影响离心泵效率的因素和改进措施

日期：2020-01-15 15:57:12   信息来源：江苏冠裕 点击：0

　　对影响离心泵组效率的因素进行分析，并提出改进措施，以提高离心泵运行效率，降低设备能耗。

　　离心泵的效率是机械、容积和水力三种效率的乘积。泵组的效率为泵效率和电机效率的乘积。那么，造成离心泵的效率低的因素主要有哪些?

　　影响离心泵组效率的几个因素:

　　1.泵本身效率是zui根本的影响。同样工作条件下的泵，效率可能相差15%以上。

　　2.离心泵的运行工况低于泵的额定工况，泵效低，耗能高。

　　3.电机效率在运用中基本保持不变。因此选择一台率电机致关重要。

　　4.机械效率的影响主要与设计及制造质量有关。泵选定后，后期管理影响较小。

　　5.水力损失包括水力摩擦和局部阻力损失。泵运行一定时间后，不可避免地造成叶轮及导叶等部件表面磨损，水力损失增大，水力效率降低。

　　6.泵的容积损失又称泄漏损失，包括叶轮密封环、级间、轴向力平衡机构三种泄漏损失。容积效率的高低不仅与设计制造有关，更与后期管理有关。泵连续运行一定时间后，由于各部件之间摩擦，间隙增大，容积效率降低。

　　7.由于过滤缸堵塞、管线进气等原因造成离心泵抽空及空转。

　　8.泵启动前，员工不注重离心泵启动前的准备工作，暖泵、盘泵、灌注泵等基本操作规程执行不彻底，尤其是卧式多级离心泵、立式多级离心泵，管道离心泵等，经常造成泵的气蚀现象，引起泵噪声大、振动大、泵效低。

　　(1) 提高泵本身的效率

　　 1、叶片向吸入口延伸并减薄，使液体提早受到叶片作用，可减小叶轮外径，也可以增加叶道内流线的长度，减少相对扩散;但延伸要适当，过于前伸会使入Et面积过小，使叶片入口与叶片盖板相交的壁角变小，反而加大水力摩擦损失，挤缩进口流道，对汽蚀和效率均不利。

　　2、使相邻叶片间流道出口和进口面积之比控制在1.0～1.3范围内，以减小扩散损失。若该比值大于l.3，流道扩散严重，效率下降。

　　3、流道的水力半径越大越好，尽可能使叶片进口截面接近正方形，以减少摩擦损失，由水力学知道，过水断面面积和湿周的比值叫做水力半径，即水力半径一过水断面面积/湿周。湿周大，实际上就是液体与壁面的接触面积大，当把流道截面从近似正方形变为狭长矩形时，实质上就是让液体在狭长截面的间隙内流过，所以阻力必然大。

　　4、由于弯曲扩散管水力损失较大，现在多数采用略带弯曲接近直线的扩散段。对反导叶来说，它的进口角和在圆周方向的位置，应结合液流在扩散段流出的情况而定，原则是形成连续的流道，避免反导叶流道入口截面过窄，否则在反导叶进口处会引起涡流和撞击损失。

　　5、对多级泵，叶轮进口加预旋(反导叶出口角小于90。)，减小叶轮进口相对速度，同时减小相对速度扩散，当反导叶出口角选择小于90。时，水流进入叶轮之前就产生了预旋，即可。

　　6、由于反导叶出口角所造成的预旋对下一级叶轮的特性有较大影响，在设计时为了使理论扬程公式Ht—U2Vu2一“lVul中的“1Vul项为零，反导叶的出口角似应选定90。，这对于末级导叶来说可消除旋转分量。但实验证明，这对效率和获得稳定的性能曲线都不利，尤其对于一些低比转速泵，为了获得下降的特性曲线，反导叶的出口角应选取小于90。，通常在60。～80。。叶片的两端要薄一些，以免产生撞击和涡流损失。叶片流道的截面

　　7、增加叶轮出口宽度，减小叶轮出口速度，从而减小压水室中的水力损失。

　　8、斜切叶轮出口、减小前后流线的长度差或不同流线选取不同的叶片出口角，以便减小前后盖板流线压力差，从而减小出口的二次回流。

　　9、增加压水室喉部面积，当原设计面积小时，可使流动不受阻塞。

　　(2)减少泄漏

　　适当缩小各部分间隙或加长密封问隙以及采用迷宫密封等，增加泄漏阻力，以减少容积损失。

　　泵内的泄漏部位发生在叶轮与密封环处、多级泵级间、轴向力平衡装置等。

　　提高泵的使用效率

　　改进管路系统，减少阻力。管线长度应尽可能缩短和保持直线，降低流速以减少沿程水头损失;减少闸阀、底阀、弯头、孔板等部件的数量，以减少局部水头损失。

　　降低水泵出水压力的富裕量，恰如其分地满足管路系统对出水压力的要求。如果水泵压力的富裕量过大，水泵的出水压力高于系统需要的压力，这就势必要采取关小阀门等节流方法来降压，造成功率浪费。这时必须对水泵采取改造措施，可根据系统要求的压力拆除一、二级叶轮;若过剩压力不太大，可采取车削叶轮方法来减压，使系统(管路)装置中的水泵尽量工作在泵的zui佳效率点，避免在大流量或小流量下(效率较低点)工作。

　　(3)减少机械和摩擦损失

　　①轴承、填料引起的机械摩擦损失一般很小，对效率影响不大。填料密封的机械摩擦损失比机械密封大，若能采用机械密封更好。

　　②提高叶轮、导叶流道表面的光洁度。若可能，zui好用手持砂轮等工具对流道表面进行打磨，这样，水力摩擦损失会明显减少。

　　③叶轮的前后盖板表面与液体产生的圆盘摩擦损失，与叶轮外径的5次方成正比。选取较大的叶片出口角可减小叶轮外径(公众号:泵管家)，从而减小圆盘摩擦损失。圆盘摩擦损失与表面粗糙度大有关系，叶轮盖板外壁应尽量光滑。适当减小叶轮盖板与导叶之间的问隙也可以降低圆盘摩擦损失。

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