? ? ? ?離心泵作為一種通用流體機械,廣泛應用于農業(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(gè)領(lǐng)域。在實(shí)際運用中,離心泵的反轉（倒轉）是其安全運行的一個(gè)隱患。如果不做好離心泵的反轉防范工作,輕則損壞密封,重則損害電機,破壞管路,甚至造成更為嚴重的影響。因此,在離心泵的運行工作中,應特別注意泵的反轉問(wèn)題,做好相應的防范工作。

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? ? ? ?一、離心泵反轉的原因

? ? ? ?離心泵的反轉可分為主動(dòng)反轉和被動(dòng)反轉。主動(dòng)反轉,指的是電機拖動(dòng)離心泵機組反轉。其主要是電機主接線(xiàn)相序接反導致。此類(lèi)情況一般發(fā)生在離心泵機組調試或開(kāi)機階段。被動(dòng)反轉,指的是離心泵拖動(dòng)電動(dòng)機反轉,即泵出口管路中的液體倒流,引起離心泵的反轉,并帶動(dòng)電機反轉。此類(lèi)情況一般由于電機突然失電狀態(tài)或者泵停機時(shí)出口閥門(mén)未關(guān)閉完全,由于液位差較大引起液體倒流引起,也可能因為閥門(mén)關(guān)閉過(guò)快而產(chǎn)生水流沖擊導致。

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? ? ? ?二、離心泵反轉的危害

? ? ? ?2.1 泵的損害
? ? ? ?離心泵的反轉會(huì )對離心泵本身造成重大損害。首先離心泵機組長(cháng)時(shí)期反轉,會(huì )對盤(pán)根密封或者有旋向要求的機械密封造成較大的破壞。其次,離心泵反轉會(huì )對有旋向要求的離心泵結構部件(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,這些部件就容易松脫,影響水泵的內部結構和部件正常運轉。再次,一旦離心泵發(fā)生被動(dòng)反轉,短時(shí)間內會(huì )產(chǎn)生很大的軸向推力及額外的轉矩,從而對泵軸承、平衡盤(pán)、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,可能導致離心泵軸承損壞,平衡部件的破壞,嚴重的還會(huì )造成泵軸的彎曲或斷裂。

? ? ? ?此外,多級泵反轉可能達到泵轉子的臨界轉速從而引起共振,導致泵機組的損壞。而對于軸流式離心泵而言,其反轉可能會(huì )達到飛逸轉速。泵在運行中突然停電水經(jīng)過(guò)水泵倒流,泵反向旋轉,這時(shí)的最大轉速稱(chēng)為泵的飛逸轉速叫。機組發(fā)生飛逸時(shí)會(huì )引起主軸擺度增大并且振動(dòng)加劇,導致軸瓦磨損,引起其他結構物振動(dòng)面損壞設備,如果飛逸轉速達到最大值并超過(guò)允許規定的時(shí)間,會(huì )造成轉子部件的永久性變形損壞。

? ? ? ?2.2 電機的損害
? ? ? ?離心泵在反轉時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的扭矩,會(huì )造成電機風(fēng)葉上的平衡塊及定子磨損,從而導致電機軸承破壞,定子繞組損壞,轉子風(fēng)葉破損。離心泵的被動(dòng)反轉還會(huì )使得電機變成發(fā)電狀態(tài),從而對電機以及泵機組對應的電氣線(xiàn)路造成破壞。

? ? ? ?離心泵反轉對電機的損害程度受泵與電機連接方式影響。若泵與電機采用皮帶連接,離心泵反轉對電機的影響可能因為皮帶打滑而較小。若泵與電機采用聯(lián)軸器連接,離心泵反轉可能先造成聯(lián)軸器損壞而不破壞電機。若泵與電機采用直接連接、齒輪箱連接、液力耦合器連接,那么離心泵反轉可能對電機造成較大損害。

? ? ? ?2.3 管路的損害

? ? ? ?離心泵的被動(dòng)反轉常伴隨產(chǎn)生停泵水錘。停泵水錘是水錘現象中的一種,是指水泵機組因突然斷電或其他原因而造成的開(kāi)閥狀態(tài)下然停車(chē)時(shí),在水泵及管路系統中,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象固水錘效應有極大的破壞性,停泵水錘是水錘效應中較為嚴重的一種。水錘的產(chǎn)生,會(huì )使得輸送管路中壓力急劇增大,超過(guò)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(dòng)會(huì )引起離心泵機組管路系統的強烈振動(dòng),同時(shí)會(huì )破壞管路上的閥門(mén)、壓力表、流量計等附屬裝置,甚至會(huì )遣成爆管等事故。

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? ? ? ?三、離心泵反轉的防范

? ? ? ?3.1 設計上的防范措施

? ? ? ?選用轉矩相對較小轉動(dòng)慣量相對較大的泵機組或在離心泵機組上加裝慣性飛輪,可降低離心泵的反轉程度。慣性飛輪安裝在水泵機組轉動(dòng)部分,可以避免停泵時(shí)水泵轉速的急劇下降,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。加裝慣性飛輪的方法多用于臥式泵,且要求現場(chǎng)管路不能太長(cháng)在管路設計時(shí),適當增加管路的直徑、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(cháng)度等均可以防范水錘效應,從而降低離心泵反轉造成的影響。在實(shí)際應用中,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(shí)對降低停泵水錘,預防離心泵反轉有明顯效果。緩閉止回閥具有緩開(kāi)和緩閉及消除水錘的技術(shù)特性,實(shí)現了輕載起泵并防止停泵時(shí)水錘的產(chǎn)生閂緩閉止回閥通過(guò)緩閉的方式來(lái)消除水錘,預防離心泵反轉,其靈敏度高,簡(jiǎn)易可行,安全可靠,密封性好,在實(shí)際應用中較為普遍,主要用于中小型泵站。

? ? ? ?液控緩閉蝶閥,在斷電時(shí)可按預定的時(shí)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(dòng),消除液體在管網(wǎng)中的水錘危害,控制水泵反轉,從而保護水泵和管網(wǎng)系統的安全可靠運行,同時(shí)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(jiǎn)便,安全可靠,在流量較大、揚程較高、管路較長(cháng)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用。

? ? ? ?在泵出口管路不長(cháng)、泵揚程較低時(shí),可取消止回閥,而在管路的出口處加裝拍門(mén),可以有效地防止離心泵在停機時(shí)反轉。在離心泵啟動(dòng)時(shí),因介質(zhì)的沖擊作用,拍門(mén)自動(dòng)打開(kāi);而在離心泵停機時(shí),因自重和介質(zhì)倒流壓力的作用,拍門(mén)自動(dòng)關(guān)閉,以防管路中介質(zhì)倒流,引起離心泵反轉。拍門(mén)的結構簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉應用于排灌泵站中。

? ? ? ?3.3 運行操作防范措施

? ? ? ?在離心泵調試與起泵時(shí),首先用點(diǎn)動(dòng)電機的方式以觀(guān)察其旋轉方向,確定電機轉向與離心泵的旋轉方向相同。如果轉向相反,任意更換兩根電機主電源接入導線(xiàn)的位置即可。

? ? ? ?在離心泵機組運行時(shí),對機組進(jìn)行巡視檢查,觀(guān)察離心泵機組運行情況以及機組相關(guān)電氣設備狀況,從而減少因溫度過(guò)高、過(guò)壓保護等原因引起的停電事故,防止離心泵被動(dòng)反轉。在離心泵機組停機時(shí),要做到先關(guān)閉出口閥門(mén)再關(guān)閉離心泵電源。關(guān)閉出口間門(mén)時(shí)分多次緩慢關(guān)閉。若離心泵采用變頻控制,在停機時(shí)可通過(guò)變頻逐步減小泵轉速,以防泵急停引,從而預防離心泵的反轉。

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? ? ? ?離心泵機組反轉問(wèn)題將對其安全運行造成重大影響。因離心泵反轉而引發(fā)的事故屢見(jiàn)不鮮。人們應當重視該問(wèn)題造成的危害。在實(shí)際運用中,應根據實(shí)際情況,充分考慮離心泵反轉問(wèn)題,盡可能采用經(jīng)濟適用、安全可行的防范措施,以提高離心泵機組運行的可靠性。