、350S44型中开泵装置基本情况
太原某钢厂共装四台350S44型循环水泵，由长沙水泵厂有限公司于2005年生产供货，供货合同规定的泵性能参数和工厂实际试验达到的参数列于下表5.16—1：
表5.16—1：泵的规定性能与实测性能对照表
| 性能参数 |
流量 Q(m3/h) |
扬程 H(m) |
效率 (％) |
汽蚀余量 NPSHR(m) |
备 注 |
| 合同规定值 | 1170 | 45 | 86% | 5.3 | 试验值完全满足合同要求 |
| 试验达到值 | 1170 | 46.5 | 86% | 4.7 |
配套电机为Y355M1—4型异步电动机、电机的额定参数为：
功率：Pe=220kw 电流：I=389A 电压：V=380V
功率因数：COSθ=0.87 效率：ηe=94—95% 取η=0.945
350S44型中开泵装置情况如图5.16—1所示：
图5.16—1说明：
1、冷却塔上水面标高为8.9m，冷却塔下水池水面标高经实测为1.9m，所以装置几何扬程为Hg=8.9—1.9=7m;
2、泵出水法兰和扩散管之间装有节橡胶伸缩节，内径φ300，长度约300mm，未用长螺栓作刚性联接。
3、经实测换算，压力表中心标高为1.19m，测压点管径为φ350。
二、350S44型中开泵试运行中存在的问题
四台泵由安装公司安装完毕之后，于2006年3月份开始试运行，经过几次测试和整改，工程监理部于4月21日提出，其中三台电机的水平方向振动超差，要求水泵厂派员协助分析处理。四台泵组的测振记录见表5.16—2
表5.16—2水泵P8466测振记录 单位：mm/s
| 泵体测点 | 泵体测点二 | 电机测点 | 电机测点二 | |
| A泵 |
┴:0.6 —:1.1 |
┴:0.9 —:1.0 |
┴:1.8 —:3.1 |
┴:2.1 —:2.3 |
| B泵 |
┴:1.0 —:2.2 |
┴:2.3 —:4.3 |
┴:3.2 —:5.1 |
┴:2.1 —:2.4 |
| C泵 |
┴:0.5 —:1.7 |
┴:2.4 —:3.3 |
┴:2.5 —:3.3 |
┴:1.9 —:2.8 |
| D泵 |
┴:0.5 —:2.2 |
┴:2.4 —:4.8 |
┴:3.8 —:6.2 |
┴:2.3 —:3.1 |
| 备注 |
尾端轴 承位置 |
联轴器端 轴承位置 |
电联端轴 承位置 |
电尾端轴 承位置 |
注：此表数据由钢厂提供，“┴”代表垂直方向：“─”代表水平方向
2006年6月14日，长沙三昌水泵厂有限公司再次派人到现场协助分析处理存在的问题。经过现场调查了解，当时运行三台泵组，发现如下异常情况（问题）：
1、泵的出口压力表指针不稳定，在0.34~0.4MPa之间剧烈晃动，泵内有汽蚀响声，C泵指针瞬时稳定在0.37MPa。
2、用手触摸吐出管，有明显的轴向来回振动。
3、泵吐出口所装橡胶伸缩节两端未用长螺栓作轴向刚性拉紧。
初步断定：泵偏于汽蚀性能很差的大流量低扬程工况运行；引发汽蚀和振动，同时橡胶伸缩节在时高时低的压力水作用下，有张缩的运动造成吐出管路窜动。为此要作泵运行工况分析。
三、350S44型中开泵运行工况分析
1、分析计算泵的运行扬程H：
已知：泵吐出压力（瞬时稳定值）P2＝0.37MPa，
压力扬程Hp＝0.37×102＝37.74m
压力表和吸入水位的标高差为Hg＝1.19-1.9＝-0.71m
初估流量Q＝0.42m3/s，测压点流速V2＝4×0.42/(π×0.352)＝4.37m/s
测压点速度扬程Hv＝V22/2g＝0.97m
吸入管损失为△h＝0.2m
所以泵的运行扬程H值为
H＝Hp+Hg+Hv+△h＝37.74+(－0.71)+0.97+0.2＝38.2m
2、根据H＝38.2m查泵的试验曲线（图5.16—2，该图为实际转速n＝1494r/min的性能曲线图，不是规定转速n＝1480r/min的性能曲线），得到泵运行工况的其他几个参数：Q＝0.42m3/s η＝82% NPSHR＝9m（NPSH线的延长线计数，不太精确）
根据H＝38.2m，Q＝0.42m3/s， η＝82%计算轴功率Pa:
Pa=QH/0.102η＝0.42×38.2/(0.102×0.82)＝191.8kw
根据电机的运行电流（C泵）I＝389×0.91＝354A计算泵轴功率Pa：
Pa＝VIcosθηe=×0.38×354×0.87×0.945=191.6kw
两种方法计算的Pa值非常接近，说明泵的运行工况分析比较准确。
所以泵的运行工况可以认定为：Q=0.42m3/s=1512 m3/h（为1170 m3/h的1.29倍）H=38.2m η=82% NPSHR≈9m
四、350S44型中开泵装置特性曲线
根据三台泵的运行工况和装置情况，可以推算出泵装置的特性曲线方程：
Hz＝Hg+KQ2＝7+19.66Q2 (Q—m3/s)
按上式作出Hz—Q曲线，见图5.16—3。
由图5.16—3知，当开三台泵的总流量∑Q=3528m3/h时，所需扬程仅26m（A点），当总流量达到3960m3/h时，装 置扬程也才31m（B点），所以原定设计扬程H=45m有点偏高。
五、350S44型中开泵改进措施
1、泵性能调整后的运行工况分析
根据以上分析，泵的性能肯定要作调整，即将泵扬程降低。泵扬程降低多少为宜？根据图5.16—3所示，泵的扬程可降至30m左右。经各方协商，将泵的性能参数调整为：
Q＝0.35m3/s＝1260m3/h H＝36m （图5.16—2中的E点）
根据上述参数，泵的叶轮外径，由φ400mm车削至φ375mm。将D2=φ375mm的三泵的H—Q曲线作在图5.16—3上，得到运行工况点为C点：
C点工况：∑Q=1.14m3/s=4104m3/s，H=32.8m，NPSHR≈6m
2、吐出管路上的橡胶伸缩节改钢性联接
橡胶伸缩节所受的张力为：
当P2＝0.34MPa时：Fmin＝∏302÷4×0.34×10.2＝2451kg≈2.5T
当P2＝0.4MPa时：Fmax＝∏302÷4×0.4×10.2＝2884kg≈2.9T
所以当F力在2.5～2.9T之间变化时，伸缩节将张缩使管道振动，并对泵体施加外力，也会引起振动。
解决办法：将伸缩节两端法兰用长螺杆刚性联接。
六、350S44型中开泵改进后的效果
双方经过协商，同意上述两条改进措施，并行成会议纪要。
φ375的铸铁叶轮于7月18日在D泵上试验，振动分析结果列入表5.16.3：
表5.16.3 单位：mm/s
| 泵编号 |
泵体测点 (从动端轴承) |
泵体测点二 (主动端轴承) |
电机测点 (轴伸端轴承位) |
电机测点二 (尾端轴承位) |
| D泵 |
┴:0.09 —:0.13 |
┴:0.09 —:0.11 |
┴:0.06 —:0.16 |
┴:0.06 —:0.18 |
注： “┴”代表垂直方向：“─”代表水平方向
同时，运行压力稳定，P2=0.32～0.34MPa。
将表5.16—3与表5.16—2加以对比，车削叶轮后，振动值有显著的下降，泵吐出压力表指针不再剧烈晃动，流量也满足使用要求，能耗也大为降低。改进效果得到用户的认可和满意。
