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浅析容积泵与离心泵的差异
编辑:admin   时间:2019-07-23 11:44

离心泵具有性能范围宽泛、运转可靠、结构简单及维修方便等诸多优点,在工业生产中应用最为普遍。据统计,在化工生产装置中,离心泵的使用量占70~80%。容积泵具有自吸能力,无须灌泵,操作方便,且在压力波动较大时流量基本恒定,有的容积泵如滑片泵还可气液混输,因此,容积泵在机动输液装备中大量使用,在固定泵站中使用比例也呈上升趋势。容积泵与离心泵存在较大差异,不了解这些差异,极易操作错误,造成重大责任事故。为避免此类事故的发生,笔者就容积泵与离心泵的差异作一粗浅的分析。
1 工作原理
1.1离心泵工作原理
离心泵启动前,需要灌泵,使得吸入管路及泵内充满液体。启动后,叶轮旋转,叶片拨动液体,液体获得能量后,从叶轮内甩出,经泵壳流道、扩散管及排出管排出。与此同时,叶轮内形成真空,吸入容器的液体在大气压力作用下,经吸入管路进入叶轮中。叶轮连续均匀旋转,液体连续均匀地被吸入和甩出。
由上述工作原理可知,离心泵工作时,泵内不能有气体,因为气体的密度小,旋转时产生的离心力小,无法形成足够的真空度,不能将密度较大的液体吸入泵中。因此,开泵前必须灌泵,使泵的吸入系统充满液体,工作中吸入系统不能漏气,是离心泵正常工作必须具备的条件。
1.2容积泵工作原理
容积泵工作时,在泵内可以形成一个或多个体积能够发生周期性变化的密封容积,密封容积由小变大时,压力下降,吸入流体,密封容积由大变小时,压力上升,排出流体,密封容积连续发生周期性变化时,流体就不断地被吸入和排出。容积泵根据增压元件的运动特点,分为往复泵和回转泵两大类。往复泵主要有活塞泵、隔膜泵等,回转泵主要有齿轮泵、螺杆泵及滑片泵等。
2 性能及联合工作
2.1离心泵性能及联合工作

图1 离心泵的性能曲线
图1是某离心泵通过实验绘制的性能曲线。从图中可以看出:离心泵的扬程随流量的增加而下降;轴功率随流量的增加而增大,当流量为零时,轴功率不为零,此时轴功率消耗在克服机械摩擦损失上;效率开始随流量的增加而升高,到某一流量时效率达到最大值,此后随着流量的增大而下降。对应于最高效率下的工况称之为最佳工况,最高效率下降5%~8%的区域称为高效区,工作中应使泵处于高效区运行。离心泵的性能特点决定了一般离心泵应关阀启动。
离心泵联合工作的方式较多,这里只讨论最常见的性能相同的离心泵近距离串联工作及并联工作的情况。性能相同的离心泵串联工作的总扬程大于串联前单泵单独工作时的扬程,但小于单泵单独工作时的扬程的两倍。串联后的流量比单泵单独工作时的流量大。在管路特性曲线陡峭的系统中采用泵串联工作方式,可以大幅度提高扬程。性能相同的离心泵并联工作的总流量大于并联前单泵单独工作时的流量,但小于单泵单独工作时的流量的两倍。并联后的扬程比单泵单独工作时的扬程大。在管路特性曲线较平坦的系统中采用泵并联工作方式,可以大幅度增加流量。
2.2容积泵性能及联合工作
容积泵流量基本恒定,与扬程无关,随转速改变而变化;对应一定的流量可以达到不同的扬程,扬程由管路系统确定;往复泵扬程高时,效率降低较小,回转泵扬程高时,效率降低较大;轴功率随扬程的升高而增大。容积泵的性能特点决定了容积泵应开阀启动。
性能相同的容积泵近距离串联工作,流量不变,没有意义;性能相同的容积泵并联工作,每台泵的扬程相等,总流量等于每台泵单独工作时流量的总和,即并联后流量成倍增加。
3 流量调节及管路故障分析
3.1离心泵流量调节及管路故障分析
离心泵流量调节方式主要有:节流调节、变速调节、分流调节、切割叶轮外径调节、改变运行台数等。
当离心泵出现管路故障时,两表读数的变化情况分析如下:
3.1.1吸入管路堵塞
吸入管路堵塞后,吸入管路的阻力损失增大,真空表的读数会随之增大;系统流量会减小,而排出管的阻力损失则因系统流量的减小而减小,压力表的读数也会随之变小。
3.1.2排出管路堵塞
排出管路堵塞后,排出管路的阻力损失增大,压力表的读数会随之增大;系统流量会减小,而吸入管路的阻力损失则因系统流量减小而减小,真空表的读数也会随之变小。
3.1.3排出管破裂
排出管破裂后,排出管的阻力损失减小,压力表的读数会降低;系统流量增大,而吸入管路的阻力损失因系统流量的增大而增大,真空表的读数也会随之增大。
此外,当泵内有气时,真空表和压力表读数比正常小,不稳定,甚至降到零。泵产生汽蚀时,两表读数极不稳定,特别是真空表,时高时低,严重时降到零。
3.2容积泵流量调节及管路故障分析
容积泵流量调节方式主要有:变速调节、分流调节、改变运行台数等。
容积泵发生管路故障时,真空表和压力表的变化情况除了在转速降低和泵内有气时与离心泵相同外,一般都只是一个仪表发生变化,现分析如下:
3.2.1吸入管路堵塞
当堵塞不严重时,真空表读数增大,因为泵的流量不变,所以压力表的读数不变。当堵塞严重甚至完全堵塞时,真空表读数增大,压力表读数下降甚至到零。因为这时流量大大减少,甚至断流。
3.2.2排出管路堵塞
排出管路堵塞时,压力表读数上升,因为泵的流量不变,所以真空表读数不变;当堵塞严重而压力超过安全阀控制压力时,安全阀打开,压力表读数下降。
3.2.3排出管破裂
排出管破裂时,压力表读数突然下降。真空表读数一般不变,因为流量不变。
容积泵与离心泵在工作原理、性能、联合工作、流量调节及管路故障分析等诸多方面存在较大差异,泵的使用者及管理者,对此要高度重视,认真学习,深入领会,指导实践,避免事故发生。


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