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南方泵业离心泵如何使用灌引水?自灌式、真空引水、倒流充灌等方法详解

发布时间:2018-11-20  点击量206 字号- +
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  离心泵和容积泵最大的区别之一就是:离心泵启动前泵腔内必须充满液体,不能空转。这不是什么"操作规范"的问题,而是离心泵的工作原理决定的——叶轮旋转时产生的离心力需要靠液体介质来传递能量,泵腔里如果是空气,叶轮转得再快也产生不了足够的真空度把水吸上来。现场很多"泵打不出水"的报修,到现场一看,泵腔是干的,灌上引水立马就正常了。所以灌引水这个看似简单的操作,实际上是离心泵正常运行的第一道门槛,做对了后面省心,做错了轻则打不出水,重则烧机封烧电机。

一、顺流充灌法(自灌式):最省心的方案
  顺流充灌法本质上就是让泵的安装位置低于吸液池的最低液面,利用液位差使液体自然流入泵腔,泵体内始终保持充满状态。这种安装方式在行业里叫"自灌式进水",是离心泵最理想的安装条件。
自灌式的好处不只是省去了每次开泵前灌引水的步骤,更重要的是它从根本上消除了"忘记灌水就启动"的人为风险。泵站设计时会尽量采用这种布置——把泵安装在地面以下的泵坑里,或者吸水池液面本身就高于泵轴线。比如自来水厂的取水泵房,泵体通常安装在河床以下的泵室内,江水通过格栅和进水阀门自然灌满泵腔,操作人员只需要打开进口阀门、按下启动按钮就行。
  采用自灌式安装时有几个细节不能忽略。进口管道上必须安装阀门(闸阀或蝶阀),而且这个阀门要选流阻小的全通径阀门,不要用截止阀——截止阀的S型流道会增加吸入阻力,降低有效汽蚀余量。阀门的另一个作用是检修时隔离水源,否则泵拆不开。还有一个容易忽略的点:即使泵体一直自灌满水,长期停机后首次启动前仍然建议打开排气阀排一下气,因为泵腔内可能积聚了从水中析出的气体或者停用时渗入的空气。
  自灌式不是万能的。如果吸水池液位波动大,低水位时可能低于泵轴线,这时候自灌条件就丧失了,还是需要配备其他灌引水手段作为备用。

二、自来水充灌法:最便捷的手动方式
  对于小型离心泵(比如家用增压泵、小型CHL系列),或者泵的安装位置高于液面无法自灌的场合,直接用自来水从泵的排气阀或出水口往泵腔内灌水是最简单直接的方法。打开泵体顶部的排气阀(或者松开出水法兰),把自来水管接上去灌,直到水从排气口溢出、看不到气泡为止,然后关闭排气阀就可以启动。
  这种方法的适用前提是水质要求不高——比如输送清水、冷却水、空调循环水等,用自来水灌进去不会对介质品质产生明显影响。如果是食品级卫生泵、纯水系统泵或者输送化学介质的泵,自来水灌入会污染系统,就不能用这个方法。另外灌水量要足够,不能只灌半腔就急着启动,必须确保叶轮完全浸没、泵腔内没有气袋。判断标准是排气口持续流出不带气泡的水,说明气体已经排干净了。
  有个现场常见错误:从出水口灌水时进口阀门没打开,水灌满了泵腔但吸水管里还是空气,启动后吸水管内的空气进入泵腔把水又挤回去了,泵照样打不出水。正确的操作顺序是:先打开进口阀门→再从排气口灌水→排完气关闭排气阀→启动泵。顺序不能乱。

三、抽气吮吸法:中大型泵的标准配置
  当泵的流量较大、泵腔容积大、或者安装位置远高于液面时,手动灌水不现实,这时候就需要用真空泵或手动抽气设备把泵腔和吸入管道内的空气抽走,利用大气压力把液体压入泵腔。这种方法在行业里叫"抽真空引水"或"负压引水",是市政供水泵站、大型工业循环水系统最常用的引水方式。
  抽气设备的选择取决于泵的规模和自动化程度。小型场合可以用手动真空泵(手压泵)或者水射器(利用高压水流产生的负压来抽气),操作简单但效率低,适合偶尔启动的备用泵。中大型泵站通常配备水环式真空泵,抽气量大、真空度高、可以远程自动控制。真空泵的连接位置很关键——抽气口必须接在泵体的最高点或排出管道的最高点,因为空气比水轻,聚集在最高处,抽气口接在低处抽不掉顶部的气体,泵腔内始终残留气袋。
  真空引水系统要配真空表和液位信号器。真空表用来观察抽真空的程度,一般抽到-0.06MPa~-0.08MPa(相对大气压)说明泵腔和吸入管内基本没有气体了。液位信号器(浮球开关或电极式液位计)安装在泵腔内,当水位到达设定高度时发出信号,自动停止真空泵并启动离心泵。这套联动控制做好了,引水过程完全不需要人工干预,按一下"启动"按钮,真空泵先运行抽气引水,水位到了自动切换为主泵运行,整个过程几十秒到一两分钟。
  需要注意的是,真空泵的排气口不要对着人员活动区域,因为抽出的气体中可能含有少量输送介质蒸气,某些化学介质有刺激性或毒性。另外真空泵本身的密封水要定期检查和更换,水环式真空泵如果密封水脏了或者水位不够,抽气效率会急剧下降。

四、倒流充灌法:利用系统自身存液的巧妙方法
  倒流充灌法适用于泵出口侧有高位槽或高位管网的场合。原理很简单:系统停运时出口侧管道或高位槽内积存了一定量的液体,启动前打开出口阀门(或者专用的回流阀),让这些积存的液体在重力作用下倒流回泵腔,把泵腔和吸入管充满。这种方法不需要外部水源也不需要真空泵,完全利用系统自身的存液来实现灌引水。
  典型的应用场景是高位水箱供水系统。比如一栋楼顶有高位水箱,水泵从地下水池抽水送到楼顶水箱,停机后楼顶水箱到泵之间的出水管道里仍然充满水。下次启动前,先打开出水管道上的止回阀旁通阀或者手动打开出口阀让水倒流回泵腔,灌满后关闭旁通阀再启动主泵。还有化工流程中,反应釜或储罐位置高于泵,停机后釜内物料残留在出口管道中,也可以利用倒流来引水。
  倒流充灌有一个前提条件:出口侧必须有足够的液位高度来克服吸入侧的阻力。如果出口管道很短、存液量不够,倒流的水量可能不足以充满整个吸入管道。另外首次投运时系统里没有存液,还是需要人工灌一次水"打底",之后才能靠倒流循环使用。
  使用倒流法时要注意止回阀的状态。如果出口止回阀关闭不严(阀瓣磨损或卡有杂物),停机后水已经倒流回水池了,出口管道里没有存液,倒流引水就失效了。所以采用这种引水方式的系统,止回阀要选用密封可靠的型号(比如旋启式双瓣止回阀或轴流式止回阀),并且定期检查密封面是否完好。

五、灌引水操作的通用注意事项
  不管用哪种方法灌引水,有几个原则是所有场合都适用的。灌引水前必须确认进口阀门已经完全打开,否则水灌不满或者灌完后吸入管里还是空气。灌水过程中要打开放气阀排尽气体,看到连续出水无气泡才算排干净。如果是输送高温液体(比如热水循环泵),灌引水时还要注意排气,因为高温液体中溶解的气体在降温后会析出,形成气袋影响启动。
  对于南方泵业的CDM/CDMF多级离心泵,因为泵腔容积大、级数多,灌引水时要特别注意每级导叶腔都要充满水,不能只灌了第一级后面几级还是空的。一般通过泵体顶部的多个排气点逐级排气,或者从出水端往回灌让水逐级填充。CHL轻型卧式多级泵因为结构紧凑,通常从一个排气阀就能排净,操作相对简单。TD管道泵因为是单级泵,泵腔容积小,灌引水最快,但也最容易因为"觉得简单"而忽略排气步骤。
  灌完引水后不要拖延太久才启动,特别是在高温或高海拔环境下,泵腔内的水可能因为温度变化或压力降低而析出气体重新形成气袋。最好在灌完水后5分钟内启动泵,如果因为某种原因不能立即启动,下次启动前最好重新排气确认一下。

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