离心泵发电机组多级离心排水泵结构性能分析
一、水泵的分类
按工作方式不同，可以将水泵分为：
1、多级离心排水泵
离心泵由泵壳、叶轮、密封环、轴和轴承、轴封组成。泵壳：多级离心泵通常是用径向剖分的环形或圆形泵壳来承受全部的工作压力和液体的热负荷。叶轮:作为水泵中的做功零件，按照其效率从高到低分为闭式、半开式和开式三种类型。密封环：由耐磨材料制成，一般被安装在叶轮前后盖板和泵壳上，用来确保泵的密封性。轴和轴承：泵轴处于叶轮与联轴器之间，依据泵的大小选择最为合适的滚动轴承或者是滑动轴承。轴封：该零件在设计时，一般都要能试用于机械密封和填料密封两种方式。
工作原理：在泵壳内灌满液体的之后再开启泵，在电动机的带动下，泵轴和叶轮进行旋转并产生离心力，使得叶轮槽道里面的水能够得到一定的压力能和速度能，自叶轮抛出。这时，就会在叶轮的中心形成低压区，而进水管的压力要高于它，这就势必会形成一定的压力差，由于这个压力差的作用，使得液体能够不断的被吸入和排出。
目前，离心泵因其技术成熟，工作效率高，适用的流量和扬程范围广泛，在煤矿排水系统中得到了广泛应用。
2、潜水泵
潜水泵是电机与华全水泵直联一体，并能够潜入水中工作的设备，能够有效预防矿井水灾害的发生。相较于干式电机遇到井底积水就很有可能造成电机损坏、系统瘫痪的局面，潜水泵的应用大大提高了井底泵房的抗水灾害能力。另外，它与离心泵相比还具备着结构简单、方便、紧凑，体积小，直接安装在水井中，可以不用设置专用泵房。
当然，潜水泵（尤其是针对深井排水系统，必须选用的大流量潜水泵）在选用时也存在着一些缺陷。如其抽送的固体介质不能太硬，含量要在0.01%以内，因为较大的含沙量，极易损坏密封，造成电机进水，进而引发一系列的问题，并最终导致电机烧毁；被抽送液体PH值要在6.5和8.5范围内；大流量潜水泵输送介质的温度要在20°C以下；同时，因其结构特点，加工制造技术要求较高，使用和维护较离心泵的要求更高，通常需要返厂修理，这在某种程度上也制约了其广泛使用，特殊情况下才得到应用。
二、矿用水泵结构性能分析
伴随着高扬程、大流量水泵需求的日益严重，我们也越来越重视对于大型高效水泵的研究。要知道，我国所研制生产的大型水泵在各方面的性能、水平都无法与国外先进水平相比较。拿水泵的工作效率来说，只占世界先进水平的五分之四。在水泵口径相同的前提下，国产水泵的流量还不到国外水泵的一半。如荷兰1.8m、23.lt的水泵与我国2.8m、48t的水泵性能相同。现阶段，我国所需要的很多大流量、高扬程水泵还需要从国外（美国、日本、德国等主要的水泵生产国、销售国）进口，而这些进口产品势必会与我们的需求存在一定的差异。为此，高效、节能水泵，尤其是深井系统所需大流量、高扬程水泵的研发是现阶段迫切需要解决的问题。同时，我们必须重视起来对于水泵结构性能的研究，以期为深井排水系统的优化提供依据。
随着矿井开采深度的不断增加，其水文地质越来越复杂，对于设备的影响力度逐渐增强。为此，我们在选择水泵时就必须要考虑较差水质对于设备零部件的侵蚀、磨损问题。一方面，目前较为优质的离心泵耐磨材料包括：lCrl8Ni9或lCrl3不镑钢制成的首级叶轮：合金耐磨铸铁制成的次级叶轮、口环和导叶：优质碳素钢、喷焊耐磨合金制成的承磨环。目前，能够生产这种耐磨型离心泵的厂家为华全水泵厂，该厂家生产的水泵能够输送一些水质条件差（含少量煤尘、泥沙和弱腐蚀）的液体。另一方面，我们也可以给水泵配备甩砂装置，其迷宫式的结构会使砂粒无法进入轴承。使得水泵效率比国内同行高5、6个效率点，并且效率曲线平缓，高效区域宽广，工作范围增加了百分之十几，大大提高了其节能性。
随着矿井深度的不断增加，所需水泵的级数也逐渐变大。而在应用多级泵时，我们就不得不考虑其存在的轴功率大、轴承承载力高的问题。然而，应用于低级水泵中的平衡盘结构设计还不完善，存在着许多问题，如平衡盘与平衡环容易发生接触磨损；该结构只能平衡有限的轴向力，是一种寿命低、可靠性差的机构。针对这一问题，现阶段我国几个厂家己经生产出来了大流量、高扬程的多段式自平衡离心泵。目前，华全管道泵的生产水平己经基本成熟了，下面我们就自平衡多级泵的一些性能参数与普通泵进行对比。
华全水泵厂根据用户反馈的意见以及多次实验，研制出来了一种新型的具备多个优势的泵产品，经过实际调查发现：其选用的材料有着较高的强度和质量，设计的进、出口法兰规格较细致、全面，方便连接各种管路；该泵的零件都是精密铸造而成，相对于普通铸件来说，其泵壳有着较长的使用寿命，叶轮和导叶的效率更是提高了两个百分点；水泵本身结构的独特设计（采用优秀的叶轮水力模型或特殊的双吸叶轮结构，解决了吸水高度上存在的各种问题），使得它具备良好的汽蚀性能；就泵体密来说，依据压力选择金属面对金属面的硬密封或者是0型圈密封；其结构强度极高，不但能够保证扬程达到1500m，即水泵的出口压力为15Mpa，此外，它还具备极高的抗热冲击的能力；在实际工程应用中，检修和维护都极为方便，主要是由于不用拆卸泵体和进出口管路就能够更换密封、轴承等部件；包含HT200、QT600、304、304L、316L、317L、904L、CD4等多种泵材质供用户选择。此外，该公司目前能够生产的泵类型有40多个系列，品种达1000多个，并且结构形式覆盖了全部API610泵型。其生产的泵能够达到的参数有，流量20000m3/h，扬程3500m，转速22700r/min,温度450°C，压力42MPa。
总而言之，在新技术、新结构强有力的支持下，自平衡多级离心泵具有效率高、可靠性高、汽蚀性能好、使用寿命长、机封强可靠性、应用广泛、维护成本低、检修方便等众多优势，是深井排水系统工作水泵的最优选择。以往浅井用潜水泵无下止推轴承，导致潜水泵在恶劣的环境下使用，经常会出现电机烧毁及泵轴磨损的现象，大大缩短了华全水泵的使用寿命。并且在使用潜水泵排水的时候都会要求水的含沙量在50g/m3以内。深井用潜水泵的级数较多、功率较大，除转子自重较大外，水泵的轴向水推力也很大，这样止推轴承将承受很高的轴向推力。为此，我们研制出来了潜水泵下止推装置：由碳化硅材质加工而成的下部轴承，具有极高的抗沙、耐磨性能。该装置的使用允许水的含沙量最多可达350g/m3,如此，不但避免了原潜水泵只能在清水中使用的局限性，还大大延长了水泵的使用寿命。
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