? ? ? ?離心泵作為一種通用流體機(jī)械,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、石油化工、市政工程、國防水利、航海航空等生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。在實(shí)際運(yùn)用中,離心泵的反轉(zhuǎn)（倒轉(zhuǎn)）是其安全運(yùn)行的一個隱患。如果不做好離心泵的反轉(zhuǎn)防范工作,輕則損壞密封,重則損害電機(jī),破壞管路,甚至造成更為嚴(yán)重的影響。因此,在離心泵的運(yùn)行工作中,應(yīng)特別注意泵的反轉(zhuǎn)問題,做好相應(yīng)的防范工作。

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? ? ? ?一、離心泵反轉(zhuǎn)的原因

? ? ? ?離心泵的反轉(zhuǎn)可分為主動反轉(zhuǎn)和被動反轉(zhuǎn)。主動反轉(zhuǎn),指的是電機(jī)拖動離心泵機(jī)組反轉(zhuǎn)。其主要是電機(jī)主接線相序接反導(dǎo)致。此類情況一般發(fā)生在離心泵機(jī)組調(diào)試或開機(jī)階段。被動反轉(zhuǎn),指的是離心泵拖動電動機(jī)反轉(zhuǎn),即泵出口管路中的液體倒流,引起離心泵的反轉(zhuǎn),并帶動電機(jī)反轉(zhuǎn)。此類情況一般由于電機(jī)突然失電狀態(tài)或者泵停機(jī)時出口閥門未關(guān)閉完全,由于液位差較大引起液體倒流引起,也可能因?yàn)殚y門關(guān)閉過快而產(chǎn)生水流沖擊導(dǎo)致。

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? ? ? ?二、離心泵反轉(zhuǎn)的危害

? ? ? ?2.1 泵的損害
? ? ? ?離心泵的反轉(zhuǎn)會對離心泵本身造成重大損害。首先離心泵機(jī)組長時期反轉(zhuǎn),會對盤根密封或者有旋向要求的機(jī)械密封造成較大的破壞。其次,離心泵反轉(zhuǎn)會對有旋向要求的離心泵結(jié)構(gòu)部件(如軸套鎖母、葉輪鎖緊螺母等)產(chǎn)生影響。一旦泵發(fā)生反轉(zhuǎn),這些部件就容易松脫,影響水泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。再次,一旦離心泵發(fā)生被動反轉(zhuǎn),短時間內(nèi)會產(chǎn)生很大的軸向推力及額外的轉(zhuǎn)矩,從而對泵軸承、平衡盤、平衡鼓、軸、葉輪等主要零件產(chǎn)生較大的軸向力和徑向力。這些軸向力和徑向力,可能導(dǎo)致離心泵軸承損壞,平衡部件的破壞,嚴(yán)重的還會造成泵軸的彎曲或斷裂。

? ? ? ?此外,多級泵反轉(zhuǎn)可能達(dá)到泵轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速從而引起共振,導(dǎo)致泵機(jī)組的損壞。而對于軸流式離心泵而言,其反轉(zhuǎn)可能會達(dá)到飛逸轉(zhuǎn)速。泵在運(yùn)行中突然停電水經(jīng)過水泵倒流,泵反向旋轉(zhuǎn),這時的最大轉(zhuǎn)速稱為泵的飛逸轉(zhuǎn)速叫。機(jī)組發(fā)生飛逸時會引起主軸擺度增大并且振動加劇,導(dǎo)致軸瓦磨損,引起其他結(jié)構(gòu)物振動面損壞設(shè)備,如果飛逸轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值并超過允許規(guī)定的時間,會造成轉(zhuǎn)子部件的永久性變形損壞。

? ? ? ?2.2 電機(jī)的損害
? ? ? ?離心泵在反轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大的扭矩,會造成電機(jī)風(fēng)葉上的平衡塊及定子磨損,從而導(dǎo)致電機(jī)軸承破壞,定子繞組損壞,轉(zhuǎn)子風(fēng)葉破損。離心泵的被動反轉(zhuǎn)還會使得電機(jī)變成發(fā)電狀態(tài),從而對電機(jī)以及泵機(jī)組對應(yīng)的電氣線路造成破壞。

? ? ? ?離心泵反轉(zhuǎn)對電機(jī)的損害程度受泵與電機(jī)連接方式影響。若泵與電機(jī)采用皮帶連接,離心泵反轉(zhuǎn)對電機(jī)的影響可能因?yàn)槠Т蚧^小。若泵與電機(jī)采用聯(lián)軸器連接,離心泵反轉(zhuǎn)可能先造成聯(lián)軸器損壞而不破壞電機(jī)。若泵與電機(jī)采用直接連接、齒輪箱連接、液力耦合器連接,那么離心泵反轉(zhuǎn)可能對電機(jī)造成較大損害。

? ? ? ?2.3 管路的損害

? ? ? ?離心泵的被動反轉(zhuǎn)常伴隨產(chǎn)生停泵水錘。停泵水錘是水錘現(xiàn)象中的一種,是指水泵機(jī)組因突然斷電或其他原因而造成的開閥狀態(tài)下然停車時,在水泵及管路系統(tǒng)中,因流速突然變化而引起的一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象固水錘效應(yīng)有極大的破壞性,停泵水錘是水錘效應(yīng)中較為嚴(yán)重的一種。水錘的產(chǎn)生,會使得輸送管路中壓力急劇增大,超過管路正常壓力的幾倍、幾十倍甚至更大。這種較大的壓力波動會引起離心泵機(jī)組管路系統(tǒng)的強(qiáng)烈振動,同時會破壞管路上的閥門、壓力表、流量計(jì)等附屬裝置,甚至?xí)渤杀艿仁鹿省?/span>

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? ? ? ?三、離心泵反轉(zhuǎn)的防范

? ? ? ?3.1 設(shè)計(jì)上的防范措施

? ? ? ?選用轉(zhuǎn)矩相對較小轉(zhuǎn)動慣量相對較大的泵機(jī)組或在離心泵機(jī)組上加裝慣性飛輪,可降低離心泵的反轉(zhuǎn)程度。慣性飛輪安裝在水泵機(jī)組轉(zhuǎn)動部分,可以避免停泵時水泵轉(zhuǎn)速的急劇下降,防止水柱分離,從而降低水錘壓力。這樣可以降低停泵水錘的影響,從而有效防范離心泵的反轉(zhuǎn)。加裝慣性飛輪的方法多用于臥式泵,且要求現(xiàn)場管路不能太長在管路設(shè)計(jì)時,適當(dāng)增加管路的直徑、壁厚,以降低管路中液體流速;改變管路縱斷面布置形式;減少管道長度等均可以防范水錘效應(yīng),從而降低離心泵反轉(zhuǎn)造成的影響。在實(shí)際應(yīng)用中,盡量避免大的高差。如果在高層建筑中使用,可采用分段供水,以減少單臺泵出口段管路的高度。

? ? ? ?3.2 管路輔助裝置

? ? ? ?用緩閉止回閥(逆止閥)代替普通止回閥,在防止管路中介質(zhì)倒流的同時對降低停泵水錘,預(yù)防離心泵反轉(zhuǎn)有明顯效果。緩閉止回閥具有緩開和緩閉及消除水錘的技術(shù)特性,實(shí)現(xiàn)了輕載起泵并防止停泵時水錘的產(chǎn)生閂緩閉止回閥通過緩閉的方式來消除水錘,預(yù)防離心泵反轉(zhuǎn),其靈敏度高,簡易可行,安全可靠,密封性好,在實(shí)際應(yīng)用中較為普遍,主要用于中小型泵站。

? ? ? ?液控緩閉蝶閥,在斷電時可按預(yù)定的時間和角度,分快、慢關(guān)二階段關(guān)閉,能有效地降低管網(wǎng)中壓力的波動,消除液體在管網(wǎng)中的水錘危害,控制水泵反轉(zhuǎn),從而保護(hù)水泵和管網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,同時還可將其作為水泵主閥使用,一閥代兩閥(閘閥和逆止閥。液控緩閉蝶閥操作簡便,安全可靠,在流量較大、揚(yáng)程較高、管路較長的情況下,也能產(chǎn)生良好效果,已在安全性要求較高的泵站中廣泛應(yīng)用。

? ? ? ?在泵出口管路不長、泵揚(yáng)程較低時,可取消止回閥,而在管路的出口處加裝拍門,可以有效地防止離心泵在停機(jī)時反轉(zhuǎn)。在離心泵啟動時,因介質(zhì)的沖擊作用,拍門自動打開;而在離心泵停機(jī)時,因自重和介質(zhì)倒流壓力的作用,拍門自動關(guān)閉,以防管路中介質(zhì)倒流,引起離心泵反轉(zhuǎn)。拍門的結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉應(yīng)用于排灌泵站中。

? ? ? ?3.3 運(yùn)行操作防范措施

? ? ? ?在離心泵調(diào)試與起泵時,首先用點(diǎn)動電機(jī)的方式以觀察其旋轉(zhuǎn)方向,確定電機(jī)轉(zhuǎn)向與離心泵的旋轉(zhuǎn)方向相同。如果轉(zhuǎn)向相反,任意更換兩根電機(jī)主電源接入導(dǎo)線的位置即可。

? ? ? ?在離心泵機(jī)組運(yùn)行時,對機(jī)組進(jìn)行巡視檢查,觀察離心泵機(jī)組運(yùn)行情況以及機(jī)組相關(guān)電氣設(shè)備狀況,從而減少因溫度過高、過壓保護(hù)等原因引起的停電事故,防止離心泵被動反轉(zhuǎn)。在離心泵機(jī)組停機(jī)時,要做到先關(guān)閉出口閥門再關(guān)閉離心泵電源。關(guān)閉出口間門時分多次緩慢關(guān)閉。若離心泵采用變頻控制,在停機(jī)時可通過變頻逐步減小泵轉(zhuǎn)速,以防泵急停引,從而預(yù)防離心泵的反轉(zhuǎn)。

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? ? ? ?離心泵機(jī)組反轉(zhuǎn)問題將對其安全運(yùn)行造成重大影響。因離心泵反轉(zhuǎn)而引發(fā)的事故屢見不鮮。人們應(yīng)當(dāng)重視該問題造成的危害。在實(shí)際運(yùn)用中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,充分考慮離心泵反轉(zhuǎn)問題,盡可能采用經(jīng)濟(jì)適用、安全可行的防范措施,以提高離心泵機(jī)組運(yùn)行的可靠性。