0前言

在火力发电厂中, 离心式水泵作为重要的液态介质输送设备, 其运行的稳定性对电厂各系统的稳定运行至关重要, 本文将针对离心式水泵在安装、使用和维护等方面技术要点进行简要论述。

1 离心式水泵组成及工作原理

1.1 离心泵主要零部件组成

1.1.1 泵壳

脱硫系统所使用的大多数离心泵为单级泵, 同时大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的, 一般从叶轮中甩出的液体经过泵壳内腔呈螺旋型液道最终引向泵出口。泵壳在泵工作过程中会承受全部的工作压力及液体在工作过程中所有热负荷。

1.1.2 叶轮

在离心泵工作过程中, 叶轮通过对液体作功, 而达到提高液体扬程的效果。在脱硫系统中使用的离心泵叶轮型式主要有闭式、开式、半开式三种。其中闭式叶轮在工作过程中效率较高, 而开式叶轮效率相对较低。

1.1.3 密封环

为防止离心泵内泄漏和外泄漏, 在叶轮前后盖板和泵壳上都镶有耐磨材料制成的密封环, 在平时工作中一旦发现密封环磨损, 可以随时更换。

1.1.4 轴和轴承

在泵轴承选型时, 往往需要根据泵的大小来选用滚动轴承或滑动轴承。

1.1.5 轴封

为防止泵在工作过程中液体泄漏, 往往在泵轴上套装轴封, 脱硫系统应用到的离心泵轴封一般有机械密封和填料密封两种, 一般在选取离心泵时都会选择既能装填料密封又能装机械密封的离心式水泵。

1.2 离心泵的工作原理

离心泵在工作前, 一般需要在泵体及吸入管路内充满液体已到达密封的效果。当电机转动带动泵壳内液体高速旋转时, 泵壳内的液体会在离心力的作用下, 从叶轮中心直接被甩到了叶轮外缘, 液体到达叶轮外缘的流速一般在15～25m/s, 液体的动能也会响应增加。同时液体在泵壳内, 由于离心泵泵壳内流道逐渐扩大, 液体流速会相应的逐渐降低, 这时液体的一部分动能就会转变为静压能, 这时液体就会以较高的压强沿排出口流出, 形成高压液体。当高压液体流出时, 叶轮中心处的液体由于被甩出, 叶轮中心处就会形成一定的真空, 而离心泵入口液面处的压强比叶轮中心处的压强高很多, 因此, 在压差作用下, 吸入管路的液体就会被吸入泵内再次随着叶轮旋转排出。在需要输送的液体吸入和排出过程中, 全都是依靠离心力的作用, 因此在平时工作中一旦叶轮损坏或卡死将极大影响离心泵正常工作^[1]。

2 水泵的安装

2.1 水泵安装步骤及注意事项

在选择离心泵的安装位置时, 首先必须满足我们的泵能够吸上如此高度的水, 同时在安装泵时, 泵的基础必须保持水平、稳固, 同时在安装时一定要注意使电机的转动方向与水泵的转动方向一致, 一旦发生反向, 将无法吸入水分。一般电厂脱硫系统水泵和电机之间采用联轴器连接, 在安装时一定要确保电机的中心轴线和水泵的轴心在同一直线上, 以避免因不同心导致的泵产生剧烈振动及电机轴承的磨损。在泵试运前, 一定要检查水泵吸水管端必是否密封良好, 同时在泵的吸入管及排出管安装时尽量少的使用弯头和闸阀, 在打开灌引水阀门时, 一定要保证灌引水充满同时排尽管中的空气, 这样当泵在运行时, 管内就不会有空气聚集, 在泵启动过程中, 同样要求在泵的进水口处应有一定的淹没深度来达到压力和密封要求。

2.2 水泵的安装位置

(1) 在脱硫系统水泵安装时, 一定要选择靠近浆液、灰水、工艺水及工业水管的地方, 以此来减少对管道的使用, 同时尽量减少接头的使用, 来进一步减少能量的损失。

(2) 水泵安装的垂直高度应选择恰当, 既不能安装在当液体或浆液较多时能够淹没到的地方, 又不能安装在当液体较少, 入口管无法伸到的地方。

(3) 在安装水泵的地方, 电机及水泵的地基应坚固, 同时离心泵工作环境应干燥, 以免水泵在工作过程中发生剧烈震动及电机受潮进水无法正常工作。

2.3 水泵进、出水管的安装

(1) 进水管的下侧必须有牢固固定的支撑, 同时管路各接头都应该进行应严格密封, 以防漏气影响水泵正常运行。

(2) 在管路安装过程中一定要注意弯头不能直接连接在水泵上, 因为弯头处水流紊乱, 必须在弯头与水泵入口之间加装一段长度约为管路直径3倍的直管。

(3) 在进水管安装过程中要注意进水管的入口必须全部沉入灰浆池中, 以防空气进入, 导致离心泵无法正常吸水。

3 离心泵常见故障分析及处理措施

脱硫系统应用离心泵虽然型号、大小不一样, 但故障及处理方法大体相同, 概括起来, 主要有以下几个共同特点:

3.1 离心泵流量达不到要求

产生原因:吸水管存在漏气的地方, 进水口有异物, 堵塞泵正常进水, 吸水管入口进入灰浆池深度不够, 离心泵功率太低无法吸入浆液, 泵的密封磨损, 叶轮被浆液磨损严重、吸水高度远远超过了离心泵所允许最大吸水高度等。

处理方法:对吸水管漏气点进行焊补等封堵措施;清理进水口处杂物减少堵塞;增加水深度以达到入口管管口入水深度大于进水管直径的1.5倍的要求;提高电机电源电压, 以此来提高水泵的转速, 来达到增强水泵功率的效果;对于磨损的机封和叶轮, 要及时更换;吸入高度达不到要求的我们需要降低进水口高度。

3.2 离心泵功率消耗过大, 浪费严重

产生原因:水泵转速远远超过了正常工作的转速;水泵的中心与电机中心不在一个同心线上或两个平面不平行导致泵无法正常工作;在水泵选型时, 未综合考虑水泵各种工况, 导致最终确定的水泵扬程过大, 导致浪费严重;水泵的入口端可能存在异物而堵塞正常浆液进入;电机轴承由于长时间工作可能存在磨损情况, 导致电机无法正常转动等。

处理方法:降低电机电压, 以达到降低水泵转速的效果;调整电机的位置, 使电机轴心与泵轴心同心;综合考虑各项工作情况, 选用合适的水泵;清理入口管处的杂物, 防止堵塞;对于损坏的轴承进行更换。

3.3 泵体剧烈振动或产生噪音

产生原因:水泵安装时, 地基不牢或水泵安装位置过高;电机轴承损坏导致无法正常转动;水泵轴心与电机的轴心不同心等。

处理方法:安装时固定牢固水泵同时进一步降低离心泵的安装高度;对于轴承的损坏及时更换;调整电机位置, 使两轴中心处于一条中心线上。

3.4 传动轴、电机轴承、泵壳过热

产生原因:可能是轴承损坏、缺少润滑油等。

处理方法:解体泵壳, 查看轴承情况, 若损坏及时更换, 并及时添加润滑油增加润滑降低温度。

3.5 水泵无法正常出水

产生原因及处理措施:离心泵在启动之前未开灌引水门或灌引水不足, 导致吸入管路、泵壳内留有空气;电机转向与泵壳所留转动方向不一致, 方向相反;泵吸入管路漏气导致密封不严;泵叶轮及吸入管内有异物堵塞管路;装置扬程高于泵的最大扬程;泵转速不符;泵的叶轮间隙太大或者叶轮损坏;在泵运行过程中, 叶轮密封环损坏严重。

处理措施:打开灌引水门, 使离心泵中注满液体以达到排除空气的效果;维修或更换出入口阀门;调整电机转向, 使电机转动方向与泵壳所示方向一致;消除泵进口管路的泄漏;拆卸叶轮并清除异物;在入口管处加装滤网清除堵塞物同时加大管路的直径;更换扬程高的泵;使转速符合生产设计要求;更换新的密封环及磨损件。

3.6 机械密封问题

机械密封损坏是离心泵出现的最常见问题之一, 主要原因有以下几点:机封冲洗水冲洗压力不足, 从而导致机封不断磨损最终损坏;与机封配合的泵轴发生了弯曲或磨损现象, 导致机封在工作过程中受力不均匀, 影响整个密封效果;泵体在工作中发生剧烈振动, 导致机封密封面受到径向作用力从而发生径向位移, 且径向位移范围超过允许标准值, 从而导致离心泵泄漏;机封质量不过关, 如存在机械密封密封面不平、尺寸偏差较大等质量问题导致的机封无法实现密封的作用;机封在安装过程中, 安装标准不高, 从而缩短机械密封的使用寿命。

处理措施:选择合理的机封冲洗方案;定期检查轴弯曲度, 泵检修后要对泵轴弯曲度及磨损情况进行再次检查, 对不符合标准的地方及时调整;分析振动发生的原因, 以此来进一步降低泵的振动频率;严格控制备品、备件质量, 坚决杜绝存在质量问题的轴封安装到离心泵上;在泵的机封安装过程中, 做好泵安装质量标准控制, 严格按标准进行安装, 安装后对效果进行进一步观察验证。

4 水泵的使用

4.1 水泵的起动

水泵起动前应先打开灌引水门, 使灌引水充满整个泵壳及入口管内, 然后再次启动离心泵, 必要时需要连续启动多次泵才能真正吸入浆液进行工作。

4.2 水泵的运行及停车

(1) 水泵运行时注意事项。注意在泵正常运转的过程中, 时常用手去触摸泵壳、油温等看温度是否过高;注意观察离心泵在运动过程中是否发生剧烈声响和振动, 当发生振动过大或有剧烈声响时, 必须立刻停掉离心泵进行进一步检查;同时一定要观察进水口处有无异物堆积漂浮等情况, 进水口是否全部没入水中, 进水管没入水中深度是否达到要求;最后在运行过程中观察进水管各接头是否存在漏气的情况。

(2) 水泵的停车。离心式水泵在停车时, 应首先慢慢关闭出水阀门, 同时逐渐降低电机转速, 使离心泵处于轻载状态, 直到最后电机停止转动, 离心泵停止。

4.3 水泵使用的注意事项

(1) 在起吊泵或电机时, 禁止吊钩直接挂在电缆上起吊电缆或者借用电缆起吊其他物品。

(2) 电机电缆头部严禁浸入液体中。

(3) 所有电机、泵、管道的外壳均应可靠接地, 以防止接地不牢发生触电事故。

(4) 在灰水输送中过程中使用的水泵, 在泵的周围会堆积泥浆、杂物等, 导致电机传热的速度降低, 使电机内部的温度不断上升, 这种情况会不断缩短定子的使用寿命或造成无故跳闸, 所以在灰水液位抽吸至最低液位以后, 一定要清除杂质。

5 水泵的维护和保养

(1) 在平时水泵正常运行过程中要经常清理水泵表面及内部杂质及异物。

(2) 用机油润滑的, 机油每使用1个月就要更换1次;如果采用黄油润滑, 每半年必须更换1次黄油。

(3) 离心泵在冬季运行过程中, 应注意对泵的外壳及管道等进行保温以防冻裂。

可以预料, 水泵在未来电厂生产中将发挥越来越重要的作用, 熟练掌握有关水泵安装、使用和维护的技能知识, 有助于我们实践技能的提高, 作到学以致用, 为自己将来的工作打好基础。