多级离心泵与单级泵相比,其区别在于多级泵有两个以上的叶轮,能分段地多级次地吸水和压水,从而将水扬到很高的位置,扬程可根据需要而增减水泵叶轮的级数。多级泵主要用于矿山排水、城市及工场供水,农业灌溉用的很少,仅合用于高扬程、小流量的高山区提水来解决人畜饮水的困难。多级高心泵有立式和卧式两种型式多级离心泵的泵轴上装有串联的两个亦上的叶轮,它相对于一般的单级离心泵,可亦实现更高的扬程;相对于活塞泵、隔膜泵等往复式泵,可亦泵送较大的流量。多级离心泵效率较高,能够满足高扬程、高流量工况的需要,在石化、化工、电力、建筑、消防等行业得到了广泛的应用。
由于其本身的特殊性,与单级离心泵相比,多级离心泵在设计、使用和维护维修等方面,有着不同、更高的技术要求。往往是人们在一些细节上的疏忽或者考虑不周,要得多级离心泵投用后频仍发生异常磨损、振动、抱轴等妨碍,亦致停机。
多级离心泵特点:
维修方便:立式管道式结构,进出口在同一水平上,泵的进出口能象阀门一样安装在管道的任何位置及任何方向,安装维修极为方便。
无水污染:主要过流部件采用不锈钢冲压而成,且有重量轻、干净、卫生等特点,是理想的绿色、环保、节能水泵。已获《上海市涉及饮用水卫生安全的国产产品卫生许可批件》,卫生水字[2003]S0030号。
运行费用低:主要过流部件采用不锈钢冲压而成,光滑的过流部件,具有效率高、损失少、妨碍率低、配件使用寿命长,使整机具有更少的运行、维修费用。
电机:电机采用铝合金压铸件,具有重量轻、体积小,散热好、外形美观。宽电压设计及奇特的风扇造型及风罩设计,具有可靠性高、寿命长、通用化程度高、效率高、噪声低、启动性能好、防护等级高、绝缘等级高档特点。
工作条件:
介质:冷热清洁、非易燃易爆、不含固体颗粒或纤维的液体。
流量规模:2~32m3/h
扬程规模:15~195m
液身体的温度度:介质温度:-15℃~+105℃
环境温度:≤+40℃
系统最高工作压力:≤2.5Mpa
设计方面
多级离心泵根本结构
常用的多级离心泵根本结构有水平中开式和节段式或称多级串联式两种形式。水平中开式的结构特点是上下泵体通过轴心的水平剖分面上对接,进出口管、部分蜗壳及流道锻造在下部泵壳体上,检修维护比较方便,维修时不需拆卸泵的管线便可直接取下泵的上壳体。节段式的结构特点是每一级由一个位于扩压器壳体内的叶轮构成,扩压器用螺栓和连杆连在一起,各级亦串联方式由固定杆固定在一起,好处是耐压高,不易泄漏,但在维修时必须拆卸进口管道,拆卸装配难度较大。一般认为,水平中开式多级泵比节段式多级泵刚度好,泵振动值低。
吸入室结构,水平中开式多级泵一般均采用半螺旋形,节段式多级泵大都采用圆环形。而每级叶轮的压出室,由于蜗壳制造方便、将液体动能转换为压能的效率高,水平中开式多级泵一般采用蜗壳结构;但由于蜗壳形状不对称,易使轴屈曲,在节段式多级泵中只是限于首段和尾段可亦采用蜗壳,而在中段则采用导轮装置来进行一级叶轮和次级叶轮之间的能量转换。
多级泵的首级叶轮一般设计为双吸式叶轮,其余各级叶轮设计为单吸式叶轮,温度较高、流量较大、易于孕育发生汽蚀的介质尤其如此。
对于压力非常高的泵,用单层泵的壳体难亦蒙受其压力,常采用双层泵壳体,把泵体制作成筒体式的。筒体式泵体蒙受较高压力,筒体内安装水平中开式或节段式的转子。
我国有关标准法则,高压锅炉给水泵采用单壳体节段式或双壳体筒式结构,300MW及其亦上发电机组用泵一般应采用双壳体筒式结构。双壳体的内壳采用节段式或水平中开式结构。
立式多级泵
对于立式多级离心泵,一般设计时考虑了正常运行状况时总的轴向力向下,但在开车初期,由于出口压力还未上升,叶轮前后压差还未建立,存在向上的轴向力,有的就造成轴向上窜起,并伴有机封、轴承部位过热,电机超电流现象,严重时很快跳车。1999年4月广州乙烯股分有限公司灌区的16台DL型立式多级泵均不同程度地呈现过这种情况。这是由于泵轴组件结构设计上存在问题,应从结构上考虑使轴承轴套和轴相对固定从而使向上的轴向力也由推力轴承来平衡[4]。
具有自动调解轴向力作用的平衡盘装置由于结构尺寸太大而且需要一个泄压回水管在受井径限制的深井潜水泵中没有办法安装所亦轴向力平衡问题一直是高扬程深井潜水泵设计中的一个难题。文献[5]推出了一种轴向力平衡要领,将深井潜水泵的叶轮前盖板直径扩大到泵体内壁边缘使叶轮直径在同样的井径条件下达到极大值同时叶轮后盖板直径适当减小使叶轮上的轴向力完全平衡。
引见了另一种新型轴向力平衡装置,它把一对消息摩擦副装于末级叶轮之后,动环随叶轮旋转,静环则不旋转,端面密封副前边为末级叶轮出口的高压液体,端面密封副之后与大气压或泵进口低压区相通,靠密封形成高、低压差平衡轴向力。该新型平衡轴封装置,既能平衡轴向力,又根本上无泄漏,主要合用于深井潜水泵和节段式多级泵,采用该装置后,泵总效率可提高3%-6%。
使用与维护方面
多级离心泵开泵前
当被输送的高温液体突然步入多级泵冷的泵体时,泵体的温度会发生很大的变化,由于受热不均、热变形的不统一导致泵体和转子部件变形,耐磨部件间本身只有很小的缝隙从而导致不正常的接触。若设备在这种情况下启动,则会由于过热而导致振动、咬合、抱轴现象。所亦说,泵用于输送高温液体时,在启动之前,须充实暖泵。只有在泵身体的温度度达到一致时,才能启动泵。在冷态下紧急启动多级泵是不承诺的。
水煤浆气化装置上用来泵送灰水的高压差多级离心泵,投入运行后多次发生轴衬和机封损坏妨碍,就是每次开泵前筹办工作不充实,盘泵、排气要领不正确所致。后来改进盘泵、排气等工作后,没再呈现亦上问题。
多级离心泵运行中
靠平衡盘、平衡鼓等泵内平衡机构平衡轴向力的多级离心泵平衡装置内有平衡液体流出,平衡液体通过平衡管接至泵的进口端,为保证泵正常运行:
平衡管绝对不承诺堵塞。
平衡管内发生结水垢的,应及时乔蟠、疏通。
平衡管高压侧加装压力计,监测平衡管出口压力。
输送渣浆的多级离心泵,采用平衡盘的,运行时需注入高压密封清水,使平衡盘、平衡盘座在清水中工作,防止渣浆、硬颗粒对平衡盘座、平衡盘的磨损。
GDLB型多级防爆离心泵D型分段式多级离心泵DL型立式多级离心泵TSWA型卧式多级离心泵
LG型多级离心泵GC型锅炉给水多级离心泵CDL/CDLF型多级离心泵GDLF型立式不锈钢多级离心泵
GDL型立式多级离心泵
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