多级离心泵结垢防治

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刘创丰

长庆油田分公司第五采油厂 陕西省西安市高陵区 710200

摘要

多级离心泵被广泛用于我国工业、农业生产的多个领域,多级离心泵由于直接和输送的流体作用,因此容易发生结垢,继而使得离心泵的性能下降,最终导致离心泵不能正常工作。笔者对采集到的结垢物质进行了实验室分析,并且通过反复试验,总结出一种防止离心泵结垢的涂层工艺,通过这种工艺,使得多级离心泵的抗结垢性能大大增强,提高了生产效率。


关键词

多级离心泵;结垢;防治

正文


1引言:

我国的农田灌溉、城市排污、海洋船舶、化工、石油运输等领域多使用离心泵来完成液体的传输,离心泵是一种流体机械,它的离心力是依靠叶轮旋转,继而产生一种离心力,来实现液体的运输。多级离心泵一般是指两个离心泵的串联,这样做可以使扬程得到叠加,而获得一种高扬程的液体传输效果。多级离心泵在我国的各个领域中使用非常广泛,而且随着我国科学技术的不断发展和工业化的进程不断推进,我国的各个领域对于多级离心泵的性能也提出了更高的需求,除了要满足高扬程、高效率之外,离心泵的可靠性和安全性也是必须要考虑的范畴之一。离心泵由于要使用液体输送的各个工业领域,由于液体本身性质的影响,多级离心泵的叶轮会发生结垢,继而影响多级离心泵流量,严重者会导致多级离心泵不能继续工作,因此离心泵的结垢问题也是影响到离心泵性能的主要因素。

2 离心泵结垢现象分析

因为使用中的多级离心泵发生了无法盘车的现象,笔者在对多级离心泵进行拆解维修的过程中发现,多级离心泵的叶轮的泵壳、叶轮、口环上遍布一种黄色的物质,经过笔者对叶轮的拆解,笔者发现,叶轮的流道中也遍布一种黄色的物质,这种物质导致了多级离心泵的流量发生了减少,这种黄色物质有一个特性,就是表面有一定的粘性,而靠近叶轮的表面的物质却质地偏硬,而且呈现块状分布。在口环和叶轮的交接处,也有一层质地偏硬的深黄色物质,就是这种物质,导致了口环和叶轮之间的摩擦力逐渐加大,最终导致离心泵无法盘车。

笔者对采集到的黄色物质进行了实验室的分析实验,初步判定这些黄色的结垢物质有可能为硫酸钙、碳酸钙、硫酸镁和碳酸钙等物质,笔者将这些黄色物质和稀硫酸溶液进行混合,发现了大量的无色无味的气泡,而且黄色物质在稀硫酸溶液的作用下,逐渐消失,最终化为清水。

3多级离心泵结垢的危害

3.1发生离心泵结垢之后,必须对离心泵进行拆解,才能对离心泵进行维护,反复的拆解、安装会导致离心泵泵脚的螺丝松动,滑丝,最终会导致多级离心泵四角的螺丝的螺栓松动,导致多级离心泵四个角的受力不均匀,力矩不同,振值持续走高,长此以往,会导致多级离心泵的性能下降,寿命减少。

3.2多级离心泵的叶轮等部位发生腐蚀

多级离心泵结垢之后,在多级离心泵的泵壳、口环、叶轮会积累一种黄色的物质,这种物质非常难去除,而且质地偏硬,一般的处理方法是采用锉刀将这种物质刮除,而这样做的时候非常容易对多级离心泵的叶轮、泵壳、口环进行一定的损害,多级离心泵的这些元件一般都由不锈钢组成,如果在刮除中导致一定的刮伤,就会在下次使用中发生一定的腐蚀,如果受损严重的话,就必须对这些部件进行更换,无疑增加了多级离心泵的使用成本。

3.3多次维修后导致泵体的机械密封性能下降

多级离心泵如果发生了结垢问题,必然会停止运行,维修者必须对离心泵进行拆解和维护,经常的拆解维护会导致泵体的机械密封性能下降,泵体和口环、叶轮之间的结合松动,反复的拆解必然会导致泵体的机械密封性能下降,最终会导致流体的泄漏[1]

3.4反复维修容易导致不可避免的泵体损害、

因为离心泵的结垢问题而导致的离心泵的反复拆解,维修者往往会忽略各部件之间的润滑问题,有时候还会人为的导致泵的润滑杯的损害,离心泵的各个部件之间缺少了润滑油的作用,会导致各部件之间的不断磨损,最终导致多级离心泵的寿命下降。

4多级离心泵结垢原因分析

经过对采集到的黄色物质的实验室分析,发现这种物质能溶于稀硫酸,结合离心泵的使用领域,笔者发现,多级离心泵的结垢的主要原因是离心泵运行环境中的流体碱性过高,而且含盐物质过高,这些流体在多级离心泵的运行过程中,不断的附着在离心泵的表面,久而久之导致了多级离心泵的结垢[2]

5涂层防止多级离心泵结垢的方法

实际上,流体中的溶解盐类的沉淀对离心泵并不会产生非常大的危害,而导致离心泵的主要原因就是沉淀物粘附在多级离心泵的表面,继而形成结垢的现象。通过实验室的反复试验,笔者发现,如果泵体的各个部件表面的张力减少,则沉淀物就无法着床,也就是说沉淀物不能粘附在泵体的表面,也就不会导致结垢。因此,如果对多级离心泵加以防结垢涂层,则不会导致结垢现象的发生。必须找到一种表面张力小的物质对多级离心泵的表面进行进行涂层处理,而有机高分子聚合物因为自身的抗沾粘,难润湿的特点,表面张力小的优良特性,无疑是一种理想的涂层选择。

但是对多级离心泵进行有机高分子聚合物涂层防止结垢的时候,必须考虑离心泵的运行环境,多级离心泵输送的流体多为矿物质水,这些矿物质水中必然存在一些固体颗粒,即便泵体有了有机聚合物涂层,也不能避免涂层的磨损问题,如果涂层发生了磨损,泵体还是会对输送的流体物质中的沉淀物进行粘附,继而造成泵体结垢。因此必须考虑到涂层的耐模性问题。还有一个必须要考虑的问题就是,有机聚合物一般对金属的结合性都不是很好,而泵体多为不锈钢材质,如果直接涂覆则很容易导致涂层的脱落,因此,为了让有机聚合物涂层和泵体结合更好,就必须使用过渡层。笔者经过试验,发现一种理想的涂层工艺,通过这种工艺,可以让涂层不容易脱落,而且能保证高聚物的涂层性能,工艺流程如图1所示[3]

 

 

 

 

 

 

 

1 多级离心泵涂层流程

笔者通过反复试验证明,采用这种多过渡层的离心泵涂层工艺,可以让高聚物涂层和泵体的结合更加牢固,而且具有很好的耐磨性和耐腐蚀性,而且由于高分子聚合物涂层的作用,泵体对输送流体中的易结垢物质的抗粘附性能更好,而且表面的张力更小,继而获得了很好的防结垢功能。

6结语

综上所述,多级离心泵的结垢问题可以通过泵体的涂层工艺进行处理,虽然这种涂层工艺还停留在实验室阶段,没有得到广泛的推广,但是随着科学技术的发展,这种技术也能得到广泛推广。

参考文献:

[1]张敏. 影响工业循环冷却水结垢和腐蚀的因素及其控 制[J. 科技传播,20137):2.

2]司乔瑞,袁寿其,李晓俊,等.空化条件下离心泵腔内不稳定流动数值分析[化农业机械学报,20145013

3]王松林,谭磊,王玉川.离心泵瞬态空化流动及压力脉动特性[J].振动与冲击,20133222):168-173

 

 

 

 


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