单级双吸中开式离心泵的技术改造

论文导读：再次由于不存在平衡装置泄漏，两侧叶轮共用一个压水室，只有两个盖板表面，所以双吸泵的效率比相同比转速的单吸泵效率高。另外单级双吸中开泵还具有流量大、汽蚀余量小、密封系统采用内循环、能方便更换轴套等优点。国内部分学者专家已经就国内外双吸清水离心泵技术水平对比分析作了相当详细的论述，在对全国泵行业骨干企业进行行业调查的基础上，收集双吸清水离心泵3000余个规格的性能数据，将效率、汽蚀余量两个性能指标的实测数据、标准数据、样本数据分别进行统计分析。关键词：单级双吸中开泵，汽蚀，效率，技术改造一、前言单级双吸水平中开式离心泵采用水平中开式结构，结构简单，该型泵吸入口和排出口均在泵轴心线下方，检修时，可以不动进出口管路及电机，只要打开上泵盖即可吊出转子，将全部零件拆下，因而维修十分方便；其次采用双吸叶轮，由两个相互对称的单吸叶轮背靠背地或面对面地安装在一根轴上，能自动平衡由两个对称叶轮组成的泵转子系统的轴向力，因而轴承的可靠性高，运行稳定；再次由于不存在平衡装置泄漏，两侧叶轮共用一个压水室，只有两个盖板表面，所以双吸泵的效率比相同比转速的单吸泵效率高；另外单级双吸中开泵还具有流量大、汽蚀余量小、密封系统采用内循环、能方便更换轴套等优点。由于单级双吸中开泵有这些优点，所以在水厂、电厂、钢厂、市政和建筑等部门获得非常广泛的应用。二、单级双吸泵的技术现状及存在的问题国内现有的单级双吸中开泵产品主要有Sh型和S型。论文发表。我国最早于1954年6月，由沈阳水泵厂开始自行研究试制单级双吸离心泵。接着按照前苏联X型泵的型谱和标准、系列参数设计了整个Sh系列泵产品，于1957年试制完成从6Sh到48Sh，全系列30个品种规格的产品，流量：144~12500m3/h，扬程：9~140m。50m扬程以上产品有10种，整个系列扬程范围偏低，泵的性能稳定，效率指标较高。泵的转速分别为8Sh为1450r/min、24Sh为970r/min、32Sh为730r/min、48Sh为485r/min。1962年由当时的一机部通用机械研究所和沈阳水泵研究所共同负责（以沈阳水泵研究所为主）组织了Sh型双吸泵的联合设计，性能参数范围：Q＝162～11000m3/h，H＝12～125m，t＝-20℃～80℃，制定了该产品的泵行业技术标准。当时由于受原苏联的设计思想影响较深，对安全系数、使用寿命等因素考虑较多，因此Sh型泵的壁厚、中开密封面壁厚选择偏于保守，有许多规格泵选用的是滑动轴承等。可以说当时的联合设计Sh型泵满足了国民经济建设的基本要求，达到了苏联同型泵的水平，当然同时也存在着苏联泵的一些不足。为了改进Sh型泵的不足，1967年沈阳水泵研究所在上海联合了十多个泵厂进行了第二次的联合设计，设计了S型泵来代替Sh型泵，与Sh型泵比较，S型泵主要有以下几方面的优点：（1）提高系列泵产品的效率，平均提高1~5%；（2）泵的转向作了改变，Sh型泵从传动端看为逆时针方向旋转，S型泵为顺时针方向旋转。这主要为了适当柴油机驱动的情况。（3）泵体壁厚、中开密封面壁厚减小；（4）填料密封冲洗由外冲洗变为内冲洗；（5）泵滑动轴承改为滚动轴承；（6）从加工生产的角度，对有些不合理的地方进行了改动。无论是S型泵还是Sh型泵，由于多年没有再进行技术改进，经过多年的实际运行已经陆续暴露了它的不足之处。近十年来，由于归口技术研究所的不景气，离心泵产品的技术研究工作基本停止，各个企业在此方面也没有开展更多的工作。因此国内单级双吸泵的水力性能研究没有得到顺利发展，产品的技术水平一直徘徊在上世纪七八十年代的水平，导致与国外的技术差距越来越大。可以说我国的双吸泵产品半个世纪以来基本上没有什么变化，但是国外的双吸泵产品却不停地更新换代。国外目前主要有德国KSB公司生产的Omega和RDL型双吸泵，美国PENTAIR(滨特尔)公司生产的AURORA410和PWTS系列。与国内产品相比，国外的双吸泵有以下特点：（1）性能范围很广，像KSB公司双吸泵除低扬程泵品种较少外，共计54个品种，泵进口直径100~1000mm，流量80~13680m3/h，扬程14~180。（2）结构紧凑，强度刚度好，可立卧两用，可装机械密封或填料密封。（3）同一泵体装A、B两种叶轮，每个叶轮切割三次。这样每种泵有8个性能曲线，大大扩大了泵的性能范围，为选泵创造了有利条件。（4）吸水室大部分设在下泵体上，上泵盖呈平凸形。传统泵的上泵盖上有一部分吸水室，泵盖成山形。（5）造型美观。（6）泵的过流量大。（7）低比转速产品效率非常高。国内部分学者专家已经就国内外双吸清水离心泵技术水平对比分析作了相当详细的论述，在对全国泵行业骨干企业进行行业调查的基础上，收集双吸清水离心泵3000余个规格的性能数据，将效率、汽蚀余量两个性能指标的实测数据、标准数据、样本数据分别进行统计分析。对比分析发现：国外产品的效率指标平均技术水平要高于国内的效率指标2.5％；国内的汽蚀余量指标平均技术水平要优于国外产品0.97m。在效率指标方面，优劣的顺序为：国内的样本值最高、国外的样本值次之、国内的实测值最低。总之对比国内外的双吸泵技术水平，可以发现国内双吸泵产品普遍汽蚀余量好、但效率差，而国外产品效率明显好，但汽蚀余量NPSH偏差，可靠性好。三、单级双吸中开泵的技术改造1、提高汽蚀性能离心泵在运行中经常会产生噪音和振动，并伴随有流量、扬程和效率的降低，有时甚至不能工作，检修时常常可以发现叶片入口边靠近前盖板处和叶片入口边附近有麻点或蜂窝状破坏，严重时整个叶片和前、后盖板都有这种现象，甚至叶片和盖板被穿透，这主要是由于汽蚀所引起的破坏。下面主要介绍了几种常见的通过改变离心泵的进口结构参数来降低NPSH值提高泵的汽蚀性能的方法：①适当增大叶轮进口直径D0。因为汽蚀余量的值与叶轮的进口速度有关，要降低汽蚀余量，可以用减小进口速度的方法。而叶轮进口速度的大小与叶轮的进口直径存在一定的关系式。通过计算可以知道，通过增大叶轮进口直径D0可降低叶轮进口速度v0，进而降低汽蚀余量。但叶轮的进口直径并非是越大越好，超过最佳直径后，汽蚀余量又重新增大。此外，过大的进口直径将使进口流道严重扩散，破坏流动的良好速度分布并形成旋涡区，从而使泵的效率降低。同时，过大的叶轮进口直径还将使密封环处的间隙面积增大，从而使泄漏损失增大，容积效率降低，况且还存在D0与泵进口直径匹配问题，所以D0不能无限制增加。②增加叶轮进口宽度。由前面可知，降低进口流速通过增大进口通流面积来提高泵汽蚀性能。论文发表。增大进口直径可以增大进口通流面积，此外，还可以增大叶轮的进口宽度。如果在加大叶轮的进口直径的同时也加宽叶轮宽度，则提高泵汽蚀性能的效果更为显著。汽泡最初在叶片的进口边靠近前盖板处开始发生，然后逐渐沿轴向发展，最后再沿叶片朝出口方向发展。加宽叶片的进口宽度，等于给汽蚀汽泡的发展过程增加了朝轴向发展的余地，从而延迟了汽泡朝出口的发展过程。即加宽了叶片的进口宽度可以延长汽蚀的“潜伏期”，从而延迟了破坏作用。但是过大的进口宽度是不足取的，一方面将使叶轮轴面投影图的绘制发生困难，另一方面也将使叶轮流道的面积变化变得不规则，从而使水力损失增大，泵的效率降低。一般，加宽进口宽度在低比转数的离心泵中比较有效。在高比转数的离心泵中，由于叶片的相对长度小，汽蚀汽泡易于影响叶轮的出口，因此，对比转数较高的泵，单纯加宽叶轮的进口宽度来提高其汽蚀性能，可能效果较差。版权所有禁止转载谢谢！论文查重