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　　泵是一種流體機(jī)械。它把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被輸送流體的能量，使流體獲得動(dòng)能或勢能。由于泵在國民經(jīng)濟(jì)各部門中應(yīng)用很廣，品種系列繁多，對它的分類方法也各不相同。按其作用原理可分為以下三類：
　　
　?。?）葉片式：葉片式泵有葉輪，葉輪上均布置有葉片。它對流體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)完成的。葉片式泵有離心式、軸流式、混流式之分。
　　
　?。?）容積式：它對流體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來完成的。一般使工作室容積改變的方式有往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種。往復(fù)式泵主要有活塞式、柱塞式等類型；回轉(zhuǎn)式泵主要有齒輪泵和螺桿泵等類型。
　　
　?。?）其他類型：這類型是指除葉片式和容積式以外的特殊類型。屬于這一類的主要有螺旋泵、射流泵（又稱水射器）、水錘泵、水輪泵以及氣升泵（又稱空氣揚(yáng)水機(jī)）等。其中除螺旋泵是利用螺旋推進(jìn)原理來提高液體的位能以外，上述各種水泵的特點(diǎn)都是利用高速液流或氣流的動(dòng)能或動(dòng)量來輸送液體的。在給水排水工程中，結(jié)合具體條件應(yīng)用這類特殊水泵來輸送水或藥劑（混凝劑、消毒藥劑等）時(shí)，常常能起到良好的效果。
　　
　　上述各種類型泵的使用范圍是很不相同的。圖3-1為常用的幾種類型泵的總型譜圖，可作為選擇泵時(shí)的參考。由圖可見，目前定型生產(chǎn)的各類葉片式水泵的使用范圍是相當(dāng)廣泛的，而其中離心泵、軸流泵、混流泵和往復(fù)泵等的使用范圍各具有不同的性能。往復(fù)泵的使用范圍側(cè)重于高揚(yáng)程、小流量。軸流泵和混流泵的使用范圍側(cè)重于低揚(yáng)程、大流量。而離心泵的使用范圍則介于兩者之間，工作區(qū)間zui廣，產(chǎn)品的品種、系列和規(guī)格也zui多。
　　
　　以城市給水工程來說，一般水廠的揚(yáng)程在20~100m之間，單泵流量的使用范圍一般在50~10000m³/h之間。要滿足這樣的工作區(qū)間，由總型譜圖可以看出，使用離心泵裝置是十分合適的。即使某些大型水廠，也可以在泵站中采取多臺(tái)離心泵并聯(lián)的工作方式來滿足供水量的要求。從排水工程來看，城市污水、雨水泵站的特點(diǎn)是大流量、低揚(yáng)程，揚(yáng)程一般在2~12m之間，流量可以超過10000m³/h，這樣的工作范圍，一般采用軸流泵比較合適。
　　
　　圖3-1常用幾種水泵的總型譜圖
　　
　　綜上所述，可以認(rèn)為：在城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的給水排水工程中，大量、普遍使用的水泵是離心式和軸流式兩種。
　　
　　目前，水泵發(fā)展的總趨向可歸結(jié)為：
　　
　?。?）大容量化、高揚(yáng)程化。泵容量增加后，可減少設(shè)備并降低建造費(fèi)用，節(jié)約能源。便于管理和采用自動(dòng)化，同時(shí)還可提高機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運(yùn)行可靠性。
　　
　　國產(chǎn)300MW機(jī)組配套兩臺(tái)鍋爐給水泵，每臺(tái)的驅(qū)動(dòng)功率為5500kw。國外1300MW機(jī)組只用一臺(tái)給水泵，其驅(qū)動(dòng)功率5000kw；1800MW機(jī)組給水泵的功率為55000kw；甚至還有驅(qū)動(dòng)功率高達(dá)75000kw的給水泵。給水泵的出口壓力也從超高壓13.7~15.7MPa，亞臨界壓力17.7~20MPa，發(fā)展到超臨界壓力25.6~29.4MPa。日前，國外正準(zhǔn)備發(fā)展下一代超臨界機(jī)組，其給水泵出口壓力將高達(dá)50MPa以上。
　　
　?。?）高速化。20世紀(jì)60年代，由于汽濁和材料問題，泵的轉(zhuǎn)速一般僅為3000r/min，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，泵的轉(zhuǎn)速越來越高。對泵而言，提高轉(zhuǎn)速可提高泵的單級(jí)揚(yáng)程。因此，在總揚(yáng)程相同時(shí)，可減少泵的級(jí)數(shù)，縮短泵軸的長度，減小體積，減輕重量、節(jié)約原材料和制造成本。如美國660MW機(jī)組的給水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速從3000r/min提高到7500r/min時(shí)，單級(jí)揚(yáng)程可達(dá)1143m，級(jí)數(shù)從5級(jí)減少到2級(jí)，重量減輕了3/4。由此可見，轉(zhuǎn)速提高后所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。
　　
　?。?）率。泵為通用機(jī)械產(chǎn)品，其耗電量是可觀的。為此，提高泵效率對節(jié)約能源具有十分重要的意義。我國早在20世紀(jì)70年代就開始對效率低的泵，如離心泵、軸流泵效率低于60%的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造、更新，使改進(jìn)后的給水泵效率達(dá)到79%左右。80年代我國又分別引進(jìn)了德國KSB（凱士比）公司、英國WEIR（韋爾）公司和法國SUIZER（蘇爾壽）公司的技術(shù)，生產(chǎn)了第三代高壓鍋爐給水泵，其效率均在82%以上。
　　
　　值得注意的是：1995年，全國泵的運(yùn)行狀況調(diào)查結(jié)果表明，我國離心泵的實(shí)際運(yùn)行效率比發(fā)達(dá)國家低10%~30%。為此，除提高泵自身的效率外，還需要提高其在系統(tǒng)中的運(yùn)行效率。
　　
　　（4）高可靠性。由于泵向大容量、高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展，因此對可靠性的要求越來越高。因?yàn)橹蛔非舐识雎钥煽啃?，則在運(yùn)行中的能量節(jié)省費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵消不了由于泵事故停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。為此，在提率的同時(shí)，可靠性應(yīng)放在首要地位。
　　
　　泵的可靠性從設(shè)計(jì)、制造到安裝運(yùn)行等方面都應(yīng)加以保證。
　　
　?。?）低噪聲。噪聲污染如同空氣污染、水污染一樣，對人們健康是有害的。
　　
　　目前，許多國家對噪聲控制的機(jī)理，噪聲檢測技術(shù)，以及對噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)等方面都作了大量的研究，并形成了一門新興的學(xué)科。
　　
　?。?）自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)在在300MW以上機(jī)組已全部實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制的DCS（DistributedControlSystem），即分散式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或簡稱集散控制系統(tǒng)。國外已經(jīng)把火電廠電氣部分監(jiān)測控制均納入DSC系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)火電廠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)測控制和管理，成為自動(dòng)化的火電廠。在DCS系統(tǒng)中，泵已不再是單級(jí)控制，而是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制。能夠?qū)崿F(xiàn)泵的自動(dòng)啟停，在線實(shí)現(xiàn)流量、壓力、溫度等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、顯示與控制，以及在線故障自動(dòng)診斷、自動(dòng)連鎖與保護(hù)。
　　
　　離心泵的工作原理與基本構(gòu)造
　　
　　在水力學(xué)中我們知道，當(dāng)一個(gè)敞口圓筒繞中心軸作等角速旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒內(nèi)的水面便呈拋物線上升的旋轉(zhuǎn)凹面，如圖3-2所示。圓筒半徑越大，轉(zhuǎn)得越快時(shí)，液體沿圓筒壁上升的高度就越大。離心泵就是基于這一原理來工作的（見圖3-2），所不同的是離心泵的葉輪、泵殼都是經(jīng)過專門的水力計(jì)算和設(shè)計(jì)來完成的。
　　
　　圖3-3是給水排水工程中常用的單級(jí)單吸式離心泵的基本構(gòu)造。水泵包括蝸殼形的泵殼1，和裝于泵軸2上旋轉(zhuǎn)的葉輪3。蝸殼形泵殼的吸水口與水泵的吸水管4相連接，出水口與水泵的壓水管5相連接。水泵的葉輪一般是由兩個(gè)圓形蓋板所組成，蓋板之間有若干片彎曲的葉片，葉片之間的槽道為過水的葉槽，如圖3-4所示。葉輪的前蓋板上有一個(gè)大圓孔，這就是葉輪的進(jìn)水口，它裝在泵殼的吸水口內(nèi)，與水泵吸水管路相連通。離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓力管道，由壓水管道而灌入管網(wǎng)中去。在這同時(shí)，水泵葉輪中心由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而*地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。
　　
　　由上所述可知，離心泵的工作過程，實(shí)際上是一個(gè)能量的傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，它把電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被抽升液體的動(dòng)能和勢能。在這個(gè)傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，就伴隨著有許多能量損失，這種能量損失越大，該離心泵的性能就越差，工作效率就越低。
　　
　　下面通過兩種具有代表性的離心泵結(jié)構(gòu)來介紹離心泵的總體構(gòu)造。
　　
　　1）單級(jí)單吸懸臂泵
　　
　　這種泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)從其名稱上即可知道，單級(jí)指這種泵只有一個(gè)葉輪，單吸指水流只能從葉輪的一面進(jìn)入，即只有一個(gè)吸入口。所謂懸臂指的是泵軸的支承軸承裝在泵軸的一端，泵軸的另一端裝葉輪，狀似懸臂。單級(jí)單吸懸臂泵一般為臥式。我國設(shè)計(jì)生產(chǎn)的單級(jí)單吸懸臂泵類型主要有：BA型、B型、IS型等。B型泵是BA型泵的改進(jìn)型，B型泵目前在我國的使用量較大，而IS型泵是20世紀(jì)80年代初根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的，將用來取代B型和BA型泵，下面分別介紹B型泵和IS型泵的基本結(jié)構(gòu)。
　　
　　圖3-5為B型單級(jí)單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。這種泵在國內(nèi)生產(chǎn)較早，它的葉輪由葉輪螺母、止動(dòng)墊圈和鍵固定在泵軸的右端，泵軸的左端通過聯(lián)軸器與動(dòng)力機(jī)軸相連，在泵軸穿出泵殼處設(shè)有軸封，以防止泵內(nèi)液體泄漏，這類泵的軸封一般采用填料式密封。泵軸用兩個(gè)單列向心球軸承支承。從圖中可以看出，該泵的泵腳與托架鑄為一體，泵體懸臂安裝在托架上，故該泵屬于托架式懸臂泵。這種泵的優(yōu)點(diǎn)是：泵體相對于托架可以有不同的安裝位置，以便根據(jù)實(shí)際需要，使泵出口朝上、朝下、朝前或朝后。但檢修這種泵時(shí)，必須將吸入管路和壓出管路與泵體分離，比較麻煩。此外，這種泵的全部重量主要靠托架承受，托架較笨重，故國內(nèi)近年來生產(chǎn)的單級(jí)單吸離心泵已不太使用托架式懸臂結(jié)構(gòu)。
　　
　　B型泵共有17種型號(hào)，39種規(guī)格，6種口徑（zui大進(jìn)口直徑200mm），適用范圍為：揚(yáng)程10~100m，流量45~360m³/h。
　　
　　圖3-6為IS型單級(jí)單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。該泵的大致結(jié)構(gòu)與B型泵差不多，所不同的是將托架式改為懸架式，即泵腳與泵體鑄為一體，軸承置于懸架內(nèi)。同時(shí)將各部件的厚度均相應(yīng)減薄，減小了泵的重量，整臺(tái)泵的重量主要由泵體承受，支架僅起輔助支承作用。此外，增設(shè)了加長聯(lián)軸器（即在泵軸和電機(jī)軸端法蘭間加一段兩端帶聯(lián)軸器的短軸）。
　　
　　由于IS泵的泵蓋位于泵體右端（見圖3-6中6），且結(jié)構(gòu)上采用懸架式，加上增設(shè)了加長聯(lián)軸器，故只要卸下連接泵體和泵蓋的螺栓，葉輪、泵蓋和懸架等零部件就可以一起從泵體內(nèi)拆出。這樣，檢修時(shí)就不需拆卸吸入管路和壓出管路，也不需移動(dòng)泵體和動(dòng)力機(jī)，只需拆下加長聯(lián)軸器的中間連接件，即可拆出泵轉(zhuǎn)子部件。其不足之處是機(jī)組長度增加，強(qiáng)度有所降低。
　　
　　與B型泵相比，IS型泵的效率約高2%~4%；IS泵的零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高；IS泵的適用范圍較大，共有29個(gè)品種，51規(guī)格；進(jìn)水口徑為50~200m，揚(yáng)程為5~125m，流量可達(dá)6.3~400m³/h。
　　
　　單級(jí)單吸離心泵由于流量小，揚(yáng)程高，多用于地勢較高而水源不足的丘陵地區(qū)。
　　
　　在單級(jí)單吸離心泵中，還有一種直聯(lián)式系，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是泵與動(dòng)力機(jī)同軸或加一連接軸（見圖3-7）。由于這種泵采用直聯(lián)式，使得泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊，外形尺寸小，質(zhì)量小，拆裝方便，適用于工作場地經(jīng)常更換的情況。
　　
　　2）單級(jí)雙吸泵
　　
　　單級(jí)雙吸泵具有一個(gè)葉輪，兩個(gè)吸入口。這種泵一般采用雙支承結(jié)構(gòu)，即支承轉(zhuǎn)子的軸承位于葉輪兩側(cè)，且靠近軸的兩端。圖3-8所示的S型泵全稱為單級(jí)雙吸橫軸雙支承泵。雙吸式葉輪葉輪靠鍵、軸套和軸套螺母固定在軸上形成轉(zhuǎn)子，是一個(gè)單獨(dú)裝配的部件。裝配時(shí)，可用軸套螺母調(diào)整葉輪在軸上的軸向位置。泵轉(zhuǎn)子用位于泵體兩端的軸承體內(nèi)的兩個(gè)軸承實(shí)現(xiàn)雙支承。因在聯(lián)軸器處有徑向力作用在泵軸上時(shí)，遠(yuǎn)離聯(lián)軸器的左端軸承所受的徑向載荷較小，故應(yīng)將它的軸承外圍進(jìn)行軸向緊固，以便讓它承受轉(zhuǎn)子的軸向力。
　　
　　S型泵是側(cè)向吸入和壓出的，泵的吸入口和壓出口與泵體鑄為一體，并采用水平中開式泵殼，即泵殼沿通過軸心線的水平面剖成上部分的泵蓋和下部分的泵體，螺旋形壓水室和兩個(gè)半螺旋形吸水室由泵體和泵蓋對合構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)，檢修時(shí)只要揭開泵蓋即可，無需拆卸進(jìn)、出水管路和動(dòng)力機(jī)，非常方便。泵蓋的頂部設(shè)有安裝抽氣管用的螺孔，泵殼下部設(shè)有放水用的螺孔。在葉輪吸入口的兩側(cè)都設(shè)置軸封。該軸封也為填料式密封，由填料套、填料、填料環(huán)和填料壓蓋等組成，軸封所用的水封壓力水是通過泵蓋中開面上開出的凹槽，從壓水室引到填料環(huán)的。有的中開式雙吸泵要通過專設(shè)的水封管將水封壓力水送入填料環(huán)。
　　
　　與懸臂泵相比較，雙支承泵雖因泵軸穿過葉輪進(jìn)口而使水力性能稍受影響，且泵零件較多，泵體形狀較復(fù)雜，使工藝性較差，但雙支承泵泵軸的剛度比懸臂泵好得多；此外，對雙吸泵來講，采用雙支承結(jié)構(gòu)可使葉輪兩側(cè)吸入口處形狀對稱，有利于軸向力的平衡，故為了提高泵運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，尺寸較大的雙吸泵均采用雙支承結(jié)構(gòu)。
　　
　　目前國內(nèi)生產(chǎn)的單級(jí)雙吸泵型號(hào)有：SH型、SA型、S型。其中SH型用的較多，口徑有150~800mm，揚(yáng)程10~140m，流量0.35~1.5m³/s。SA型為SH型的改進(jìn)型，共有13個(gè)品種，45種規(guī)格，口徑150~800mm。S型為20世紀(jì)80年代研制，用于替代SH型和SA型的產(chǎn)品，共41種規(guī)格，目前只有部分規(guī)格投產(chǎn)。S型泵與SH型、SA型泵相比，在結(jié)構(gòu)上和性能上均有所改進(jìn)和提高。如取消外設(shè)水封管，改用水封槽；泵殼厚度減薄，減小質(zhì)量；節(jié)省材料，提高吸程和效率等。