浅谈矿用离心式水泵的使用维护及故障分析

【摘 要】 介绍了离心式水泵的扬程、流量选择和管道布置，水泵的安装、调试、检修、运行、常见故障原因及解决方法。离心式水泵应用十分广泛。首先介绍一下离心泵的工作原理，离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

在实际工作中，对于一台水泵来说，扬程、流量是重要的两个参数，当水泵型号确定后，其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。而水泵的流量会随扬程的增加而减小，因而扬程越高，流量越小，消耗功率也就越小。反之，扬程越低，流量越大，消耗的功率也就越大。为了防止电机过载，一般要求水泵的实际抽水使用扬程不得低于标定扬程的60%。当高扬程用于过低扬程排水时，电机容易过载而发热，严重时可烧毁电机。水泵岗位工操作规程中，要求出水管上都装有闸阀，为了减小水泵启动时的电机负荷，应先关闭闸阀，待电机启动后1—2秒再逐渐开启闸阀。

1 水泵扬程选择

水泵扬程并不是提水高度，明确这一点对选择水泵尤为重要。水泵扬程大约为提水高度的1.15～1.20倍。如某水源到用水处的垂直高度20米，其所需扬程大约为23～24米。选择水泵时应使水泵铭牌上的扬程最好与所需扬程接近，这样的情况下，水泵的效率最高，使用会更经济。但并不是一定要求绝对相等，一般偏差只要不超过 20%，水泵都能在较节能的情况下工作。

2 水泵流量的选择和管道布置

水泵的流量，一般不宜选得过大，否则，会增加购买水泵的费用。应具体问题具体分析，要根据排水量等多方面因素综合考虑，流量合适，才能保证正常生产的需要。在布置管道时，应注意如下事项：

(1)合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。以下是工作中较长见的管路，流量和流速表。

(2)排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。

(3)管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍，角度尽可能大于90℃。

(4)水泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止泵反转，并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏)。

3 水泵的安装、调试与检修

水泵稳装时，应对设备外观进行检查，设备附属配件的完好、齐全。还要根据安装环境考虑运输、起吊工具等因素制定安装技术措施和应急预案。

3.1 联轴器的安装要求与调试

水泵联轴器间隙的调整是安装水泵的重要工作环节，测量联轴器的有两种，在实际工作中我们利用直尺做初步测量联轴器的偏移情况，根据经验方法进行调整(即逐步试加或试减以及左右微量调整电机的方法完成)，水泵联轴器采用弹性柱销式连接，对水泵和电机之间的平行度和同心度的精度要求不高。具体调整的方法如下：

(1)将水泵地脚螺栓紧固。

(2)调整电机垫片厚度和数量的方法，通过用直尺多点(至少均分8点以上)测量，同心度在弹性连接的容许范围内。如下表：单位mm

(3)通过前后左右移动电机保证联轴器端面的平行度，测量联轴器端面上、下、左、右距离在规定值均等即可。测量时，电机必须在固定螺栓紧固的情况下进行。中心调整不当直接危害是水泵在运行时震动加大，联轴器中心一般要求外圆偏差小于0.05mm，测量对轮张口偏差小于0.04mm。联轴器的安装间隙和联轴器的直径有关，250mm以下为3-4mm，250mm以上为4-6mm，端面间隙要比轴的最大窜量大2-3mm(水泵轴窜量1-4mm)，大型水泵的端面距离在8-12mm，中型水泵是6-8mm根据实际水泵选择联轴器端面间隙值。比如：MD155-30×4型水泵联轴器间隙值为6-8mm较为合理。

水泵安装完毕后，要及时清理杂物。试运行前应先手动盘车，确定水泵转动灵活，然后才可以试运行。

3.2 运行状态的判断：水泵运行的工作状态通过以下多种方法判断

(1)观察安装在管路上的流量计可以直接得到水泵的即时流量。(2)通过管路上安装的压力表，观察其压力显示值是否在正常值范围。(3)通过敲打吸水管发出的声响判断，吸水管内有水时，敲击后会发出沉闷的响声，相反会发出清脆的声响。(4)通过观察吸水小井的液面高低变化。(5)通过用手或测温仪，测量水泵泵体表面温度变化，正常运行的水泵，泵体表面温度较低且有冷凝水产生 (6)通过变频器或高开上显示的运行电流值与正常运行运行值做比较也可以判断水泵的运行状况。(7)通过安装在水泵出口处逆止阀上的重锤显示(由于结构上的差异，有的逆止阀上没有)。

3.3 水泵轴承的保养和维护

水泵轴承的正确保养和维护在设备运行中非常重要，例如型号为 MD155-30×4型水泵使用轴承是312型，为单列圆柱滚子轴承(3--中系列;12--其5倍为轴承内径)。轴转速为11480/r.min，所以润滑油脂量应为轴承空间的1/2;注油量过多会导致轴承发热。滚动轴承的运行温度不得超过75℃;注油时间一般为运行2000-2500小时，注油量为 50-100g;滚动轴承使用钙基润滑脂。电动机的滚动轴承使用锂基润滑脂，两种润滑脂不能混用，因为若锂基润滑脂用在水泵上，遇到水后容易乳化成泡沫流失，而钙基润滑脂用在电动机上，温度一旦升高也会流失。钙基脂抗水性优于锂基润滑脂。 　　4 水泵并联运行

水泵并联运行必须是两台性能特性相同，最好是同型号的水泵并联运行，如扬程不同，那么扬程低的水泵就能发挥作用，严重时会产生扬程高的泵向扬程低的泵倒流的现象。离心式水泵并联运行的目的是增大排水量，但水泵的扬程不会增加。并联运行的特点：(1)并联运行后的排水量大于任何一台水泵单独工作时的排水量。(2)并联运行后每台水泵的排水量要比其单独工作时的排水量小，因而，并联后的总排水量比每台单独排水量加起来的总和要小。是因为联合运行后管路中流速加大，造成的管路阻力增大的原因。联合运行后，每台水泵功率消耗也要比单独运行时的功率小。

5 水泵常见故障原因及解决方法

(1)现象：水泵不吸水，压力及真空表的指针在剧烈跳动。原因：底阀堵塞，水泵进水量不足;水管与仪表漏气。处理方式：检查底阀，待水仓液面增高，拧紧堵塞漏气处。(2)现象：水泵不吸水，真空表指示高度真空。原因：底阀淤塞，吸水管阻力太大。吸水高度太大 。处理方式：核实真空表的准确性或清理吸水井煤泥。(3)现象：流量低于预计。原因：管路闸阀关闭、底阀淤塞，密封环磨损过多，转速不足。 处理方式：检查管路闸阀是否打开、检查底阀，更换密封环增加水泵轴的转速。(4)现象：水泵启动后，短时间内填料盖处温升快。原因：填料压盖太紧，填料发热。处理方式：拧松填料盖或更换填料。(5)现象：压力表显示较低，流量计监测正常，电流大。原因：排水管路放空，此时流量较大，扬程低。处理方式：用闸阀调节法，控制流量，提高压力，降低电机电流。(6)现象：水泵振动。原因：泵轴与电机轴不在同一条中心线，或设备固定螺栓松动，或轴承损坏。处理方式：调整水泵和电机的中心线。紧固固定螺栓，更换轴承。(7)现象：轴承过热。原因：油脂不足，水泵轴与电机轴不在一条中心线上，轴承间隙变大。处理方式：注油，把轴中心对准，检查和清洗轴承体，必要时更换轴承。(8)现象：填料损耗较快。原因：填料盖压的太紧或压谝，填料箱冷却水道堵塞，轴承间隙变大，或轴跳动大。处理方式：调整压盖螺母至合适位置，清除水道杂物，更换轴承，或返厂校轴。(9)现象：水泵轴承体内有水，油脂被乳化。原因：挡水套损坏，轴套密封损坏。处理方法：更换挡水套、轴套密封。(10)半自动状态下，启动水泵时，闸阀失控。原因：操作系统紊乱。处理方法：重新启动控制台操作系统的电源。

在实际的工作中，出现故障只要认真分析，就可以排除故障，保证水泵安全、可靠、高效的运行。