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上海水泵集团技术之什么是轴流泵

:轴流泵为一种高比转速(500~1200)叶片泵,其流量大扬程低,流量大约在0.1~50米3/秒范围内,扬程一般低于25米;多数在4~15米。液流在旋转翼型叶片作用下,产生沿轮轴轴向的运动。

在轴流泵中,水的流动如同在螺旋表面上的运动一样,即一方面沿轴前进,另一方面还跟着叶轮旋转。

从叶轮中流出来的带有切向速度的旋转水流,如果直接进入管道,则这一部分旋转的动能就将完全损失掉。为此,需要消除液体的旋转运动,并把它的动能变换为压力能,达到提高水泵效率的目的,因此设有导叶。

导叶的数目一般比叶轮叶片的数目多一片或少一片。而叶轮叶片数与比转数有关,低比转数轴流泵(ns=500~600),叶片数Z=5~6;中比转数轴流泵(ns =800~900),叶片数目Z=4;高比转数轴流泵(ns >1000),Z可取3片或2片。对于可调节的轴流泵叶轮(即叶片可以转动),Z>4时会造成转动机构上的困难。导叶进口边与叶轮出口边之间的距离也有一定的要求,一般为0.1D,D为导叶直径;如果这个距离太小,轴流泵运行不稳定,如果距离太大,则又增大了水力损失。

轴流泵产生的理论水头,其方程式和离心泵的相似,不过考虑到轴流泵出口与入口圆周速度相同。

轴流泵工作时,也会发生汽蚀现象。即在叶片背部压力降低到低于工作水温的饱和压力时,液体开始蒸发产生汽泡;汽泡沿流线进到压力较高的区域中时,受压迅速收缩,产生水力冲击,并对叶片表面造成严重的剥蚀损坏。当汽泡区域进一步扩大时,叶片背部则会完全被汽泡覆盖,这时汽泡的消灭不在叶片上而是在叶片后,所以对叶片无剥蚀作用;但由于此时汽泡堵塞了叶片之间的通道,所以水泵的流量、压力效率等均下降,并产生噪音和振动,破坏水泵正常工作。

轴流泵可以安装成立式的、水平式的或倾斜式的。

轴流泵与离心泵相比,具有构造简单紧凑、重量轻、效率高、可以输送脏污的液体等优点。大容量的轴流泵,叶片还可设计成可调型式,在外界负荷变化时,改变叶片的安装角度,从而改变水泵的性能,使水泵具有好的经济性。轴流泵的扬程小而流量大,在发电厂中主要用来作循环水泵使用,而使用愈趋广泛。但轴流式水泵安装与维修工作比卧式离心泵复杂。

轴流泵的特点是:

1.     轴流泵的Q-H特性曲线在叶片安装角不变时陡度很大,线上有转折点(K点)。这样的特性曲线,对于凝汽器管子运行中受到积污而阻力增加后,仍能很好地满足流量大致不变的要求。但由于陡度过大,轴流泵的功率还是随出水量的减小而急剧增加。

2.     轴流泵的工作最有利范围不大,因为在效率曲线上,一旦离开最高效率点,不论向左或向右,效率均迅速下降。

3.     轴流泵的功率随输水量的减小而增大,这是与离心泵完全不同的。水泵在空转时的功率甚至比正常情况的功率要大2倍,这样就必须采用容量较大的电机,并且起动时也易过载。因此轴流泵应在出水阀门开启的情况下启动,并且不允许在运行中用关小出口阀门的办法调节供水量。

50-ZLQ-50型轴流式水泵,它的扬程为13.7米水柱,流量为19080米3/时,转数为485转/分,效率为87.9%。该水泵具有空心的泵轴2,其上端通过联轴器与上方的电动轴相联接,下端则固定叶轮3。叶轮3位于水面之下,所以启动工作简单,不需再用真空泵抽气充水。在空心泵轴中间穿有心轴5,当转动蜗母轮4时,心轴就可以上下运动,从而拉动下部叶片传动机构,使叶片改变角度。水泵转子由两个橡胶轴承支承,橡胶轴承采用水润滑,在启动时由于自身不能供水,另接有一路水源。叶轮部件的空腔内是密封的(即各结合部都加有垫料—包括叶片根处),因此,水进不到空腔内,并且水也不会顺心轴从联轴器处窜出。为防止叶片传动机构锈蚀,空腔充满了润滑油。水泵转子的重量和运行时的轴向推力由电动机轴端上的瓦块式推力轴承来承受。这种水泵,橡胶轴承和轴承处的轴径容易磨损,特别是水中含有泥沙的情况下磨损更快。另外,叶轮和叶轮外壳汽蚀现象也较严重,所以必须选用较好的抗汽蚀材料。这种水泵检修麻烦,需用较多的人力和时间。

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