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1、1 泵与风机测试技术学习报告水泵实验过程中常见故障及原因分析学院：机械工程学院班级： 2011 级工程硕士姓名：朱浩学号： 2011G121 2013 年 5 月2 水泵是使液体增压或输送液体的机械。水泵将机械能或其他能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、乳化液、油、悬乳液、液态金属和酸碱液等， 也可输送含悬浮固体物的液体以及气体、液体混合物。 根据不同的工作原理可分为叶片泵、 容积水泵等类型。 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量， 有离心泵、 轴流泵和混流泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量。衡量水泵性能的技术参数有流量、效率、吸程、水功率、轴功率
2、、扬程等。水泵出厂前应当进行试验， 以保证其性能参数达到国标相关要求。为了满足国家相关生产规定要求以及企业提升自身研发能力和控制产品质量需要，投资建设泵试验台企业呈快速上升趋势。对于一些大企业， 已经认识到检测系统的重要性，不论是对产品的质量监控还是品牌效应。 企业有足够的实力建立更科学严谨的测试系统，对水泵的检测指标也更全面。 企业会制定高于国家标准的企业标准，严格控制合格率。 另外，由于国内许多大企业面向国际市场， 而国外客户把水泵企业是否有有水泵测试台做为其供应商的首要条件。 这对企业建立高标准测试系统起到较大的督促作用。由于潜油泵要下降几千米安装，其吊装成本较高， 一旦泵在井下发生故障
3、， 由于维修停产会给采油企业造成的巨大的损失，因此，保证潜油泵的质量成为采油企业重中之重，完全有必要建立一套自己的测试系统。水泵测试系统主要用于实验室，本身性质决定了其销售不是大批量的，通常每个企业购置一套系统即可，即便是独资的厂家， 每条生产线配一套试验台， 有四五套也就足够了。 做好水泵的性能测试， 提高水泵运行性能， 势在必行！ 但是在泵在性能测试过程当中会遇到一系列的问题。一、泵的性能试验过程中常见故障及其原因分析（一）开启以后不出水，其主要原因分析1) 引水不足。因为离心泵是不能自行抽气的，引水时必须使叶轮一半以上有水（卧式结构）。也就是说水应该没过叶轮中心线以上方可开车。对于立式结
4、构的泵，首级叶轮应全部浸没在水中，否则泵不能正常出水。2) 根本引不上水。由于引水方式不对（引水的部位不对，对双暖中开泵3 来说应在泵盖上顶引水，多级泵和油泵最好是出口某处引水），或者是管道漏气所致，需重新考虑引水方式或重新安装管道（特别是吸入侧管路系统），解决密封性的问题。3) 虽然引上水，还是不能正常工作。应检查被试验泵的安装高度是否符合该泵汽蚀余量的要求， 因为泵的运行处于严重汽蚀状态时， 也是不能正常工作的；或是泵和吐出管路中存气严重，没有把存气充分排尽。4) 检查吸人侧阀门是否启开（即是否失灵） ，或者吸人管路是否有堵塞，若有此问题也会不上水而影响正常工作。5) 泵本身装配质量。 如
5、没有拧紧螺栓而造成揖气，或密封圈、 密封垫损坏， 或根本投装，有时甚至根本投有装叶轮，开车启后当熟不出水。（二）开启后水量不足的主要原因分析1) 驱动电动机的转向与泵的转向不符（即泵反转）2) 吸入管道系统（包括管道，接头，阀门密封填料，吸入导压管，负压（真空）仪表等）存在微量漏气现象，也会使流量和扬程减少。3) 吸入管道有一定程度的堵塞现象，也会使流量和扬程减少；4) 有较严重汽蚀现象发生 （即泵的几何安装高度过高， 或吸入管路中的阻力损失过大）也会使流量和扬程不够。力损失5) 泵本身问题，即叶轮装反，或叶轮流道严重堵塞，密封圈或密封垫微量漏气等( 三) 试验时大流量开不上去的主要原因分析1
6、) 大流量开不上去，但扬程也没有降下来， 这说明性能试验只做了一半或多一点。这主要是吐出管路系统 （特别是流量测量段） 阻力过大， 泵自身扬程已克服不了这些阻力， 需要更换阻力损失较小的流量计，或在流量计前面（上游） 串联上一台流量等于或稍大于被测试泵的辅助泵。2) 大流量开不上去，同时扬程值也明显下降，其主要原因分析：吸人管路局部遁流面积太小，或泵本身的过流能力太小，如Di、bi 、P 过小，排挤现象显著。大流量已发生汽蚀。4 泵设计时所选的水力模型本身水力性能不佳泵效率低。泵效率低的因素主要有以下几个：1、泵本身的效率是最根本的影响。同样工作条件的泵，效率可能相差15% 以上。2、离心泵的
7、运行工况低于泵的额定工况，效率低，耗能大。3、电机效率在运行中基本上保持不变，因此选择一台高效率的电机至关重要。4 机械效率的影响主要与设计及制造质量有关。泵选定后，后期管理影响较小。5、水力损失包括水力摩擦和局部阻力损失。泵运行一定时间后，不可避免地造成叶轮及导叶等部件表面磨损，水力损失增大，水力效率降低。6、泵的容积损失又称泄露损失，包括叶轮密封环、级间、轴向力平衡机构三种泄漏损失。 容积效率的高低不仅与设计制造有关，更与后期管理有关。 泵连续运行一定时间后，由于各部件之间摩擦，间隙增大，容积效率降低。7、由于过滤缸堵塞、管线进气等原因造成离心泵抽空及空转。8、泵启动前，员工不注重离心泵启
8、动前的准备工作，暖泵、盘泵、灌注泵等基本操作规程执行不彻底， 经常造成泵的气蚀现象， 引起泵噪声大、 振动大、泵效低。9、安装时，泵、转矩转速传感器、驱动电动机三轴不同心。（四）实验结果性能偏小的主要原因分析1） 、泵吸入系统或者泵本身的吸入侧有极微量的漏气现象存在。2） 、 测量误差超标（如实验方法不合理， 测量仪表选用不合理， 或数据显示有误，实验人员没有按照有关操作规程操作） 。3） 、泵本身的问题： 叶轮的过流面积过小； 叶轮外径不够； 叶轮的进出口叶片宽度、安放角、叶轮叶片的形状和扭曲情况、叶片包角等不符合设计图纸的要求；装配时叶轮出口中心与螺壳或导叶进口中心不对中。4） 、泵内部泄
9、露严重，容积损失大大增加。（五）试验结果性能偏大的主要原因分析1) 测量误差原因（即流量或测压仪表测量误差超标）。流量或压力测量方法有问题，应该用其他方法或其他仪表重测。测量仪表选择不合理，或测量仪表的精度已超差。测量环境不符合测试要求，如振动、强电磁场干扰、仪表没有接地。5 试验人员没有按有关程序操作。2) 泵的叶轮外径过大，流道过宽（叶轮的叶片进出口宽度过宽）。二、汽蚀试验中常见的故障及其原因分析1) 调不到预定需做汽蚀试验的工况点，其原因是吸人管路系统中有漏气的地方。2) 调几点人口表压力值后，扬程值明显下降，其主要原因有：有喘振现象， 这时需要放慢调节速度， 即当调节人口表压力Pi 值
10、时，发现出口表压力值下降明显， 但以后尚在缓慢回升中， 需耐心等待， 直至完全恢复为止。泵过流面积过大，使容腔内存气严重，一时无法将气带出去。吸人管路系统有漏气的地方。泵本身的汽蚀性能差。3) 试验结果汽蚀余量达不到要求：吸人管路系统或泵本身（靠近吸人侧）有漏气的地方。测量仪表误差过大或失灵。Pi 的调节速度过快，或Pi 改变幅度值过大。泵本身汽蚀性能不好，可检查以下几个方面：a检查 D和 Do是否符合图纸（入口过流面积）的要求。b检查叶片进口安放角是否符合图样要求口。c检查叶片进口边的厚度是否符图。d检查叶轮叶片进口边是否齐口，轮廓处是否有凹凸不平的地方。三、运行过程中常见的主要故障及其原因
11、分析（一）启动故障泵不能启动或启动负荷大原因及处理方法如下：1) 电机不能正常启动如果是电动机作为原动装置， 首先用手拨动电机散热风扇， 看转动是否灵活：如果灵活， 可能为启动电容失效或容量减小，当更换相同值的启动电容； 如果转不动，说明转子被卡死，当清洗铁锈后加润滑油脂，或清除卡转子的异物。2) 泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查，必要时解体检查， 消除动静部分故障。6 3) 填料压得太紧。处理方法是放松填料。4) 排出阀未关。处理方法是关闭排出阀，重新启动。（二）运转故障1）流量不足或停止可能的原因是：叶轮或进、出水管堵塞，应清洗叶轮或管路；密封环、叶轮磨损严重， 应更换损坏的密封环或叶
12、轮；泵轴转速低于规定值， 应把泵速调到规定值；底阀开启程度不够或逆止阀堵塞， 应开打底阀或停车清理逆止阀；吸水管淹没深度不够， 使泵内吸人空气； 吸水管漏气； 填料漏气； 密封环磨损，应更换新密封环或将叶轮车圆， 并配以加厚的密封环； 叶轮磨损严重；水中含砂量过大，应增加过滤设施或避免开机。2）声音异常或振动过大泵在正常运行时， 整个机组应平稳， 声音应当正常。 如果机组有杂音或异常振动，则往往是水泵故障的先兆， 应立即停机检查， 排除隐患。 水泵机组振动的原因很复杂， 从引发振动的起因看主要有机械、水力、电气等方面， 从振动的机理看主要有加振力过大、刚度不足、和共振等。其原因可能有：机械方面
13、：叶轮平衡未校准， 当即刻校正； 泵轴与电动机轴不同心， 当校正；基础不坚固，臂路支架不牢， 或地脚螺栓松动； 泵或电机的转子转动不平衡。水力方面： 吸程过大， 叶轮进口产生汽蚀； 水流经过叶轮时在低压区出现气泡，到高压区汽泡溃灭，产生撞击引起振动，此时应降低泵的安装高度；泵在非设计点运行，流量过大或过小， 会引起泵的压力变化或压力脉动；泵吸入异物， 堵塞或损坏叶轮，应停机清理。 进水池形状不合理、 龙其是当几台水泵并联运行时，进水管路布置不当， 出现漩涡使水泵吸入条件变坏。共振引起的振动， 主要是转子的固有频率和水泵的转速一致时产生，应针对以上故障原因， 做出判断后采取相应的办法解决。3）水
14、泵发热原因：轴承损坏；滚动轴承或托架盖间隙过小；泵轴弯曲或两轴不同心； 胶带太紧；缺油或油质不好； 叶轮上的平衡孔堵塞， 叶轮失去平衡， 增大了向一边的推力。排除方法：更换轴承；拆除后盖，在托架与轴承座之间加装垫片；调查泵轴或调整两轴的同心度； 适当调松胶带紧度； 加注干净的黄油， 黄油占轴承内7 空隙的左右；清除平衡孔内的堵塞物。4）泵耗用功率过大泵运行过程若出现电流表读数超常、电机发热，则有可能是泵超功率运行，可能的原因：（1）泵内转动部份发生磨擦，如叶轮与密封环、叶轮与壳体；（2）泵转速过高； （3）输送液体的比重或粘度超过设计值； （4）填料压得过紧或填料函体内不进水；（5）轴承磨损或
15、损坏；（6）轴弯曲或轴线偏移；（7）泵运行偏离设计点在大流量下运行。5）泵抽不出液体原因及相应解决办法：（1）没有灌注液体：可以重新灌泵解决问题。 （2）吸入管、出水管或泵的流道堵塞： 可以通过消除杂物排除故障。 （3）吸入管或泵内没有排净气体： 需要检修吸入管路并排净气体。 （4）吸上高度超过允许范围： 在允许范围内，吸上高度重新按装泵。 （1）压出管路太细，管路损失太大：更换适合的压出管路。（2）使用扬程超过了设计扬程：重新选择另外一台泵。（3）输送热的、挥发性的介质：需要降低吸程或采用倒灌按装。（4）泵的转向反了：把泵打开纠正转向，重新开机运行。四、水泵技术的发展前景展望水泵的技术发展一
16、如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。 如今，历史已进入到二十一世纪， 人们在以环保、 电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的大背景下，对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的飞速变革和发展。近年来，各种新材料的开发和应用是推动泵技术发展的一个重要因素。泵的零部件采用了各种各样的新材料， 所带来的好处主要是延长了泵在腐蚀性介质中的使用寿命和可靠性， 并扩展了泵的使用范围。 同时，涂覆技术和材料的表面处理技术在改善泵的流动特性、 耐腐蚀性和耐磨性方面变得日益重要，具有广阔的应用前景。泵未来主要向以下几个发面发展。1）向多品种和多用途的方向发展，为满足不同工况和用途的需求，泵产品势必向扩大品种规格、 拓展性能范围方向发展。 目前国内泵产品在规格、 品种和用途广泛性方面还有待于进一步提高。例如，对于高压小流量用泵、 混合酸用泵和腐蚀性极强的化工浆料用泵等，还需要不断开发新品种。8 2 ）向机、电、仪一体化的方向发展，泵产品不论是小型的家用泵、建筑用泵等通用泵，还是大型的石化
