2023年12月25日发(作者：)
火电厂水泵基本知识技术讲座
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目 录
§ 1.泵的定义、分类及基本参数
§ 2.叶片泵的特性曲线
§ 3.泵装置特性曲线及泵的运行工况和工况调节
§ 4.常见故障及处理措施
§ 5.水泵故障典型案例分析
§ 6.水泵技术发展趋势
§ 1.泵的定义、分类及基本参数
1. 定义
2
——泵是一种转换能量的通用机器，它将原动机的机械能转换为它所输送的液体的能量。
液体的能量包括：
位能——液体所处的位置提高之后，则能量增加；压能——液体所受压力增大，则能量增加；速度能——液体运动速度增快，则能量增加。
2. 泵的分类
按泵的工作原理分为三大类：⑴叶片式泵——又分为离心泵、混流泵、轴流泵；⑵容积式泵——又分为往复式泵、转子式泵；⑶其他泵——包括漩涡泵、射
流泵、水锤泵等。
火力发电厂用泵如循环泵、冷凝泵、锅炉泵是电厂的三大辅机
泵，都属于叶片式泵一类。所以下面的内容主要是讲叶片式泵。
3. 叶片式泵的基本参数
⑴流量 Q——泵在单位时间内排出液体的数量，
计算单位用体积单
位： m3/h，m3/s。由于水的重度为
1，所以多少立
方米也就是多少吨。
⑵扬程 H——单位重量液体通过泵后其能量的增值。
单位用 m 表示，也有用压力单位
Kpa 来表示。
⑶转速 n—— 泵转子每分钟转数，单位为：转
/分钟， r/min。
注意： n 是指泵的规定转速，泵的
Q、H、Pa、NPSHR 值都
是在规定转速下的值。当实际转速
nt 不等于 n 值时，
3
泵的各性能参数值都会有所改变。
⑷功率——单位时间内所作的功。
轴功率
Pa——原动机传给泵的功率，即泵的输入功率，单位
为KW 。
配套功率 Pe——指泵配套原动机的额定功率，单位
KW 。
水功率 Pw——泵的有效输出功率，计算公式为：
PW
QH
(KW)
102
式中： γ—— 1000Kg/m3
Q—— m/s
3
H—— m
⑸泵效率 η——泵的输出功率与输入功率之比
QH
100%
102Pa
泵效率的高低与泵的型式和流量大小有关。离心泵的效率国
家已制定标准，标准代号为
GB/T13007-91(见资料 )
⑹汽蚀余量 NPSH
汽蚀余量分为泵必需汽蚀余量
NPSHR和装置有效汽蚀余
量 NPSHA
▲ 泵必需汽蚀余量 NPSHR ——使泵不发生汽蚀在泵进口处单位重量液体必需具
有的超过汽化压力的富余能量，单位为
m。
一般只在泵性能工
泵必需汽蚀余量的数值由试验测定，
作范围内测试 3 点，即中间设计流量点和两个边界流量点。
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▲ 装置有效汽蚀余量
NPSHA
——相对于泵汽蚀基准线而言，装置提供给泵的有效汽
蚀余量。其计算公式为：
N P S H AH
a H
v H
g
hc
式中：Ha—当地大气压的水柱值， 一般标准大气压
Ha=10.33m
Hv—汽化压力，温度为 20℃的水汽化压力为
0.24m
Hg—泵吸入水位相对于汽蚀基准线的高度差。在基准
面以上为正值，反之为负值，单位为
m。
Hc—吸入管路的阻力损失，一般
hc=0.3~0.5m。
⑺比转速 ns——表示泵叶轮特征型式的无量纲常数。
ns 的计算
公式为：
ns
3.65n
Q
H
3/ 4
式中： n——泵转速，单位为： r/min
Q——泵流量，单位用 m3/s。若为双吸叶轮，取 Q/2
H——泵扬程，单位用
程 Hi 。
m。若为多级泵，取单级扬
当 ns=40~280，属离心泵
当 ns=300~600，属混流泵 (斜流泵 )
当 ns=600~1400，属轴流泵
所以，泵的三个基本参数
Q、H、n 的值决定了 ns 值的大小，
也就决定了泵的叶轮型式即泵的型式。
⑻汽蚀比转数 C——表征泵汽蚀性能好坏的无量纲数。
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C 5.62n
Q
NPSHR
3 / 4
式中： Q——泵单吸流量， m3/s。
n——泵转速， r/min 。
NPSHR——泵设计流量点的必须汽蚀余量，
m。
一般离心泵的 C≈900
特殊好的高汽蚀性能泵， C=1000~1300。C 与η相互有制约
§2.叶片泵的特性曲线
1. 叶片泵的特性曲线——共有四条线： H-Q、η-Q、Pa-Q、NPSHR-Q
2. 不同
ns 泵的性能曲线的形状有所不同，见下图 1、图 2、图 3：
ns
≤
300
ns
=300~600
ns
>600~1400
3. 对曲线的理解
H-Q曲线 :
⑴表示泵工作点轨迹，泵运行工况 (Q、H)离不开此线；⑵泵工作时， H与 Q具有一一对应的关系。
η-Q 曲线：
⑴泵设计工况点的 η最高，离设计点越远，效率下降越多；
⑵依据高效区的宽窄确定泵的
Q、H 工作范围。
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Pa-Q 曲线：
⑴不同 ns
的泵，
Pa
随
Q
的变化规律不一样。离心泵的
Pa
随 Q的增大而增大； 轴流泵的 Pa 关闭点最大， 并随 Q的增大而下降；混流泵介于两者之间。
⑵确定配套功率和泵启动方式的依据。 离心泵关阀启动； 轴流泵开阀启动。
NPSHR-Q曲线：
⑴确定泵安装高程的主要依据， 也是确定泵工作范围的依据之一。
⑵泵厂试验时，一般只测工作范围内的三个流量点的 NPSHR 值。超出工作范围外的 NPSHR值变化 ( 上升 ) 很大，无法预测。
§3.泵装置特性曲线及泵的运行工况和工况调节
1. 泵装置的组成——一般由五部分组成
⑴循环水泵
吸入水池（ A）——吸入管路系统 (A-P) ——泵 (P) ——吐出管路 (P-B) ——凝汽器 (B) ——回水管路 （B-C）——凉水塔（C）或冷却塔（ C＇）或虹吸吐出水池（ C＇＇）
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⑵冷凝泵
热井吸入 (A) ——吸入管路系统 (A-P) ——冷凝泵 (P) ——
吐出管路系统 (P-B) ——除氧器 (B)
8
⑶锅炉给水泵
前置泵出口 (A) ——吸入管路系统 (A-P) ——锅炉泵 (P) —
—吐出管路系统 (P-B) ——省煤器 (B)
2. 泵装置扬程的组成
⑴循环水泵
循环水泵的装置扬程 Hz由几何扬程 Hg和阻力损失扬程 H
两部分组成：
几何扬程 Hg h2 h1
式中： h2——冷却塔或虹吸池水位标高
( 一般 h2 比较恒定 )
h
1——吸入水池水位标高
(h
1 有高水位、低水位和设
计水位 )
管路阻力损失扬程，简称管阻扬程
H：
H kQ2
式中： k—— 总阻力系数，凝汽器和管路系统确定之后， k 值
也就确定。
Q ——循环水的流量
所以，循环水泵的装置扬程方程为：
9
Hz Hg
kQ2
Hz—Q曲线是一条抛物线，如图
8 所示：
⑵冷凝泵
冷凝泵的装置扬程由几何扬程
Hg、
压力扬程 Hp和管阻扬程
H三部分组成：
几何扬程 Hg
Z
2
Z1
式中： Z2——除氧器中的水位标高
Z 1——热井中的水位标高
压力扬程 Hp 102 P2
P1
式中： P2——除氧器液面压力。单位
MPa
P 1——热井中液面压力。一般为饱和蒸汽压。
单位负 MPa
管阻扬程
H
kQ2
所以，凝结水泵的装置扬程
Hz 为:
Hz Hg Hp
H
所以凝结水泵的装置特性曲线也是
一条抛物线，如图
9 所示：
⑶锅炉给水泵
锅炉给水泵的装置扬程， 从严格意义上来讲也是由几何扬
程 Hg、压力扬程 Hp、阻力扬程 H三部分组成：
Hz Hg HpH
Z
Z
2
1
102 P
B
P KQA
2
10
但是几何扬程 Hg 和阻力扬程
H 所占比例很小，所以装
置特性方程可简化为：
HZ HP 102 PB
PA
式中： PB——锅炉中的液面压力。单位
MPa
P A——前置泵出口压力。单位
MPa
它的装置特性曲线是一条平行线，
只是随着锅炉泵转速的变化在一定范
围内波动。见图
10 所示：
3. 泵的运行工况点
泵的运行工况点是由扬程特性曲线 H-Q 与泵的装置扬程特性曲线 Hz-Q的交点确定的。如图 11 所示 A 点
对泵工作扬程的误解：泵的运行
扬程应该达到泵铭牌所示的扬程。
由于对泵工作扬程的误解，导致
一些错误的做法。如某一个泵站，泵
的铭牌扬程是
30m，但泵的出口压力
只显示 0.2MPa，认为是泵的扬程不够，为了提高泵的扬程，于是将电机转速提高，更换新电机，结果泵发生汽蚀，反而不能安全运行。
4. 泵运行工况点的调节
泵运行工况点的调节，其实就是改变 Q-H 曲线与 Hz-Q 曲线的交点 A。
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改变工况点 A 的两条途径：
⑴改变 Hz-Q曲线，如节流调节，常在冷凝泵上采用。⑵改变 H-Q曲线，如变速调节，在锅炉给水泵和冷凝泵上经
常采用。
泵的运行工况点都要落在泵的规定工作范围内， 否则运行工况就不合理。
5. 泵的规定工作范围⑴泵规
定工作范围的确定
一般按照泵效率较高、 汽蚀性能较好的区域确定为泵的规
定工作范围。 ( 见图 12)
一般泵规定流量范围为：
Q=0.7Qp~1.2Qp
Qp——设计点流量
有时候泵性能的某一区域
虽然效率较高，但汽蚀性能很差，
也不能把它作为规定的工作范围。
⑵泵工作范围的扩展
扩展一台泵工作范围的途径：
A. 切割叶轮 ( 同一台泵配不同外径的叶轮 )
a). 叶轮外径 D2 尺寸切割量的限制见表
11：
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表 11. 离心泵叶轮外径
D2 切割量
比转速 n
s
60
80
100
120
140
160
200
250
280
切割量
0.20
0.18
0.17
0.15
0.14
0.13
0.11
0.10
0.09
b).
叶轮外径 D2 切割与性能变化规律
Q'
Q
H
H
Pa'
D2
'
D2
'
D2
'2
D2
D2
'
D2
3
Pa
式中： D2、Q、H、Pa——切割前的参数
D
′2、Q′、H′、Pa′——切割后的参数
切割后泵效率的变化 Δη，从 D2max→D2min，Δη=0~3%。
c). D
2 切割计算程序：
ⅰ). 确定切割后要求的参数
Q′、 H′；
H '
ⅱ ). 计算切割常数
k
Q'2 ；
ⅲ ). 准备好泵的性能曲线图，并在其上作切割抛物线 H=KQ2
交 H-Q曲线于 A 点， QA、HA 即为切割前的相似工况点；
ⅳ). 计算切割量，即计算切割后的
D2 ′值
D2'
D2
Q'
QA
13
D2'
D2
H '
H
A
计算得到的两个
D2 ′值会基本相等，一般取其大者；
ⅴ ). 换算切割后的性能曲线
按 b) 节所述公式换算 Q′、H′、η等，约作修正，并计算 Pa 值。一般列表计算。
B. 降速或双速
水泵的转速一般允许降低而不允许升高。因为水泵的壳
体、主轴等部件的强度计算是按规定转速下的流量、扬程值计算的，转速升高之后， Q、H值增大，壳体、主轴等零部件的强度可能不够，所以一般不允许升速。如果要升速，则要重新校核壳体、主轴和轴承等零部件的强度和寿命。
水泵降速之后， Q、H、Pa、NPSHR均随之下降，因而得到新的性能特性，扩展了泵的性能范围。
水泵的性能随转速变化的规律为：
Q'
n'
Q
n
H '
n'
2
H
n
3
Pa'
n'
Pa
n
1.7~2
NPSHR'
n'
NPSHR
n
14
C
式中： Q、H、Pa、NPSHR、η——原性能参数
Q
′、H′、Pa′、 NPSHR′η′、——降速后的性能参数至于双速，就是配套电机有高速和低速两档相互转换的速
度，从而泵的性能有高速和低速两种性能。近几年来，为了高效运行、节能降耗，很多单位采用双速循环泵。
C. 变频调速——无级变速
这是冷凝泵、循环泵和锅炉泵上都采用过的一种调节方法。
但是变频调节的必要性和不用变频调速而只利用泵的扬程变幅是否可满足扬程的变化要求，这是一个值得探讨的问题。
采用变频调速有三个问题： 1). 变频器价格比较贵； 2). 人为调节时任意性较大，很难恰到好处； 3). 目前大功率变频机故障率较高，维修技术要求高。 所以能不用变频调速而采用其他方法来满足工况调节要求，最好少用变频调节。
D. 动叶可调式泵
这种扩大泵工作范围的动叶可调式方法， 少数大型循环水泵上采用。因其结构复杂、价格较高、维修麻烦，所以在整个泵行业，应用都不多。因此我们也不祥述。
§4.常见故障及处理措施
水泵常见故障及处理措施略述如下：
1. 水泵扬程过高引发的运行故障
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设计院在作水泵选型时， 泵的扬程首先是通过理论计算确定的，往往有些保守， 致使所选泵的扬程高于实际装置所需要的扬程，从而导致泵偏工况运行。由于偏工况运行，会造成如下一些运行故障：
⑴电机超功率 ( 电流 ) ，常常出现在离心泵上。⑵泵发生汽蚀现象， 并伴发震动和噪音， 出口压力表指
针频繁摆动。由于汽蚀发生，还导致叶轮汽蚀破坏，运行流量下降。
处理措施：分析泵运行数据， 重新确定装置所要求的实际扬程，调整 ( 降低 ) 泵的扬程。最简单的方法是切割叶轮外径；如切削叶轮不足以满足扬程降低值的要求， 可更换新设计的叶轮；还可将电机作降低转速的改造以降低泵扬程。
2. 滚动轴承部位温升超标
国产滚动轴承允许的最高温度不超过 80℃，进口轴承如
SKF轴承，允许的最高温度可达 110℃。平时运行检查时，都
以手摸触感来判断轴承是否发热，这是不规范的判断。
引起轴承部位温升过高的常见原因有以下几点：⑴润滑油 ( 脂) 过多；⑵机泵两轴不对中，使轴承受到额外的负载；⑶零部件加工误差，特别是轴承体与泵座相配合
的端面
垂直度超差，也会使轴承受到额外的干扰力而发热；⑷泵体受到吐出管道的推拉干扰， 从而破坏了机泵两轴
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的同心度，也会使轴承发热；
⑸轴承润滑不良或润滑油脂中含有泥沙或铁屑， 也会使
轴承发热；
⑹轴承容量不足， 这是泵设计选择的问题， 成熟产品一
般不存在这一问题。
处理措施：找出发热原因，采取相对应的改进措施。
3. 泵发生汽蚀现象，导致震动噪音和叶轮破坏
泵发生汽蚀现象的实质原因是泵装置汽蚀余量 ( 以
NPSHA表示 ) 小于泵必需汽蚀余量 ( 以 NPSHR表示 ) 而造成
的。
泵装置汽蚀余量 NPSHA的值是由装置确定的，它与当地大气压 Pa、输送介质的汽化压力 Pv、泵汽蚀基准线离吸入液面的几何高度 Hg、吸入管路的阻力损失 hc 有关，具体的计算公式为：
NPSHA
Pa Pv
Hg
hc
式中： Pa——当地大气压
Pv
Hg
——介质输送温度下的汽化压力
——泵汽蚀基准线 ( 对双吸中开泵而言，即为轴中心线 ) 距吸入液面的垂直高度，液面在基准线以上时， Hg为正值，反之为负值。
hc
——泵吸入管路的阻力损失，一般为
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0.3~0.5m。
当装置确定之后，而且吸入水位恒定的情况下， NPSHA 值为一个恒定值。
泵必需汽蚀余量 NPSHR值是通过泵试验确定的， 一般只做三个流量点 ( 即规定范围内的三个流量点：小流量点、中
间设计流量点、大流量点 ) 的试验，而且三个流量点的 NPSHR
值不一样，正常情况下，中间设计流量点的 NPSHR值最小，其他流量点特别是大流量点的 NPSHR值要增大。超出大流量点以外的 NPSHR值一般都急剧增大，无法预料。
设计院确定泵的安装高度， 装置汽蚀余量 NPSHA值要满足泵适用范围内最大必需汽蚀余量 NPSHR值的要求。但是为什么还会发生汽蚀现象呢？其原因有以下几点：
⑴泵偏工况运行造成汽蚀的发生
由于选型误差，使泵的运行工况点不在泵的规定范围
内，而是偏在大流量区域运行。 由于大流量点的
NPSHR值无
法预料的增大，造成
NPSHA ⑵吸入管内发生堵塞现象 ( 有异物 ) 或者阻力损失计算值小于实际值，导致有效装置汽蚀余量减小，从而使NPSHA ⑶由于制造误差，泵的实际必需汽蚀余量大于样本上的规定值，从而使 NPSHR>NPSHA值而发生汽蚀。 处理措施：针对以上所述造成汽蚀的三个原因， 相应的 18 采取以下三种解决措施。 ⑴调整泵的性能 ( 一般是降低泵的扬程值 ) ，使泵的运行 工况点回到规定的流量范围内运行； ⑵检查并清理吸入管内的杂物； ⑶将泵返回制造厂作汽蚀试验， 核实泵的汽蚀余量值是 否达到样本规定值。 4. 振动超差 ⑴ 简单介绍泵的振动测量与评价方法标准 JB/T8097-99 的基本内容： ⅰ ). 该标准确定了各类泵振动测量的测点位置和测量 方向。 对于卧式中开泵， 两个主测点定在两端轴承座上方， 一个辅助测点定在联轴器侧下方的底座上，见图示 ( 中开泵振动测点示意图 ) ⅱ ). 该标准明确了振动测量时， 泵一定要在规定转速和 规定工作范围内运行。 ⅲ). 为了评价泵的振动级别， 按泵的中心高和转速把泵分为四类，见下表 2： 19 卧式泵的中心高规定为由泵的轴线到泵的底座上平面间的距离h， mm。 立式泵本来没有中心高，为了评价它的振动级别，取一个相当尺寸做立式泵的中心高；即把立式泵的出口法兰密封面到泵轴线间的投影距离，规定为它的相当中心高。 ⅳ). 泵的振动评价方法 首先测量泵的振动烈度并按下表确定泵的烈度级 烈度级 振动烈度的范围 mm/s 于 到 0.11 0.18 0.28 0.45 0.71 1.12 1.80 2.80 4.50 7.10 11.20 18.00 28.00 45.00 71.00 大 0.11 0.18 0.28 0.45 0.71 1.12 1.80 2.80 4.50 7.10 11.20 18.00 28.00 45.00 71.00 0.07 0.11 0.18 0.28 0.45 0.71 1.12 1.80 2.80 4.50 7.10 11.20 18.00 28.00 45.00 然后根据烈度级查表 3 判定泵的振动级别，泵的振动级 别分为 A、 B、C、D四级， D级为不合格。 表 3 20 ⑵泵振动超差的原因 引起泵振动超差的原因有很多因素， 总的来说，可归纳以 下一些因素： ⅰ). 泵选型不当 泵选型不当使泵偏工况运行 ( 运行流量大于最大规定 ) ，从而或引发 流量或小于最小规定流量都是属偏工况运行 汽蚀而振动、或处于拐点 ( 对于混流泵和轴流泵而言 ) 运行而 振动。 ⅱ ). 泵安装质量因素 安装时基础找平、转子对中未达规范要求，都可能引 发泵振动超差；立式泵的配套电机的油隙气隙调整不当也可 能使振动超差。 21 ⅲ). 泵制造质量因素 由于泵制造质量原因引起泵振动超差最主要的一点是 叶轮的平衡质量。 ⅳ). 管路系统配置因素 管路系统配置方面容易引发振动超差的失误之处是泵 吐出管路上配置柔性伸缩节时， 未将伸缩节最终予以刚性联 接，造成管道及泵座位移，破坏机泵对中性，从而使振动超 差。 对于吐出压力较高的泵装置， 吐出管路上如果有能调节 轴向长度的伸缩节 ( 包括轮胎节 ) ，调整安装之后， 一定要用 长螺杆将伸缩节两端法兰刚性联接，使其不能再自由伸缩。 ⅴ ). 土建因素 土建因素主要是泵的水泥基础的刚度与稳定性两方面。 对于立式湿井泵， 泵的水泥基础为井字形水泥梁框架， 要求有足够的承载刚度，否则易使泵振动超差。另外，新建的大型泵房，初期有一个沉降过程，如果过早的安装水泵，泵房不均匀沉降后会使原来找平的泵基础其水平度不符合要求。这些情况都可能加剧泵的振动。 ⑶振动问题的处理措施： 因为引起振动超差的原因很多， 所以遇到振动问题， 要找出其原因有一个过程。 要从诸多因素中逐个逐个地排除一些因素，最终确定一个或两个主因， 再采取相应的解决措施。 22 §典型故障案例分析 案例Ⅰ ：安阳电厂 24SA-18 型循环泵汽蚀破坏 1. 基本情况： 安阳电厂 3#机组 (25MW)配用两台双吸中开泵作循环冷却泵 泵的铭牌参数为： Q 3240m3 / h Pa 317.5KW H 32m n 960r / min Hs 29m 即NPSHR 7.4m 泵装置为一次循环供水， 取水口和排出口均在同一水面上，开车运行不到 2 个月，泵叶轮就被汽蚀破坏穿孔。 2. 处理过程： 首先作现场调查，发现泵的出口压仅 0.1MPa，而且指针剧烈摆动，并伴有爆破气蚀响声。作为水泵专业人员，第一印象就知道这是由于偏工况运行而造成汽蚀发生。 因为泵的设计扬程为 32m，反应在吐出压力表上，读数应在 0.3MPa 左右。而现场压力表读数只有 0.1MPa，显然泵的运行扬程只有 10m 左右，即泵的运行工况远离 Q 3240m3 / h 、H 32 m 的规定工况点， 此时的泵必需汽蚀余量已无法预料的增大，必然发生汽蚀。 其次做现场调试，让用户直觉认知是泵选型扬程过高，为 了使泵消除汽蚀，必须使泵的运行工况回到 Q 3240m3 / h 、 H 32m 的规定工况附近，方法就是关小出口阀门。用户对关 小阀门非常担心，他们认为现在全开阀门运行， 流量尚不充分，致使冷凝器进出温差达 33℃( 若流量充足，正常进出温差应在 23 11℃以下 ), 若再关小出口阀， 泵的流量岂不更小。 为了使电厂操作人员放心， 要他们布置人员分头观察冷凝器的真空度、 发电出力数、凝器出水温度等对流量变化反映敏感的数据， 泵厂人员则在泵房逐步关小泵出口阀。 出口压力随着阀门开度的减小而逐步上升，当上升到 0.28MPa时，泵的汽蚀响声完全消除，凝器真空度也从 650 汞柱上升到 700 汞柱，凝汽器的进出温差下降到 11℃以下。这些都说明，运行工况回到规定点之后，泵汽蚀现象即可消除，泵的流量恢复正常 ( 泵偏工况发生汽蚀后，流量、扬程都要下降 ) 。但此时阀门开度只有 10%左右，若长此运行，阀门也容易损坏，同时耗能不经济。 然后提出解决办法：由于原泵扬程有 32m，而所需扬程仅 12m，因为扬程相差太远，切割叶轮降低扬程的简单办法已不 可行。于是提出电机降速 ( 960r / min 降至 740r / min ) 改造，泵叶 轮重新设计的方案。此方案后来实践表明，彻底解决了问题， 不仅解决了汽蚀问题，还大大地降低了能耗。 本案问题的关键是泵选型扬程过高造成的。 案例Ⅱ ：宝钢 1800 工程循环水泵位移和断轴事故分析 1. 泵装置基本情况 该工程共装有 8 台 24SAP-10型循环水泵，露天安装，泵 的铭牌参数为： Q 3000m3 / h H 70m n 980r / min 实际转速达 990r / min 24 配套电机功率 800KW 泵轴承为 SKF球轴承。脂润滑。从动端轴承轴向固定，承受残余轴向推力；主动端轴承外圈轴向留有游动间隙。 泵装置如图所示： 1#~6# 泵为定速泵， 7#、8#为液力偶合器调速泵。 橡胶伸缩节两端法兰分别与管道连接， 两端法兰本身未用长 螺栓刚性连接 2. 试运行情况： 泵安装好后，从 2004 年 3 月份逐台调试，调试中出现下列 情况： ⑴泵座和吐出管道水泥固定支墩均发生位移， 位移方向如装 置示意图所示：泵向右移，固定支墩向左移，有几个支墩水泥座 因位移出现崩裂。 ⑵压力表读数在开阀之前达 0.8MPa，部分开阀之后为 0.65MPa 左右，电动蝶阀开度约 15%。轴承部位温升、振动幅度 都正常。 25 ⑶停泵之后检查联轴器的对中情况， 发现机泵两联轴器左右 错位较大，据小林和五冶安装人员郑工检查，错位最严重的为 1#泵( 错位 1.6mm)，5#泵( 错开 3mm)，6#泵( 错开 2mm)，其他泵 也有数十丝的错位。 ⑷调整对中后， 重新开车时，用户和安装公司用百分表测量泵脚的位移量，最大的达 0.37mm，停泵后有回弹，但泵脚部位不能复原。 3. 断轴事故 断轴事故发生在 5#泵上。 5#泵断轴之前，断续运行 3~4 次累计运行约 60 小时左右。最后一次 4 月 27 日开车后，运行至 28 日晚上 11 时半发生断轴。断轴部位在主动端轴承定位轴肩退 刀槽处，断面与轴中心略为倾斜。 4. 对事故原因的分析意见 断轴事故发生在 5#泵上，可能有轴本身质量问题，也有外 部因素的问题。 ⑴ .5# 泵发生断轴，不排除 5#泵轴存在质量问题，这些问题: 可能轴料本身有缺限，也可能与 5#泵轴退刀槽加工圆弧不规范导 致应力集中，这是断轴原因的个性原因。 ⑵5#泵断轴与外力作用使泵产生位移有关。 在外力作用下， 5#泵联轴器左右错位最大。 这个外力的产生是由于吐出管上的橡 胶伸缩节在水压力作用下产生的轴向张力 (这个张力 802 F 当 P=0.7MPa时， F 0.7 10.2 d 2 4 0.7 10.2 4 35.9T ， 26 当闭阀运行时， P=0.8MPa，此时 F 0.8 10.2 802 4 41T)， 这么大的拉力靠橡胶管壁刚度根本承受不住，必然向左右拉伸， 向右则将泵推动， 向左则将水泥支墩推裂， 如果支墩较坚固、 不垮，则泵向右的位移就更大。 事实表明，5#泵的水泥支墩未推裂， 则 5#泵的位移就更大，所以停泵后 5#泵的联轴器左右错位就最大。 5. 改进措施 将轮胎节用长螺杆刚性联接，并让吐出管路能自由伸展， 位移和断轴问题即不再发生。 6. 为什么 1420 和 1550 工程同样的泵型 (24SA-10B) 也用了橡胶 节而没有发生位移呢？ 为了弄清这一问题，我们到 1420 和 1550 工程现场观察了解，原来虽然两个工程都是用的同型号泵， 但装置情况有三点很大的区别： ( 见附图 ) 第一 ,1420 和 1550 泵与 1800 泵虽然泵型相同，但 1420 和 1500 泵叶轮已经车削， 设计点扬程分别只有 57m和 65m，比 1800 泵的扬程 70m低 5~13m； 第二， 1420 和 1550 泵的橡胶柔性节的位置在吐出口法兰 处，公称直径只有 Φ500，所以 1420 和 1550 泵柔性节处的膨胀 节在设计工况下产生的水压张力只有 11416Kg=11.4T 和 F 0.65 10.2 F 502 0.57 10.2 502 4 = 4 13018Kg 13T ，而 1800 泵在设计工况下此力 F=35.9T，为前者的 3.8~3.1 倍。 27 第三， 1420 和 1550 泵吐出管道从泵出口至弯入地面的管中心距只有 3m长，而且只有一个活动支撑点，没有紧固管道的支撑点，管道可以自由地向吐出方向移动；而 1800 泵吐出管再弯下地面前有 7m长，而且还有一个固定支撑点，因此，在管道拉伸情况下，管道不能自由滑向外侧。 基于上述三点， 1420 和 1550 泵启动后，不仅水压张力小，而且此张力产生后， 吐出管道可向吐出方向自由滑动， 而不会造成泵位移。因此， 1420 和 1550 泵装置与 1800 泵装置初看起来似乎相同，仔细分析后却有实质性的很大区别。 附： 1420 和 1550 循环泵 (24SA-10B) 装置示意图 说明： 1、1420 和 1550 工程泵型和泵装置相同； 但 1420 泵扬程为 57m，1550 泵扬程为 65m； 2 、1800 泵型和 1420、1550 泵相同，但 1800 泵扬程为 70m； 3 、1800 泵装置与 1420 泵装置的主要区别点： ① 1420 泵橡胶节装在泵出口，即扩散管前， Dg500； 1800 泵橡胶节装在扩散管后， Dg800； 28 ② 1420 泵吐出管只有一个活动支撑点； 1800 泵吐出管上有两个支撑点，而且最左端点为紧 固式； ③ 1420 泵吐出管长度 L 3 ~ 3.5m ； 1800 泵吐出管长度 L 7m §6.水泵技术发展趋势 据我所知，当今水泵技术发展有以下几个趋势： 1. 向大型化发展 大型水利工程 ( 如南水北调工程 ) 、大型电厂 ( 如 1000MW 发电机组、核电循泵等 ) 都需要大型水泵，单泵流量达 25~35m/s 。 2. 机电一体化、监控自动化的要求高 由于电子技术、信息技术的发展，泵装置不纯粹是水 泵和电机的问题， 泵站的监控和操作技术的要求也越来越 3 高。 3. 向高压方向发展 很多工程用泵要求的压力 ( 扬程 ) 越来越高。如钢厂的 高压除磷泵，要求的流量并不大 (500m3/h) 但扬程却要求 达 1700~2000m。 4. 高寿命、长维修周期要求 如火力发电用泵，它的大修周期从 3 年、4 年、5 年要 29 求逐步提高， 因此要求泵连续运行的时期也越来越高， 也 就是泵的易损件 ( 叶轮、密封环、轴套、轴承 ) 材质要越来 越好，制造技术越来越高，零部件可靠性要求越来越高。 5. 少泄漏甚至无泄漏的密封要求 泵的轴封从一般填料密封到机械密封，现在又出现了 无泄漏、无磨损的液体填料密封，还有磁力驱动泵 ( 无轴 封要求 )。 随着科学技术的发展和进步，水泵的技术也会日新月 异的发展。 30 