浅析矿用离心式水泵的操作和维护

作者：郑晓敏

  1  离心式水泵的工作原理

离心式水泵包括漏斗、外壳、叶片、叶轮和吸水管等，如图1所示。

  叶轮固定于传动轴上，在轴的带动下旋转。水泵的外壳形状为螺旋形扩散室，吸水口同吸水管相连接，同时，排水口同排水管相连。水泵在开始工作之前，首先会通过漏斗向泵内注入一定量的水，之后水泵启动，传动轴开始转动，进而带动叶轮旋转。此时，泵内的水在离心力的作用下从叶轮的出口流出，与此同时，水的动能与压力能都大大提高。水在排出的过程中，经过螺旋形泵壳扩散室，很大一部分动能又转变为压力能，沿着排水管道排出，叶轮的进口处就会形成真空。大气压力作用于吸水井中的水，使其进入叶轮之中，而叶轮也在不停地旋转，排水过程就不会间断。

2离心式水泵的主要工作部件分析

  通常情况下，离心式水泵的工作部件包括润滑装置、密封装置、水流经过部件、真空复位装置和传动装置等。其中，最为重要的部件有水流通过部件、密封圈装置、平衡装置以及传动装置。

2.1  水流通过部件

  水在离心泵内部流通，经过吸入室、叶轮以及压出室等工作部件。

  (1)吸人室。吸人室的主要作用是将水从吸水管路中不断地引入到叶轮。不同结构的离心泵采用的吸人室结构也不相同，常见的有圆环形吸入室和锥形管结构。

  (2)叶轮。叶轮的组成包括前盖板、后盖板和叶片等。弯曲的叶片将前、后盖板之间的空间分成了弯弯曲曲的通道。一般情况下，叶轮的结构分为闭式结构和半开放式结构，在矿山建设中，离心式水泵所要排出的水中含有大量的泥浆和颗粒，为了防止杂质将叶轮堵塞，常常采用半开放式叶轮结构。

  (3)导水圈。在螺旋形泵壳上固定有静止且带有导水叶片的圆环，它的叶片和叶轮叶片数量是不相等的，能够增大水流通道的截面面积。水流通过叶轮流出，经由导水叶片将其收集起来，此时，一部分水流动能转化为压力能，同时，经过导水叶片的引导进入下一级叶轮。

  (4)压出室。最后一级叶轮流出的水通过压出室收集到一起并流向离心泵的排水口处，常用的压出室形式有螺旋形压出室和圆环形压出室。在整个水流通道内，水的流速不变，冲击损失大大降低。

2.2  密封圈装置

  叶轮、叶片等旋转部件同离心式泵壳之间是存在间隙的，因此，在叶轮入口处的泵壳上安装有密封圈，主要是为了保证叶轮同泵壳之间的间隙要小，阻止水流的逆向流通。如果矿用离心式水泵是多级泵，那么在各级泵壳之间还必须要安装密封圈，主要目的是阻止各级水泵之间水流的泄漏。一旦密封圈损坏，水流就会发生逆流，水泵的排水效率大大降低，同时还会使得轴向力产生不平衡。

2.3推力平衡装置

  一般情况下，多级水泵的进水方式都是单侧进水，叶轮的入口处和出口处水的压力是不同的，这主要是由于叶轮在螺旋形外壳内部旋转，因此外壳和叶轮之间存在有间隔和空腔，此空腔之内充满了水，并且分别作用于叶轮的前、后盖板上；前、后盖板的面积是不同的，作用在其上的推力也就不同，产生了轴向推力。对于多级离心式水泵来讲，轴向推力通常是很大的，如果轴向不平衡，离心式水泵就不能正常运行，因此，需要推力平衡装置。

3  离心式水泵的操作和维护

  矿用离心式水泵的工作环境比较恶劣，要想保证在不出故障的前提下长时间的运行，对其正确操作和维护就显得尤其重要。

3.1针对润滑系统设置有效的监测装置

  (1)压力监测。润滑油压力是保证系统内润滑油量的有效参数，润滑油经过很长的管路输送到各个轴承处，在此过程中必然会有沿程压力损失和局部压力损失，压力有所降低。管路油压降低值必须要小于供油压力才能保证润滑油的供应。因此，一旦润滑油的压力值波动过大，不仅会消耗大量能量，还会造成系统润滑油的泄漏，不利于水泵在恶劣条件下的长期安全工作。一般情况下，离心式水泵的供油压力设置在0. 07 MPa～0.13 MPa，变速箱的供油压力设置在0.18 MPa～0. 32 MPa，最低供油压力设置为0.05 MPa，如果润滑系统油压低于此值，监测系统就会发出报警信号。

  (2)温度监测。润滑油的温度是检验其黏度和油性的主要指标，温度过低会致使润滑油黏度增大，不利于其流动性和润滑性，给水泵的正常工作带来极大的威胁；温度过高致使其黏度降低，此时油膜厚度变薄，大大降低其承载能力，润滑性能也会由于碳化而降低。通常情况下，矿用离心式水泵润滑系统油温最低不能低于30℃，最高不能超过55℃。在油箱处设置有温度指示灯，及时反映油温的变化情况。

3.2  密封系统、真空复水系统和工艺系统

  依据工艺规程所限定的时间，仔细检查密封系统、真空复水系统、工艺系统中的温度、压力以及液位指示情况，一旦和操作规程不相符，立即组织专业人员进行调节，保证密封系统能够正常运行。具体措施如下：①离心式水泵在开始工作前，要开启封油箱加热装置，使封油油温能够保持在30℃～55℃之间，开启封油主泵，让封油系统开始循环，同时，设置调节泵的出口和密封腔的油压，满足操作规程的要求，轴封系统设置声光报警系统以及停机连锁保护措施；②给复水器注入水，并且建立一个真空复水系统的闭路循环，真空度至少要在0. 07 MPa，同时，要调试辅助复水系统的自动启动性能，使其自动开启指标满足系统要求；③制定良好的工艺系统流程，保证各个部件能够满足工作需求；④保证各管线、阀门的畅通，提高设备正常运行的可靠性。

3.3加强对相关操作人员和维护人员的培训

  矿用离心式水泵结构复杂，涉及的专业也比较多，工人上岗前进行相关技术培训是必要的，同时也要定期举行技术培训，不断提高相关人员的技术水平和专业水平。每个相关人员都要熟练掌握设备的结构、工作性能、参考指标和操作维护规程，给设备的安全有效运行提供一个有力的组织管理环境。

3.4制定严格的巡回检查制度

  离心式水泵进入工作状态后，依据其运行情况、工作性能和工艺系统，对其进行调节，制定严格有效的巡回检查制度，规定检查时间、检查指标和检查要求，定期组织相关人员对设备的振动情况、油温情况、油压、位移等指标进行认真检查并作出记录，一旦发现和指标要求有差别、偏离指标要求太多的现象，要尽快组织专业技术人员处理。

4结语

设备的可靠是保证矿井安全建设和生产的重要前提，笔者结合自身多年的工作经验，对矿用排水设备——离心式水泵进行了一系列分析，并提出了相应的维护和操作措施，希望对今后矿井的安全生产有所帮助。

5摘要：在矿井建设和生产过程中，离心式水泵承担着排水的重要任务，正确使用以及维护离心式水泵对于矿井的安全生产起着决定性作用。主要分析了离心式水泵的工作原理和工作部件，提出了一系列操作和维护的有效措施。