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普通水泵和自平衡水泵之间存在的问题优势解析

普通水泵和自平衡水泵之间存在的问题优势解析
时间:2020-06-02
普通水泵和自平衡水泵指的都是卧式、单吸分段式结构的多级离心泵,我们老说普通水泵的问题有很多,自平衡水泵优势很明显,到底两者之间有什么区别,现在来解析下

普通水泵和自平衡水泵指的都是卧式、单吸分段式结构的多级离心泵,我们老说普通水泵的问题有很多,自平衡水泵优势很明显,到底两者之间有什么区别,现在来解析下:

自平衡水泵

多级泵就是多段组合,也可以理解为是多台泵串联起来的,水泵工作时液体沿单侧进入,水泵工作时会产生巨大的轴向力,如果轴向力不能消除,水泵就无法正常运行。 普通多级水泵由于历史原因,有史以来一直沿用传统的技术标准(GBT/5657-95III),结构简单,在实际运行过程中,由于先天性的缺陷,频繁出现问题,特别是轴向力平衡问题,一直是各个多级泵厂家无法突破的瓶颈。

普通水泵存在的问题:

(1)平衡系统容易磨损而失效 由于普通水泵结构落后,是靠平衡系统(平衡盘、平衡环)消除轴向力的;所有轴向力全部由平衡盘和平衡环消除;由于平衡盘与平衡环的间隙小,要求工作条件高,多种因素导致互相摩擦,使用寿命非常短;同时由于平衡盘和平衡环的磨损,促使叶轮向进水端移动(俗称一边倒),加剧叶轮与口环、叶轮与中段的磨擦;随着运行时间的增加,平衡效果逐步下降,轻则水泵会出现震动加剧,噪音大,效率下降,流量、扬程、效率达不到设计要求,轴功率增大;重则造成零件损坏、转子抱死、断轴、烧毁电机,水泵不能正常工作直至瘫痪。

(2)无故障运行时间短、易损件多(易损件明细:平衡盘、平衡环;叶轮与密封环;导叶与导叶套;轴套、等转子部件)、维修费用高

由于上述原因,普通多级泵的致命弱点就是无故障运行时间短,工况好一点的不到一年。工况恶劣的也就几个月,甚至是一两个月就要大修,频繁的更换平衡盘、平衡环、转子部件;如果是采用机械密封其后果更是无法想象。每更换一次转子,不计算人工费(由于水泵的规格不同,从拆卸、除污、清洗、转子动平衡、装配、检验等工序,两个人要干2-3天),不计算停产损失,仅零件费要达到设备购置费的40-50%。维修费用高。

(3).性能参数不达标,效率低,轴功率偏高

由于普通多级泵设计流量的10-20%用来供平衡系统用水,我们叫做平衡水回流形成容积泄露,其泄漏量是额定流量的10-20%,小流量高扬程的泵,泄漏量高达20%,实际出水量只有设计流量的85%左右,导致水泵的效率低下,效率低就会增加轴功率;由此造成设计的工况参数不达标,效率降低、轴功率增加的严重后果。由于设计流量不达标,单位时间内做功的成本会大幅度增加。 运行成本高。

(4).转子无法定位,机械密封(或填料密封)寿命短

由于普通多级泵的轴向力不能完全消除,水泵在运行时有3-5mm的轴向窜动,工作时转子左右游走,无法定位;由于转子无法定位,机械密封的动、静环不能及时归位、动环、静环接触不良而失效,引起严重泄露;需要频繁更换机械密封;

(5).结构简单落后,耐温范围小

由于普通多级泵结构简单,热胀冷缩时均匀对称性级差,平衡系统工作不稳定,机械密封无法定位,轴承润滑方式不合理,无法进行冷却处理,水泵的耐温范围受限制,最高只能承受120℃以下的温度,如果遇到高温的工况,就束手无策。

自平衡水泵的主要优势:

1. 叶轮采用正反向对称布置,使正、反两组叶轮在运行中产生的轴向推力相互抵消,无轴向窜动; 附件:转子部件图

2. 自平衡水泵取消了平衡装置,彻底解决了因平衡装置失效而导致平衡盘、平衡环的磨损、转子部件抱死等各种故障;叶轮和导叶在任何情况下都处于居中位置,只做圆周运动,没有了互相摩擦、碰撞的机会,延长了水泵的使用寿命,安全运行时间是平衡盘结构多级泵的3倍以上,易损件少(容易磨损的零件只有:动静结合部位的密封环、导叶套、轴套、节流套这几种)维修周期延长、维修费用大幅度下降;

3. 取消传统多级泵平衡盘、平衡环设计,没有了平衡水回流损失,性能参数100%满足设计要求,提高了效率(4-14%),降低了轴功率,单位时间内做功的成本降低;从而降低了运行费用,节能效果明显;

4. 由于没有轴向窜动,泵启动、停止时,机械密封动静环接触效果好,克服了传统多级泵机械密封动静环不能及时归位容易失效的弊端,机械密封寿命延长2-3倍;

5. 自相平衡的轴向力载荷使泵的磨损和系统干扰降到最小,极小部分的残余轴向力由推力轴承承受(水泵尾端是两盘背靠背的角接触轴承),使泵轴始终处于受拉状态,轴的受力均匀,提高了泵转子的刚性和临界转速,提高了转子运行的平稳性和可靠性;

6. 改变了轴承体的结构,采用飞溅式油浴润滑,这种润滑方式安全可靠、散热性能好,油位可视,添加、更换机油非常方便;只要按要求及时加注、更换机油(或汽轮机油),不会出现烧轴承的现象,延长了轴承的使用寿命。(老式泵是油脂润滑,或者叫黄油,易挥发、升温快,缺油不可视,添加困难)。 附件:轴承体结构图(非驱动端)

自平衡水泵轴承体结构图

自平衡水泵驱动端轴承体部件图:

自平衡水泵驱动端轴承体部件图

7. 由于机械密封定位好、轴承体结构的改变,通过增加冷却装置进行冷却,水泵的耐温范围提高可以达到200℃;(老式泵≦120℃);

不带冷却器的耐高温自平衡锅炉给水泵(使用现场没有冷却水)

带冷却器的耐高温自平衡锅炉给水泵(使用现场没有冷却水)

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