨损，滑油泄漏；⑧轴承冷却系统出现故障；⑨水泵和电机不同心。

（3）运行中出现的噪声和震动产生的原因：①离心泵底座不牢固，底座螺栓松动；②传动装置有问题，或泵轴存在弯曲，使泵的主轴和电机的中心位置偏离；③转子旋转的不均衡；④轴承有较大的间隙和磨损；⑤在运行过程中，叶轮的个别沟道被杂物、石块堵塞，或有一些叶片有缺陷，导致叶轮在旋转时因水流不均衡而产生震动；⑥水泵出现汽蚀现象；⑦当水泵流量在未达到设计值时，由于流量太大或太小，导致水泵的压力波动或压强波动，从而产生振动和噪声。

2.2.4 泵的轴承发热原因分析

轴承瓦的选用与需求不符，必须进行修复或替换轴承瓦块；轴承间隙太少，必须对轴承的间隙进行再调节或刮磨；滑油数量不足或质量差时，应补加滑油用量或更换滑油；轴承安装不当，应按照规定进行轴承安装，排除操作不当的因素。冷却系统不能正常工作，需要检修；轴承磨损或松动，须维修或更换，如有松动，应将相关螺钉紧固；泵轴出现弯曲情况，必须校正泵轴；甩油环发生了畸变，甩油环无法旋转，不能实现飞溅润滑，必须更换甩油环；联轴器存在问题或轴向空隙过少时，应对对中状态进行校验，并调节其轴向间距。

3 离心泵的维护保养

3.1 离心泵平时的维护保养

（1）定期盘车。离心泵在使用前，必须进行人工盘车，并在盘车期间，必须严格按照规定进行盘车，可以及时检测水泵的异常情况，保证在某种意义上，轴没有异常弯曲，轴承对中，没有异常的摩擦。在使用期间，应确保水泵的振幅振动在标准的范围内。长时间不使用的低温液体离心泵必须经常进行盘车运行，以确保水泵的工作性能。

（2）密封气作用。离心泵在启动前，必须使用安全、可靠的气体封闭气阀，防止在温度较低时，发生气体堵塞管道。注意气密性，按生产厂商指定的标准调节气压差异。确保气体的泄漏温度在标准的范围内，并保证不会出现异常的漏点。泵运转时，必须确保其轴承的温度是正常状态的。

（3）润滑合格。低温液力离心泵的工作润滑是确保其工作状态的前提，润滑油的失效将导致整个装置出现故障。良好的润滑状态能减少机械磨损，防止灰尘等物质侵入机器内部，并能将过剩的冷空气排出，使轴承工作在一个正常的温度范围。为了确保油面的正常，必须定期地加入润滑油和润滑脂。加入时，要注意选用合适的润滑油型号，不要混合使用：在加入时，要严密监测运行泵的轴温，并对电动机的轴承进行振动监测。

3.2 离心泵出现故障时的维修维护

（1）预警维护。预警维护的目标比较明确，主要是以离心泵工时及工况为依据来进行专项监测的，具体内容包括检查轴承温度、润滑状况、机械振动以及其他异常情况。在检测的过程中，若某一参数高于预定临界值，则应该对离心泵停机检修，从而杜绝相关事故发生，预警维护操作可通过专家系统进行自动诊断模式遥控或是人机对话的形式来完成。

（2）积极维护。积极维护主要是对离心泵缺陷或者是对设备换代升级需求进行满足而采取的维护措施，需要对正在使用离心泵重新进行设计及改造，从而使其运转效率得以提升，并使某些功能得以增强，进而使离心泵运行过程中的安全性能得到提升，并使之使用寿命得以延长，从而使企业开支得以节约。

（3）预防维护。依据离心泵的使用周期和运行状态，对离心泵开展拆卸查验，对滚动轴承、减速箱、离心叶轮、支撑架、联轴器、密封环等有关部件逐一进行测试。拆换存在安全隐患问题的部件，维护好性能正常的部件。但在保护预防性维护的过程当中，存有的缺陷也比较突出，容易造成离心泵重装配合的精度减少，并且检修时间长，非常容易危害机械的正常启动。

4 结语

综上所述，离心泵作为人们生产生活中常用的设备，在使用过程中，虽然其特性和作用突出，但也比较容易出现故障，当故障出现后，应及时对其故障出现的原因做出判断，并做好相关维护工作，从而保证离心泵能够正常使用。