摘要：離心泵具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能適應(yīng)范圍廣、操作容易、維護(hù)費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于石油、化工系統(tǒng)作為介質(zhì)輸送設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，石化行業(yè)所用的各類泵中，離心泵占的比例超過70%。離心泵的類型很多，規(guī)格也很廣泛，如何選擇合適的離心泵呢？本文對離心泵的主要性能參數(shù)及離心泵選型原則和選型依據(jù)進(jìn)行了簡單介紹。
　　關(guān)鍵詞：離心泵；基本性能參數(shù)；選型原則；選型依據(jù)
　　1 離心泵的工作原理
　　離心泵的主要部件為葉輪和泵殼。泵殼內(nèi)的葉輪固定在由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)原動(dòng)機(jī)通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)時(shí)輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，葉片間的液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使液體從葉片之間的出口甩出而擠入泵殼，泵殼內(nèi)的液體壓強(qiáng)增高，然后經(jīng)泵殼中的流道被導(dǎo)向出口排出。與此同時(shí)，葉輪中心處由于液體被甩出而形成真空狀態(tài)，使得外界液體在大氣壓的作用下沿吸入管被抽到泵的吸入口。葉輪連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，流體也就連續(xù)地排出、吸入，形成離心泵的連續(xù)工作。
　　2離心泵的分類
　　離心泵的種類很多，它是依據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而劃分的。按工作葉輪數(shù)目分為單級泵和多級泵，按工作壓力分為低壓泵、中壓泵、高壓泵；按葉輪進(jìn)水方式分為單吸泵和雙吸泵；按泵殼結(jié)合縫形式分為軸向剖分泵和徑向剖分泵；按泵軸位置分為立式泵和臥式泵；按葉輪出水引向壓出室的方式分為蝸殼泵和導(dǎo)葉泵。
　　3離心泵的基本性能參數(shù)
　　3.1流量
　　泵的流量是指泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體量，以符號Q表示，單位為m3/s或m3/h。
　　3.2揚(yáng)程
　　泵的揚(yáng)程是指單位重量流體通過泵之后所獲得的有效能量，也即泵所輸送的單位重量流體從進(jìn)口至出口的能量增值。揚(yáng)程以符號H表示，單位為m。
　　3.3功率
　　泵的功率通常指輸入功率，也即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，又稱軸功率，用符號N表示，單位為W或KW。泵的輸出功率又稱有效功率，用符號Ne表示。它表示單位時(shí)間流體從泵中所獲得的實(shí)際能量，它等于重量流量與揚(yáng)程的乘積：
　　Ne=QpKW
　　3.4效率
　　由于存在機(jī)械損失、容積損失和水力損失，原動(dòng)機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，通常用有效功率與軸功率之比來表示泵的效率，以符號η表示：
　　η=Ne/N
　　η是評價(jià)泵性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，η越大，說明能量轉(zhuǎn)換效率越高。
　　3.5汽蝕余量
　　泵的汽蝕余量泵入口處單位重量液體所具有的超過飽和蒸汽壓力的富余能量，用符號NPSH（NetPositiveSuctionHead）表示，單位為m。汽蝕余量又分為有效汽蝕余量和必需汽蝕余量。
　　3.5.1泵的有效汽蝕余量NPSHa
　　有效汽蝕余量是指由泵安裝條件所確定的汽蝕余量，常用NPSHa表示。又稱為裝置汽蝕余量，是由吸入裝置提供的在泵進(jìn)口處單位重量液體具有的超過汽化壓力的富余能量。NPSHa越大，泵越不容易發(fā)生汽蝕。有效汽蝕余量的大小與裝置參數(shù)及液體性質(zhì)有關(guān)。因?yàn)槲胙b置的水力損失和流量的平方成正比，所以NPSHa隨流量的增加而減小。
　　3.5.2必需汽蝕余量NPSHr
　　對于給定泵，在給定轉(zhuǎn)速和流量下必需具有的汽蝕余量稱為泵的必需汽蝕余量，常用NPSHr表示。必需汽蝕余量與裝置參數(shù)及液體性質(zhì)無關(guān)，只與泵進(jìn)口部分的運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)，這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)在一定轉(zhuǎn)速和流量下是由泵本身(吸水室和葉輪進(jìn)口部分的幾何參數(shù))決定的。NPSHr小，表示要求裝置必須提供的NPSHr小，因而泵的抗汽蝕性能越好。
　　
　　4離心泵的選型原則及選型依據(jù)
　　4.1離心泵選型原則
　　4.1.1所選泵的型式和性能滿足流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕余量等工藝參數(shù)的要求。
　　4.1.2機(jī)械方面可靠性高、振動(dòng)小、噪聲低。
　　4.1.3經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)和管理費(fèi)用的總成本最低。
　　4.2離心泵的選型依據(jù)
　　泵的選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程及給排水要求，從五個(gè)方面加以考慮，即輸送液體物性、流量、揚(yáng)程、管路布置及操作條件等。
　　4.2.1輸送介質(zhì)物性數(shù)據(jù)輸送介質(zhì)的物性對泵的流量、揚(yáng)程、功率、汽蝕余量、結(jié)構(gòu)、材料等有影響，是選泵時(shí)需要考慮的重要因素。需要列出的物性數(shù)據(jù)有：液體名稱、密度、粘度、腐蝕性介質(zhì)名稱及其含量、氣體或固體（粒度）含量、飽和蒸汽壓等。
　　4.2.2流量是選泵的重要參數(shù)之一，它直接影響系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和輸送能力。泵的流量通常由業(yè)主方在設(shè)計(jì)任務(wù)書中提供，包括流體的正常、最大及最小流量。選泵時(shí)一般以最大流量為基礎(chǔ)，并考慮最小流量的要求。有時(shí)候正常流量分為幾檔，且變化幅度比較大，例如油庫在進(jìn)行裝船出庫作業(yè)時(shí)，可能是裝一條船，也可能多條船同時(shí)作業(yè)。這樣在選泵時(shí)應(yīng)以出現(xiàn)頻次最高的流量作為選泵的依據(jù)，以確保多數(shù)情況下泵工作在高效區(qū)。對于更小的流量，則通過閥門節(jié)流調(diào)節(jié)或變頻調(diào)節(jié)獲得，而大流量通常采用多泵并聯(lián)運(yùn)行的方式獲得。
　　4.2.3揚(yáng)程是選泵另一重要參數(shù)，系統(tǒng)所需泵的揚(yáng)程通常由生產(chǎn)需要來決定，與以下幾點(diǎn)有關(guān)：a.兩端容器液面間的位差；b.兩端容器液面上壓力作用的壓頭差；c.泵進(jìn)、出口管線、管件、閥件、儀表組件和設(shè)備的阻力損失。液體輸送系統(tǒng)所需的揚(yáng)程H，可用下式計(jì)算：
　　 （1）
　　式中 H－泵輸送系統(tǒng)所需的揚(yáng)程，m；
　　Pd、Ps－出口側(cè)、吸入側(cè)容器液面上的壓力，Pa；
　　Hd、Hs－出口側(cè)、吸入側(cè)液面至泵中心幾何高度，m；
　　hl－管系阻力頭，m；
　　ρ－輸送溫度下的液體密度，kg/m3；
　　g－重力加速度，g＝9.81，m/s2。
　　在公式（1）中，對于一個(gè)確定的系統(tǒng)，公式前兩部分與流量無關(guān)，令，根據(jù)阻力與流量的函數(shù)關(guān)系式（s—管路阻力系數(shù)，s2/m5），我們可以將公式（1）記作
　　 （2）
　　將公式（2）繪制在以流量Q為橫坐標(biāo)，揚(yáng)程H為縱坐標(biāo)的圖中，得到一條二次拋物線，這條曲線稱為管路系統(tǒng)特性曲線，如下圖所示。
　　
　　圖1 管路系統(tǒng)特性示意圖
　　由圖1可以看出管路系統(tǒng)的揚(yáng)程與流量的對應(yīng)關(guān)系，在選泵時(shí)必須以最大流量對應(yīng)的揚(yáng)程且預(yù)留5—15%的余量。將管路系統(tǒng)特性曲線與泵的Q－H曲線配合，可以確定一臺泵輸送系統(tǒng)的工作點(diǎn)。應(yīng)盡可能使工作點(diǎn)落在高效率區(qū)內(nèi)，以節(jié)省能量。
　　4.2.4管路布置條件指輸送高度、輸送距離、管道走向、吸入側(cè)最低液面、排出側(cè)最高液面等數(shù)據(jù)和管道及管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行揚(yáng)程和汽蝕余量的校核。
　　4.2.5泵的操作條件包括的內(nèi)容很多，如液體操作溫度對應(yīng)的飽和壓力、吸入側(cè)壓力、排出側(cè)壓力、海拔高度、環(huán)境溫度等。