工业生产中物料的流动、输送主要借助泵设备的正常运转来实现，这好比人体内血液的流动离不开心脏的跳动。而石化行业中采用离心泵更是占总泵类约80%左右，因此离心泵的合理选择和配置对流程工业显得十分重要。

正确合理选择泵的关键是判断泵是否处在性能曲线上的工作点和范围内，并按状态参数、输送物料特性、泵的液力学性能、泵材和密封件等来选定。如选择不当，将不仅满足不了生产要求，且效率低、寿命短，从而造成能源浪费和设备损耗。当然泵配置时还会有一定的检测元器件和控制元器件，以保证泵能稳定可靠地运转，要注意做到正确的使用与维护保养。

根据国内外离心泵在使用问题上的经验表明，泵运转时引起的故障，其中除泵本身因设计、制造不良或者选型不恰当外，多数属使用单位在配置设计时不够周全，安装、配管施工不合理，启运前清洗检查不够而有杂物掉入泵内或操作方法不正确和维护中的疏忽等原因，都会影响泵的运转和寿命。

合理选型及系列确定

以下列举几例说明离心泵合理选型和系列确定的重要性，

吉林某地工厂区的凝结热水泵站，要将冬季采暖及工艺夹套或伴管所产生的蒸汽冷凝水通过该泵站将冷凝热水收集后，通过泵输送回热电厂，以保证热电厂锅炉供水的回水率。由于该水温一般是在82℃以上，应选专用热水泵而不能选用一般的清水泵。因开始则用清水泵而失效，不久就变更设计。由于热水会汽化因此所选用的泵要具有较高抗汽蚀性能，它的叶轮进口往往很小，输送距离约有3~4km，宜用多级泵，而第一级往往做成双吸的，或在叶轮前可加诱导轮以抗汽蚀。

这类泵的填料函通常处于负压下工作，为防止空气漏入应使用有一定压力的冷水注入填料函，用以冷却密封和润滑。

这类泵要按API 682-2004中提出的要求必须进行冷却，现国内如丹东克隆集团公司等所生产的该类泵都能适用于高温热水工况。

京郊一化工厂的燃煤自备锅炉房，采用水力排渣，渣水先进入沉淀池经沉淀后上部水再循环返还进行冲渣，池中上部清水因仍含细微的炉灰颗粒而使用了一般清水泵，但运行不久即出现叶轮等部件的磨损后改选用国产PH型灰渣水泵。

东北地区一氯碱工厂的蒸发工段碱液输送到固碱工段，该输送泵在室外碱液储罐旁，该泵在选型时未考虑泵的防冻措施，气温下降后碱液泵被介质冻住，给生产带来不便，不能输送到固碱工段，为此需对泵采取防冻措施或将泵置于室内（有采暖）并有伴热设施才解决了这一困难。

在华东一精细化工引进项目谈判中，发现外商所选用循环水泵的系列的正常流量不在该泵特性曲线的优化运行曲线范围内，势必造成效率低、能耗高、后与外方研究后改为同类型泵另一系列来满足工艺生产要求。

以上列举实例说明泵的选型及系列确定是十分重要。总而言之，泵选型要根据输送液体量（流量Q），装置扬程H的要求，以及液体特性、操作条件、地理位置来合理选定。当然流量是选泵的主要依据，还要了解在生产中流量变化范围即最小流量、正常流量及最大流量，一般选泵时可按最大流量为依据。

扬程H是选泵的一个重要性能依据，它可依照管路系统的具体布置，设备塔器间的压差等条件计算求得，同时选泵的扬程应注意最低入液面和最高送液高度，并留有一定余量，一般取系统扬程1.05~1.1倍作为选型依据。

节能

离心泵在选型和配置设计时一定要考虑节能，这也是当前实现低碳经济所急需的，一般可从泵的结构和电机这两方面着手。要从点滴小处着手来节约能源，并注意泵的安装位置，防振设施，泵出入口的合理配管，及阀门的设置以避免不必要的阻力损耗，决不能出现大马拉小车的现象，要使泵的实际需要功率与所配的电机功率尽可能做到相匹配。有的企业所选泵的扬程（即泵的铭牌扬程）大于实际需要的扬程基至高出30%以上，那就势必导致泵的运行效率降低，能源浪费严重。这种情况国内有的企业在满足工艺要求前提下，对泵的叶轮外径作适当的切割，使能耗降低。

如南通石化分公司所属厂通过对离心泵叶轮切割的技术改造，改变了设备“大马拉小车”的局面，改造后电能消耗减少822万kWh，年经济效益22万元。目前该厂共对同类15台离心泵实施了技术改造，实施后离心泵运转良好，经过计算年节电可达10836kWh。广东韶关某焦化厂的循环冷却水泵亦采取这一措施。

对泵配功率较大的电机在启动时往往采取自耦降压启动器来启动电机（即用Δ-Y连接方式），降低启动电流亦是一种降低能耗的方式。尤其在石化行业有些泵要求输出流量随工艺要求而变动，那就应设法采取在电机上做文章，如变极调速，整流子电机调速，直流电调速等方式。当前在国外及国内有的生产企业采用交流变频来调速，这是既先进又可行的办法，通过调整频率来改变电机转速以达到交流电机调速的目的。

采用这种变频技术调速可使电动机达到高效运行状态，这是当今工业上最佳调速和节能的方式。

据德国VDMA泵及系统协会和德国能源促进署联合进行的调查显示，如果泵及其系统选择正确并运行良好，则往往可达到节省能源20%~40%。

有些工厂冷却水泵在运行时往往在压力侧用挡板节流的方法控制流量，用这种方法带来的后果是在其工作特性范围内使泵在较低的利用率范围内运行，从而大大增加了泵的能源消耗。有的泵则在公称功率极限状态下工作，或是在超负荷状态下工作（这似乎是看来想降低购泵的投资费用）这其实也大大降低了泵的使用寿命。

例如节流调节的泵当输出流量为额定流量的60%时，消耗的能源仍然会高达额定功率的90%左右，而当采用变速泵时，输出流量同样为60%，则变速泵的电力消耗仅为30%，因此对于在功率反复升降或者部分负荷工况下运行的泵，使用变速泵是一种特别有效的节能方法。由于采取节能方式使泵的磨损减少，延长了泵维修保养周期，这样不仅节约能源费用，也节约了维护保养费用。

如湖北鸡笼山黄金矿业有限公司，通过对湖边水泵等采用变频调速节能措施，可分别节能26%~28%。而化工生产如江西南通和天津的丁苯橡胶工程中，有一些计量泵采用变频调速来调节加料流量，达到了节能效果。在精细化工和医药化工行业的间歇生产中，化学物料流量不是恒定的泵亦可在满足工艺要求的前提下采用变频调速来达到节能。目前利用变频调整输出频率改变电机耗电，达到交流电机调速的目的，可获得10%~35%的节能效果，设备转速降低后又可减少磨损，延长使用寿命。当然还要考虑投资费用，应与长期节能效果和增加变频器费用作出合理比选后，再作出正确的节能方案。

密封

泵运行的可靠性主要取决于密封，它是防止物料泄漏或外界杂质侵入泵内的一种措施。选好密封的结构材质，做好加工磨合，就不会影响泵的效率也不会造成泄漏和环境污染。现国内外石化行业所用的离心泵已普遍采用机械密封，主要基于机械密封的众多优点，如密封性能好，不泄漏，同时磨擦功耗小，不磨损转动轴，使用寿命长等。离心泵一般采用接触式动密封，又可分为填料函密封及机械密封，往往是利用添加在密封间隙内流体的特殊性质来达到密封效果。

由于机械密封属高精度机械部件，材质也比较特殊，所以安装和拆卸一定要严格按照规定的方法、步骤来进行，决不能马虎大意，这样才能保证良好的密封性并提高使用寿命。

实践证明（如图），新泵轴承在开始的t0到t1时间内磨损的速度较快，这是由于轴承滚动体与滚道、支架等运动副加工表面难免存在有毛刺、切削或磨削痕迹等缺陷，加上装配后存在的位置偏差使磨损迅速加快。对新泵磨合运行约15~20h后停下，将其机油趁热从油腔底边盘车边排空，用新的机油清洗泵腔，消除磨合下来的磨屑等杂物，重新调整磨擦副的配合间隙，进行机械部分紧固、调整、清扫等工作，再注入新油后重新投入使用。并注意运行状况和润滑油质的监控和点检，从而可保证和延长新泵正常磨合期的运行时间。

正式启动前先用手盘空车看是否轻松灵活。试车时可先用水作静压试验，直至打静压无泄漏为止，正式投运前应使密封腔内充满冲洗冷却液，对输送可凝固冻结的介质时，应用蒸汽将密封腔加热至介质熔点以上。启动后要观察运转泄漏情况及温度是否正常。停车时要先停泵，再关冲洗液。一定要注意防止周期性及经常性泄漏。

机械密封一般具有以下元件，即动环、静环及其密封圈。而动环和静环组成磨擦副的材料要根据介质的特性、温度、工作压力、密封面线速度等因素来选择；还要考虑到动环在启动或端面液膜破坏时要能承受短时间的干磨擦能力，动、静环不能使用同种材料制造，以免运转时咬合。

用于动、静环的材料很多，如铸铁、硬质合金、磷青铜、锡磷青铜等，还有非金属的陶瓷、浸渍石墨、聚四氟乙烯、酚醛塑料等。铸铁易加工、密封性、耐磨性一般、耐腐蚀性较差；硬质合金的硬度、强度都高，耐磨性也好，并具有一定的耐腐蚀性，但性脆易碎裂，加工也比较困难；磷青铜耐高温，但不耐氨等腐蚀；陶瓷具有很好的化学稳定性，硬度高，耐磨性好，但导热性差；浸渍石墨有良好的自润滑性，耐热冲击，除高温氧化剂外很耐腐蚀；聚四氟乙烯磨擦系数低，耐腐蚀性能好，也具有自润滑性，但硬度较低，耐磨性不高；酚醛塑料在水润滑条件下的磨擦功耗极低，但制作简单，成本低廉，宜用作静环。

动环密封圈和静环密封圈要求有良好的弹性，小的磨擦系数，耐介质的腐蚀溶胀、耐老化。在压缩之后长期工作中具有较小的永久变形，以及在高温下使用不粘着，低温下不变硬脆而失去弹性。

由于不注意保养，管理不严而出现的泵密封泄漏往往会造成重大事故发生。如华东某PVC糊树脂生产装置虽是引进技术和一些设备，由于运转已十多年，装置设备（含泵等）出现跑冒滴漏，产生大量有毒有害物质，影响操作人员的身体健康，必须更换一些泵设备并要加强生产安全管理，特别是建立严格的劳动保护及泵类维护规定。所幸这些工作人员中毒被及时发现进行抢救致未造成人员死亡。

华北某炼油厂的液化气分离装置的LPG泵房，亦由于泵泄漏，使泵房内形成爆炸性气体，所幸泵房内设置了有害气体浓度超标报警，中控室负责人组织及时处理，从而避免一场爆炸事故的发生。

当前国内已有不少机械密封离心泵生产企业如大连博格曼有限公司等均能提供改进的液化气（LPG）泵。

另如高温热水泵为提高抗汽蚀能力，避免泵入口处形成真空，要按照API 682中提到“为保证密封达到可靠性的要求，如温度高于82℃热水工况下，应当采用适当冷却措施，以使介质具有良好的润滑性能”。国外如Flowserve 公司往往在泵设计完成后，采用先进的计算机模型来检测密封面的机械性能和热变形以及预期密封泄漏值。运用多年来设计高端机械密封件的经验，结合多年来对各种应用场合的实验室测试经验，该公司开发出了精确可靠的有限元分析模型。此模型的精确性与实用性使工程技术人员能够在相对较短的时间内设计出应用于苛刻工况条件下的机械密封件。国外还有专业检测技术服务公司为生产企业采用氦气进行检测密封找出泄漏点。但国内多数企业则在这些技术水平上还有不少差距。

泵零部件的质量保证

泵的零部件质量十分重要，传统的泵是由泵体、联轴器、电动机和底座等几个部件所组成，而泵的生产厂家一般不制造所有的部件，往往根据泵的设计由外部协作企业或分包给别的企业来负责供应零部件，购来后由泵生产企业负责组装成完整产品。泵生产企业用的铸件、轴承和滑动密封件一般靠外购，滚动轴承则为标准件，这些协作或分包企业一定要有批准的质量保证体系证书，并按国标或客户要求采用的标准如API Std 610等来进行生产，同时泵总装企业需对用户负全责。

零部件的质量好坏直接影响着泵的寿命长短。如滑动密封件是一种要求很高的零部件，它的设计和制造都需要有丰富的专业经验。目前国内大连苏尔寿（Sulzer）泵及压缩机有限公司、丹东克隆集团等泵生产企业已符合美国石油协会API标准的要求。

随着国内经济的进一步发展，对泵的要求将会不断增长。国内泵生产企业与国际泵生产企业已围绕产品质量、可靠性及使用寿命等方面来展开竞争，我国已有一批训练有素的泵制造技术人员并亦建立自己的研发和设计开发部门。而对于一些有特殊要求的专业泵，为了保证生产顺利运行随时可进口或建议与国外公司合作制造以保证整体质量。

防止离心泵发生汽蚀的措施

汽蚀将使泵产生振动和噪声，过流部件将产生点蚀，导致泵性能下降，甚至使离心泵不能正常工作。

发生汽蚀时，由于气泡突然溃灭，液体互相撞击，冲击金属表面，产生各种噪声，严重时可听见泵内发生爆炸声，而通常汽蚀发生在叶片入口附近，汽蚀使过流部件产生点蚀从而使泵的性能下降。

为了提高离心泵抗汽蚀能力可采取下列措施：

降低吸入管阻力，正确确定泵的安装位置和高度。

采用双吸式叶轮。

采用诱导轮或用超汽蚀叶形诱导轮。

为了延长叶轮的使用寿命，宜采用抗汽蚀材料如铝铁青铜9-4、不锈钢2Cr13、稀土合金铸铁或高镍铬合金等。

对过流部件可进行涂层保护处理。

总之，为了不直接影响离心泵正常工作，在设计、选用、安装和运行中要从以上几方面进行综合考虑，同时还要加强日常管理、维修维护来提高离心泵的抗蚀能力，消除或降低汽蚀的危害。

离心泵备用率设置原则

泵在正常运行时，如果制造质量及运行维护好，一般只用一台泵即可。如在流量和扬程相当时，可用一台大泵取代并联工作的两台小泵，一是由于大泵效率高于小泵效率，另从消耗能量角度来讲，宁可选一台大泵而不用两台小泵，但在下列情况时，可考虑两台泵并联工作。

流量很大，一台泵达不到所需流量。

对于需要有50%的备用率的大型泵，可改用两台稍小的泵工作，另有一台作备用，共三台，

对于某些更大型的泵，可选用满足70%流量要求的泵并联工作，而不用备用泵，当有一台泵维修时，则另一台泵仍能承担生产上70%送液量的任务。

至于泵的备用率，应从工艺流程中的重要性，操作的连续与间歇，泵产品的长期运转可靠性（相对于操作条件苛刻程度），维修能力，以及泵的价格等方面加以综合考虑。一般为（1）进料泵、回流泵、塔底泵应考虑50%~100%的备用率；（2）对工作条件恶劣的泵，纯度要求高的产品泵，加热炉进料泵，炉子燃料油泵需采用100%的备用率。（3）对其他一般连续操作的产品泵、回流泵、循环泵等要有50%的备用率，而对于间歇操作的泵，一般可不设备用泵，以减少投资。

薛祖源，1927年5月生，江苏吴江市人。原化工部第一设计院（现改为中国天辰工程有限公司）副院长兼总工程师，国家级高级工程师，教授级高级工程师，政府特贴专家。先后在上海华东工业部化工设计室、北京化工部设计公司、吉化公司设计院（化工部第九设计院）工作，1970年7月后调入吉林化工公司机关工作，任吉化副总工程师，1982年6月调入原第一设计院。自2003年起为中国管理科学研究院特约研究员，曾任天津市人民政府历届咨询委员会委员。