泵与风机的故障分析和检修(图文教程)

离心泵故障
（一）、离心泵故障类型
  表4—l列出的离心泵14种 性能下降类型，都会成为工程师所面临的问题。这些问题可分为三大类：真实的水力问题，真实的机械问题和非真实的水力问题。真实的水力问题可能是由于泵或泵的传动部件发生了故障，使泵不能按照流量、扬程和效率等性能参数来运行。有些水力问题，如汽蚀，可能引起第二种类型问题，造成机械破坏。真实的机械问题表现为噪音、振动和过热等现象，并可能导致水力故障，使泵性能不能满足要求。
非真实的水力问题实质上也是水力问题，一般是由于管道配置和试验方法不正确所引起。这类问题，因判断困难，要加以解决，较之解决第一、二类问题，要付出较大的代价。
文中虽然详细地叙述了离心泵14种89项性能下降原因(见表4—l、表4—2)，但仍然没有包括表8-4氨压缩机单位冷量耗电量（KW•h/KW）转速：720r/min或以下全部问题。离心泵性能下降的原因主要关系到：一，离心泵损坏或出故障要看泵部件是否受到碰击；二，要看泵系统中是否有气体。
表4-1  离心泵典型故障一览表
1．完全不出水
2．输水区的液体比预定的少
3．压力表读数偏低
4．扬程—流量特性曲线与原来的不同
5．灌泵水在泵启动前漏掉了
6．动力消耗太大
7．有振动
8．有噪音
9．填料函漏泄严重
10．衬垫寿命短
11．机械密封泄漏严重
12．机械密封寿命短
13．轴承寿命短
14．泵过热，发生卡制
表4-2  离心泵故障原因一览表
1．测量仪校准有误或装配不当
2．泵运转中有空气进入或起动前泵输送系统中空气未排尽
3．转速过低
4．泵旋转方向不对
5．泵系统要求的输送压力大于设计值
6．扬程太低(包括吸水高度太高)
7．液体内混入蒸汽量过多
8．承磨面处漏泄过多
9．液体粘度超过泵原设计
l0．叶轮或泵壳被固体局部或全部堵塞
ll．叶轮或泵壳的流道粗糙
12．液体流道有鳍状切痕、毛边和锐缘等
13．叶轮损坏
14．叶轮经机械加工后直径小于图纸规定
18．吸入管压力管阻塞
19．底阀卡死或堵塞
20．入口过滤器由固体物质堵塞
21．入口过滤器被纤维遮盖
22．吸入管或压力管配置不当
23．进水池设计有毛病
24．几台泵并串联或串并联运行中有一台泵受到严重影响
25．进水池或水箱与水坑，其水平面低于泵的吸入口
26．转速过高
27．输送液的比重比预计的大
28．叶轮尺寸过大
29．泵传输系统的总扬程比预计的高或低
30．泵和传动装置的中心未对正
31．旋转件与静止件之间有磨擦
32．轴承磨损
33．盘根安装不当
34．盘根规格不对
35．机械密封承受压力过大
36．密封压盖太紧
37．轴承润滑不良
38．管系变形造成对泵的应力
39．泵以临界速度运转
40．旋转件不平衡
41．旋转件上的横向力太大
42．叶轮外径和隔舌之间距离不够
43．隔舌形状不合格
44．吸入管或排出管和管配件的尺寸过小
45．系统中阀或阀盘转动，泵内过早产生气蚀
46．轴弯曲
47．叶轮内外直径不同心或与其表面不垂直
48．部件错位
49．泵的运转流量过低
50．底板或基础设计不当
51．泵转速和基础的自然频率同其他结构部件发生谐振
52．轴承磨损成部件损坏，使旋转件偏离回转中心
53．轴承装配不当
54．轴承损坏
55．水封管堵塞
56．填料函内水封环安排不当，进入空间形成密封阻止了密封液
57．填料处轴或轴套磨损或损伤
58．水冷填料函冷却液供应出故障
59．填料函底处轴与泵壳之间的间隙太大
60．密封液内有污物或粗砂
61．填料函与轴偏心
62．机械密封装配不当
63．机械密封规格不符合给定的运行条件
64．部件内部错位，影响密封垫和密封的正确配合
65．密封面与轴线不垂直
66．机械密封干运转
67．液体内的磨蚀固体与密封培触
68．因密封垫和0形环损坏而轴套下面有泄漏
69．轴承体的内孔与尾水不同心
70．轴承损坏或破裂
71．轴承内润滑脂过多
72．润滑系统不合要求
73．轴承装配不合格：装配时有破坏，装配不正确，轴承型号不对头
74．轴承末加润滑
75．灰尘进入轴承
76．水进入轴承箱
77．平衡孔阻塞
78．平衡装置有故障
79．进口压力太高
80．中间轴承和轴承座之间配合太紧，出现轴向负载方向滑动现象
81．泵未灌水在干运转
82．泵内有气囊和蒸汽
83．工作流量过低
84．并联运行泵相互失调严重
85．管道应力很大、基础质量差或修理不善，引起内部失调
86．静止件受转动件内摩擦
87．轴承磨损
88．润滑油不足
89．动磨环和静磨环用物理性能相同的同一材料制成
（二）、离心泵典型故障
1、对泵部件的冲击
    硬质物体敲击光滑金属就像锤子敲击混凝土板，会击出一凹痕．凹痕周围金属变形导致金属表面的凹痕增加。如有凹痕的金属表面与另一金属表面贴合，则这两个表面就不能认为是处于平行状态。
    这种凹痕在泵部件上并不是罕见的，如果它出现在叶轮轮毅或轴肩的表面上，就会妨碍叶轮与回转轴成直角。如果轴套与轴紧贴，则轴套上的凹痕能使轴弯曲。紧靠滚珠轴承的轴肩上的凹痕会经常引起轴承过热。
非损坏表面间有污物也会造成类似情况。泵的任何部件如有隐患就会引起机械故障而造成有关部件损坏。大部分部件损坏后造成的后果普遍有：轴承过热、密封过度磨 损、有噪音和振动或输出功率超负荷。所有这些不良现象都可能因轴弯曲所造成。流量或扬程降低的原因，是一种流动冲击使叶轮两盖板向内弯曲而缩小流道面积的缘故。如没有实际方法校正已弯曲的盖板，则有的可用挫削办法扩大喉部面积来加以解决。
2、气囊
目前众所周知，有好多泵在吸入管内出现气囊后仍能正常运行，这就使用户疏忽了气囊的危害。气囊一旦顺管道进入泵内就会造成故障。
旋转的叶轮将较重的液体甩出后，叶轮出口处被气体堵塞，造成故障：一种情况是流经泵的液流被完全截断；另一种情况是，虽有液体流动，但流量下降。
这种流量下降会导致下列后果之一：第一，随着吸入管内堵塞区流速和压力损失的增大，通过气锁的液流绝对压力低于吸入口处的绝对压力，使更多的气体脱离液体。第二，液体以较高的速度流过气囊，带走了较多的气体。气囊的扩大或消失将取决于气体的形成或带走量的多少。
因为上述两种情况预测有困难，所以最好是能消除吸入管、泵壳或排出管内出现的气襄，以避免发生故障。

（1）、吸入管道的气囊
吸入管道内(图4-1)气囊的典型起因：a，管道有置高点；b，泵吸入管接头连接有同心异径管；c，密封垫圈比管径小或偏心。消除这些起因的措施是使吸入管逐渐下斜，采用偏心异径管和比管内径较大的密封垫圈。
如果工厂管道配置得不能使吸入管逐渐倾斜并存在置高点，那么这些点不是和大气联通，就是和供水箱的蒸汽室相通。如存在置高点而没有出现问题的话，那是因为液体流速低得使吸入管的气体末被带入泵内。
（2）、泵壳内的气囊
在单级泵中，气囊通常产生在涡壳的最高处，如果气囊不大，在移至叶轮入口前可能被液体带走，但气囊如因气体不断产生而变大，那就很可够进到叶轮入口，使流量和效率下降。
如果泵的排出管是向上垂直的，蜗壳顶部形成的气体可通过蜗壳内隔舌上的铝孔排出(图4-2)。如果泵的排出管是水平布置的，那么气体必然经排气管排出(图4-3)。气囊也可能在叶轮进口上方水平吸入管内形成，必须加以排放。
多级泵因有导流器气囊就不可能从泵壳的顶端向后移至叶轮进口，但要起破坏作用，使液体常常夹带着气体流入下一级叶轮进口。
多级泵的压力是逐级递增的，因此气体在末级被溶解的趋势较大，而依次各级的气体排出量必然少于第一、二级。
（3）、排出管道中的气囊
尽管对气囊问题已很注意，但排出管道中的气囊仍对泵特性有影响。当泵停转和排出阀关闭后，气囊通常在排出阀和止回阀之间形成。
有时排出管道低于泵的中心线，而在排出阀关闭后灌泵。同时，一般是在泵起动前打开排出阀，排出阀和止回阀之间积存的气体将返回泵壳内，对泵性能发生影响。
如果排出管道高于泵的中心线，那么排出阀和止回阀之间积存的气体可能产生阵发性的噪音，声如用锤敲打管子，原因是止回阀阀盘向前摆动碰到挡块所致。因为阀盘在上流外漏的面积大于在下流的，所以为了使阀盘旋转打开受到的泵压力要高于反压力。
但是阀盘一旦离开阀座，就在上流面完全漏出，前面受到扩大气囊的冲击。
3、泵运转时的漏气
空气在泵输水时可经过进口或吸入管和联接垫的孔以及轴与轴套间的间隙进到泵内。通常在泵上装有起动摇水管，灌水时要关闭底阀，以检查泵起动前吸入管是否有泄漏处。
有时在水池中泵吸入口周围起旋涡，而此旋涡端部的气旋道会引起难以解决的漏气问题。要防止旋涡的形成，吸入管入水深度与流量的关系应如图4-4所示。此外，防止旋涡形成可采取的措施是在水池液面放置浮块和吸入管装设喇叭口或滤网。
不 是从吸入口进泵的那部分空气，通常是由于吸入端填料函、法兰、轴衬、管接头、泄水塞、放气孔等发生泄漏造成的。上述备部位如泵在安全地区时可用明火检查或 往吸入管上面加水检查是否泄漏。如有泄漏，火苗会颤动；如漏流中有水，火焰还出现暂熄现象。此外，漏流还可用压力计测出，测时指针发生跳动。吸入侧填料函 通常装有水封环和专门防止漏泄空气的水封装置。因此，如期为填料函漏气时，要检查一下水封,看水滴是否自由流动。水封环必须正确地安装在填料函内，以使其真正起到水封作用，而且水封环的入口应该有水流入。密封压盖处漏水，就是表明这种密封不起作用。
二、离心式泵的故障分析（二）
本节内容将分析泵安装、装配和机械加工或试验不正确而产生的故障。
本来离心泵的故障大部分不必要特别加以分析或解释，但有少数情况例外，因对泵性能畸变问题缺乏分析而造成时间和经济上的浪费。对泵这类性能畸变问题的解决，首先是按照机械损坏的可能性来检查，其次是进行特性曲线的分析。
机械损坏的检查是要查明叶轮安装及供水池和吸入管配置是否正确以及因不正确所造成的异常现象。特性曲线的分析是要通过水力试验获得扬程、流量、效率和功率等相关数据。
（一）、装配毛病
有许多泵通过主轴上的两个螺钉就可确定叶轮的轴向位置。这种泵在装配时应注意使叶轮出口中心线与泵壳中心线重合，两中心线错位对泵的性能有不良影响(图4-5)，特别是泵壳和叶轮之间的间隙过小，则影响更大。

其他零件的装配问题，如轴承的安装，则比较容易检查。某些情况如有平衡孔的叶轮允许压力液体经平衡孔从叶轮的一例流到另一侧，从而减小轴向推力。立式泵的主轴重量较轻(图4-6)，不足以使止推轴承座和止推轴承的滚珠保持经常接触，因而产生噪音和振动，振动能使泵很快损坏。对此采取的简单补救办法是堵住平衡孔，增大轴承的轴向负载。
泵 叶轮在多数情况下受到的轴向负载大，因此，泵托架外侧装止推轴承，内侧装中间轴承。为了使轴承运转良好，对轴承座的机械加工必须精确，使得轴承与泵壳之间 不出现径向间隙。当内侧的中间轴承和轴承座之间的配合太紧时，中间轴承可能承受轴向负载，从而减少止推轴承应承受的轴向负载。若跟着出现较大的轴向负载， 则中间轴承可能短时间损坏。当中间轴承的外座圈和轴承座之间落入灰尘时，即使泵壳加工精度符合公差值仍然会发生类似情况。为了消除上述过载现象，装配时应 加以注意，不要使中间轴承装得太紧，无法实现轴向串动。
另外，轴承的装配不应该松得使轴承座圈在轴承座内发生转动。通常滑动摩擦比滚动摩擦大10至15倍，所以滚珠轴承座圈怎么能在轴承座内旋转还是一个谜。但这在实际中是常有的事，其结果是使轴承在较短时间内损坏。
（二）、试验结果说明
就任何已知故障类型来说，尽管有许多原因使检查有困难和费时间，但通过仔细地研

究泵性能曲线，往往可能减少这种困难。
泵性能畸变的一些典型曲线和产生畸变的有关原因如下：
(1)，当效率保持不变时，在泵的整个工作范围内扬程降低，消耗的动力也较少。造成这种现象的大部分原因是叶轮铸造变形，此外还可能是旋转速度低于规定转速和叶轮尺寸过小。