卧式渣浆泵配自吸罐虹吸罐的时候注意事项

一、前言

液下浆液泵用于从地面下一定深度的浆液池向地面输送浆液。液下浆液泵采用立式结构，一般安装在浆液池的顶盖上，电动机置于高处，泵体和叶轮浸在液面以下，泵在起动前无需灌泵，使用很方便。电厂的排污水泵、火电厂脱硫系统用吸收塔排水坑泵、石灰浆液池泵、事故浆液池泵等现场大都考虑使用液下浆液泵。

液下泵使用时必须将泵头浸入浆液中才能起动运行，且维修时需要将泵整体吊出浆液池，现场操作具有一定的难度，且工作量大。另外，现场一般坑深都在3m以上，为满足现场使用，立式液下泵轴大都较长，如果现场的实际运行点偏离泵的设计点范围较大时，则泵轴在承受较大的径向力的情况下，会产生振动，影响泵的可靠性与稳定性，主要表现为振动超标甚至出现断轴及轴承损坏频繁等现象。如果采用卧式离心泵，则可避免上述问题，但由于卧式离心泵基础高于水池水位，泵进水管底部都要安装逆止阀，当停泵时间较长时，由于底阀密封不严，使泵内浆液发生泄漏，此时要想起动离心泵，首先需要灌泵，对及时开泵有影响。

二、原理介绍

为解决上述问题，采用了卧式离心泵加自吸罐的结构如图1所示，该结构经过试验及现场实际应用，表明能很好地解决上述问题。

图1 卧式离心泵加自吸罐的结构

1.排空阀 2.自吸罐吸入管 3.放气阀 4.离心泵

从图1中可看出，卧式泵进口与自吸罐的底部连接，自吸罐的顶部接吸入管和吸入池相连接。泵起动前将自吸罐内注满清水或浆液，泵起动后会将自吸罐内部分液体排出，自吸罐液位下降，由于罐体为密闭容器，在自吸罐内造成顶部真空，形成一定的真空度，此时大气压便将浆液池内的浆液压入自吸罐内形成循环，保持罐内液位高于泵吸入口液位，达到给泵提供浆液的目的，保证泵能够连续运行，从而利用离心泵的吸上能力将浆液池内的液体排空。

其操作过程较简单，首次开泵前先关闭泵的出口阀门，打开泵的入口阀门，打开自吸罐上部放气阀门，将自吸罐与泵内充满清水，水满后关闭放气阀门。泵起动后缓慢打开出水阀门，随着罐内形成负压，浆体即可沿垂直吸入管上升，浆体即可流入罐内补充罐内液位，满足泵连续运行。

关闭泵后，用冲洗水管对泵及自吸罐进行反冲洗，防止泵及罐内浆液沉积，而罐内液位始终高于泵进口，则再次起动时不需再灌泵，即可起动。

三、自吸罐结构对比改进

在试验台上对卧泵加自吸罐结构进行常温清水试验。选用φ40mm口径的卧式离心泵，转速n=1 470 r/min，自吸罐规格φ450mm×500mm，液面距泵入口高差1m，液面高度保持恒定，坑尺寸3m×3m×3m。采用结构（见图1）时试验时，吸入管路为管径D=φ50mm的无缝钢管，吸入管通入罐顶，需从自吸罐顶部注水，试验结果显示泵关死点扬程H=32.3m，最大流量点Q=32.5m3/h，扬程H=14m。而该泵在不配用自吸罐时最大流量能达到Q=58m3/h，显然未能达到该泵应有的性能。

分析原因认为：吸入管路管径偏小，且从罐顶注水又增加了吸入管路的长度并加设两个弯头，这些都使泵吸入阻力加大，且管路顶部可能存在一定的空气排不出去，这都容易造成泵汽蚀，尤其当用户选型不合适时，泵在大流量区域运行，汽蚀性能差，而且现场所输送的浆液普遍温度较高，汽化压力较大，都使泵汽蚀性能较差，现场应有很可能会出现抽不上水的情况。根据分析结果，将自吸罐结构进行改进，如图2所示，吸入管从罐底进入，使吸入管路缩短，去掉弯头等装置，并将吸入管路管径加粗为管径D=φ80mm的无缝钢管，使吸上阻力减小，且能很好地避免管路里窝存空气的可能，降低了泵汽蚀的可能性，试验结果显示最大流量能达到Q=56.5m3/h，H=24.1m，与不配用自吸罐时参数基本吻合，达到了该泵应有的性能。将改进后的卧泵加自吸罐结构应用于现场后，完全满足现场使用要求。

图2 改进结构

1.自吸罐吸入管 2.排空阀 3.放气阀 4.离心泵

四、采用自吸罐的设计关键点

1）选用泵时，要计算泵的汽蚀性能满足泵吸上高度的要求，否则该泵容易产生汽蚀而出现泵不上水的情况。

2）必须计算好自吸罐的体积，以保证泵不将自吸罐抽空，自吸罐进出口间的容积应为罐体吸上管路容积的3～7倍，一般按5倍设计，保证泵不将自吸罐抽空，且罐体高度一般为罐直径的1.5～2倍。

3）自吸罐的吸入管路尽可能短，且口径不小于泵的吸入口径，管路内壁必须光滑通畅，从而减小吸入阻力，减小浆液泵汽蚀的可能性，以保证泵能够正常运行，参数达到现场工况要求。

4）自吸罐设计压力为10bar（1bar=0.1MPa），根据输送介质不同，可采用1Cr18Ni9Ti、304、304L、316以及316L等材料，材料厚度不应取太小，以便能承受一定的负压。

5）吸入管路及罐体必须保证气密性好，即组成进水管路的各部分，包括阀门、管路、法兰密封面以及罐体等都必须保证在泵吸入过程中不得有漏气现象，否则罐内无法形成负压而造成无法自吸。

6）当泵处于长期停止工作时，要将泵及自吸罐内腐蚀性介质放尽并用水进行冲洗，起动时要保证自吸罐内无介质沉积，否则影响泵的自吸性能。

7）考虑泵的汽蚀性能、罐体的体积、综合成本等因素，此结构较适用于φ150mm口径以下的泵。

五、结语

用自吸罐加卧式泵代替液下泵的方案，避免了液下泵长度需要受坑深影响而调整长度，且维修时不用将泵从坑内抽出，直接在地面上进行维修，减少了工作量，维修方便。自吸罐加卧式泵方案第一次起动泵时需灌水，后续起动时不受液位限制，随时可以起动，随用随开，使用方便。

自吸罐配用不同单级单吸离心泵后，可广泛应用于电力、化工、化肥、冶金、石化、矿山及氧化铝等行业。该方案的采用，拓宽了设计思路和选型范围，使泵产品更能灵活适应市场的需要。