提高離心泵綜合效率的主要措施

1、提高離心泵綜合效率的主要措施摘要：本文具體分析了離心泵工作效率低的原因， 包括其運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè) 計工況等。此外，離心泵還因為機(jī)械、容積及流動損失等，降低了自己的運(yùn)行效 率，管路效率也浪費(fèi)了一定能源。 因此，綜合離心泵的性能曲線與管路曲線總結(jié) 出有效提升離心泵工作效率的措施，希望為相關(guān)領(lǐng)域帶來一定的借鑒價值。關(guān)鍵詞： 離心泵；綜合效率；提高；措施1、前言現(xiàn)在能源面臨緊缺問題， 因此人們愈發(fā)重視節(jié)能與開發(fā)能源。 泵已經(jīng)廣泛應(yīng) 用于大家的生活之中， 也十分耗能。 因為離心泵自己的結(jié)構(gòu)特征， 其效率通常較 低，因此，急需研究水泵效率低的原因， 怎樣提升水泵效率及減少耗能是目前應(yīng) 關(guān)注的方向，高效的水

2、泵可以對水暖制造部的節(jié)能起非常關(guān)鍵的作用。2、離心泵運(yùn)行效率低的原因2.1 工況點(diǎn)偏離離心泵在工作中，工作參數(shù)包括揚(yáng)程 H、轉(zhuǎn)速n、流量q等，在設(shè)計工況環(huán) 境中，其運(yùn)行效率相對較高。如果期間揚(yáng)程有所改變，也會影響到其它參數(shù)，比 如揚(yáng)程過高、 流量過大， 也許會造成運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè)計， 從而不利于提高運(yùn)行 效率。2.2 內(nèi)部損失液體在通過葉輪的時候， 不僅會產(chǎn)生一定的機(jī)械能， 還會造成些許損失。 首 先，機(jī)械損失。 輪盤、輪蓋碰到液體時， 會產(chǎn)生摩擦力， 給輪阻造成損失； 其次， 泄漏損失。由于葉輪密封環(huán)不夠密封， 碰到和平衡機(jī)構(gòu)時， 造成泄露損失； 最后， 摩擦損失 1 。當(dāng)液體通過蝸殼、葉輪

3、、擴(kuò)壓器時，容易造成摩擦、沖擊及局部阻 力損失等，由此轉(zhuǎn)變成熱量被液體吸收。2.3 運(yùn)行維護(hù)不當(dāng) 要想切實提升離心泵的運(yùn)行效率，第一步就是采用高效離心泵，舉個例子， 在分段式多級及單級單吸離心泵中， 前者的運(yùn)行效率很顯然超過了后者。 可具體 操作時，因為安裝環(huán)境等干擾，無法充分發(fā)揮出離心泵的優(yōu)勢。此外，選擇離心 泵通常會考慮最大流程及最大揚(yáng)程， 還有富余量， 這樣一來也許會大材小用， 加 大能耗。所以，評估離心泵的運(yùn)行效率還需以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為關(guān)鍵指標(biāo)。2.4 檢修問題離心泵的運(yùn)行十分連續(xù)， 一旦長期接觸液體， 容易侵蝕設(shè)備內(nèi)部元件。 而如 果不認(rèn)真檢修，很容易破壞元件，嚴(yán)重的還會發(fā)生安全事故。拿

4、管路系統(tǒng)來說， 如果液體流量與揚(yáng)程改變， 通常的操作是調(diào)節(jié)閥門， 盡管有一定的效果， 但也會 增加管路的阻力損失，從而導(dǎo)致離心泵的運(yùn)行效率降低。2.5 離心泵自身效率低確保離心泵的運(yùn)行效率當(dāng)然首選高效離心泵， 可因為檢修工作不到位， 加大 了機(jī)械、流動及容積損失等，也是降低了離心泵的運(yùn)行效率 2 。所以，盡量避免 “大馬拉小車”的問題，合理選擇離心泵才能切實保障其高效運(yùn)行。3、提高離心泵自身效率的優(yōu)選結(jié)構(gòu)各項研究顯示， 幾何結(jié)構(gòu)和離心泵的自身效率息息相關(guān)， 盡管是基于統(tǒng)計學(xué) 的數(shù)學(xué)方法，也有參數(shù)修正， 可改變幾何結(jié)構(gòu)對提高離心泵效率也是很有效的辦 法，下面將以定性的方式，具體分析主要幾何參數(shù)對

5、泵效率的影響。3.1 葉片的彎曲形狀離心泵發(fā)展時， 先后有較為典型的葉片形狀， 具體是直葉片、 前彎葉片與后 彎葉片。 前彎葉片能夠讓流體有較高的初速度， 可無法帶來理想的靜壓能， 無法 有效轉(zhuǎn)移能量， 其效率往往還不到一半， 已經(jīng)逐步在面臨淘汰。 而后彎葉片式葉 輪能夠把動能轉(zhuǎn)變成流體的靜壓能， 流體流速低，不造成過大的沖擊與沿程損失， 不僅能夠滿足揚(yáng)程， 還盡可能地輸送物料， 目前常見于高比轉(zhuǎn)速的離心泵中， 效 率可達(dá)百分之八十左右 3 。直葉片形式葉輪的效率不上不下，基本維持在百分之 六十十左右，常見于切線泵。3.2 長短葉片相間長短葉片的工作原理是利用主葉片間增加尺寸較短的分流葉片，

6、對葉輪內(nèi)部 液流起到導(dǎo)向作用， 控制內(nèi)部流動分離， 避免混流湍流。 其長度與位置的合理設(shè) 計能夠有效降低射流到尾跡的結(jié)構(gòu)，讓離心泵能夠高效運(yùn)行。3.3 葉片數(shù)量及厚度 理論角度而言，葉片越少，厚度越薄，就越不排擠流體，效率也就越高，然 而這兩項參數(shù)又關(guān)系到離心泵的揚(yáng)程與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 如果只是需要提高效率那么必 然會影響其綜合性能， 所以，設(shè)計時處理這兩項參數(shù)需先確保基本性能， 在此基 礎(chǔ)上減少葉片及葉片厚度。3.4 葉片進(jìn)出口安放角一般而言， 離心泵的葉片進(jìn)口角稍稍大于液流角， 通過正沖角減少葉片彎曲 程度，從而擴(kuò)大葉片進(jìn)口的過流面積。其中，較大的出口安放角能夠增大揚(yáng)程， 減小葉輪直徑， 避免圓

7、盤摩擦損失， 還是能夠提高離心泵效率， 不過增加了出口 安放角，相同流量下也加快了葉輪出口速度， 導(dǎo)致壓水室水力損失增加， 反而無 法切實提升綜合效率，因此出口安防角的角度十分關(guān)鍵。3.5 葉片包角 設(shè)計離心泵時，葉片包角不能太小，否則不利于提高運(yùn)行效率。包角越大， 流道內(nèi)的流動擴(kuò)散越小， 流動更接近于葉片形狀， 減少了水力損失， 但也要把握 住一個分寸，最佳葉片包角還需繼續(xù)深入研究。3.6 壓水室 壓水室可以從葉輪中收集流出的液體，并輸送到排出口或下一級葉輪入口， 把速度變?yōu)閴耗?，防止水力損失 4 。效率層面來說，螺旋形壓水室較為理想，可 以消除流動中的旋轉(zhuǎn)分量，建議設(shè)計時首選。3.7 吸水

8、室吸水室可以講液體導(dǎo)入葉輪， 盡量降低水利損失， 特別是在低揚(yáng)程泵中， 占 揚(yáng)程比重較高， 設(shè)計需先符合葉輪進(jìn)口要求的速度場。 比如葉片出口安放角會帶 來摩擦與沖擊損失等，以及影響到綜合水力性能，所以建議通過CFD計算驗證，便于理論分析。4、提高離心泵運(yùn)行效率的有效措施4.1 降低水力摩擦離心泵的過流表面是蝸殼狀鑄件， 因為沒有機(jī)械加工， 所以表面粗糙， 增加 了流體的流動損失。對此，需要在過流表面噴漆或涂料，讓表面更為平整光滑， 并對葉輪蓋板與泵體的粗糙面進(jìn)行拋光處理， 進(jìn)一步提升運(yùn)行效率， 同時還需適 當(dāng)控制流道長度等。4.2 減少沖擊損失液體進(jìn)入葉道后，為防止葉片沖擊，可以適當(dāng)改造葉片，

9、形成空間扭曲狀。 一旦實際流量與設(shè)計流量有過大偏差， 按照進(jìn)口速度三角形理論， 通過活動葉片 調(diào)整葉片角度，有效降低沖擊損失，達(dá)到節(jié)能增效的效果。4.3 調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能如果運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)有著較大偏差， 可以考慮改變轉(zhuǎn)速， 因為當(dāng)離心泵 的葉輪轉(zhuǎn)速減小后， 會導(dǎo)致參數(shù)變化， 比如流量減少、 揚(yáng)程減小、軸功率降低等， 不僅可以節(jié)能，還提高了離心泵的運(yùn)行效率。4.4 合理選擇型號 離心泵的選型應(yīng)結(jié)合具體工況，確定主要參數(shù)，防止大材小用；流量、揚(yáng)程 不能太富余， 容易造成離心泵的長時間不合理運(yùn)行； 嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量， 審查生 產(chǎn)商的質(zhì)量與實力，并邀請第三方機(jī)構(gòu)檢查，保證均能夠通過檢查。4.5 加強(qiáng)養(yǎng)

10、護(hù) 離心泵由于長時間運(yùn)行，有著一定的損耗，所以，需委派專人定期養(yǎng)護(hù)，并 通過合理的使用方案，科學(xué)分配運(yùn)行與休整時間 5 。首先，過濾器清潔要保持暢 通；其次，確保泵有良好的潤滑；最后，泵的連接處應(yīng)牢固可靠。這些都是有效 提升運(yùn)行效率的手段。4.6 科學(xué)檢修檢修方面， 檢修人員應(yīng)有豐富的經(jīng)驗， 備品備件的質(zhì)量也要達(dá)標(biāo)； 拆卸與安 裝泵時避免野蠻操作； 檢修時所有的技術(shù)數(shù)據(jù)都應(yīng)滿足相關(guān)的技術(shù)規(guī)范； 檢修還 應(yīng)注意調(diào)試機(jī)械的密封安裝、動平衡及潤滑效果等，確認(rèn)故障解除。5、結(jié)束語 離心泵的性能與其流量、揚(yáng)程、效率等參數(shù)息息相關(guān)。不過，其額定揚(yáng)程不 一定就是實際揚(yáng)程，實際運(yùn)轉(zhuǎn)效率也見不得就是離心泵的銘牌效率 6 。因此，必 須結(jié)合離心泵的實際運(yùn)轉(zhuǎn)工況， 測量其運(yùn)行參數(shù)， 并嚴(yán)格計算與合理分析， 才可 切實達(dá)到節(jié)能降耗的目的。參考文獻(xiàn)1 何希杰，勞學(xué)蘇. 低比轉(zhuǎn)速離心泵圓盤摩擦損失功率若干計算公式的精度評價 J. 水泵技術(shù)， 2018(5):16-20.2 潘中永，陳士星，張大慶等 . 葉輪口環(huán)間隙對離心泵性能影響的模擬與試驗 J. 流體機(jī)械， 2017，40(11):10-14.3 王洋，張翔 . 葉輪口環(huán)間隙對低比轉(zhuǎn)速離心泵效率的影響J. 排灌機(jī)械，2018(6):27-30.4 操松林