第12届流程工业泵技术论坛报道——虽然叶片泵独领风骚，但容积泵在总拥有成本方面具有优势。和往年一样，泵领域的相关人士汇集在维尔茨堡，参加了PROCESS杂志举办的第12届泵技术论坛，本届论坛的人数又创新高。为什么这一论坛具有这样的魅力？演讲嘉宾不单单是介绍自己的产品，而且提供深层次的实用信息。

2014年11月，第12届流程工业泵技术论坛在维尔茨堡市的马利恩城堡举办，主持人Friedrich-Wikhelm Hennecke博士指出“如何输送难以泵送的介质”作为本次论坛的主题，其中包括含固体物质成分的液体、多相混合物、悬浮液、高粘性介质或者具有特殊流动性能介质的输送。什么类型的泵适合于输送上述介质呢？

叶片泵是最合适的选择，在需要输送这些介质的流程工业企业中一直占有非常重要的地位，市场占有率高达75%，有时甚至能够达到80%~90%。而容积泵的市场占有率很低。很高的市场占率说明叶片泵常常成为企业采购人员的首选，同时，叶片泵投资相对较少。

德国格拉茨大学大学Helmut Jaberg教授还发现了叶片泵能够成为一枝独秀的另一个原因，叶片泵的结构形式非常多（Jaberg教授认为至少有20736种）且应用范围非常广泛。叶片泵的结构比较简单，因此它的维护保养也比较容易，符合设计同时具有很长的使用寿命。不过他也提醒说：“越是容易设计也越容易设计错或者用错！”Jaberg先生特别提到因考虑安全系数，叶片泵设计超过了应有的尺寸规格，超大号的叶片泵导致泵的工作效率低，加重了机械负荷，最终导致叶片泵提前失效。Jaberg先生表示：“这样设计出来的叶片泵有90%是在部分负荷工况下运行的。”他强烈建议对泵的工作点进行优化，这不仅是为了节约能源，而且主要是为了延长泵的使用寿命。

Jaberg先生强烈反对把泵视为“能源老虎”，他说：“泵本身消耗的能源并不多，它是在‘输送’能源，真正消耗能源的是系统。”

Bugartz公司的Hans-Wilhelm Möllman先生用生动的实例说明叶片泵是输送苛刻介质的最佳解决方案。在泵送80℃的硝酸、磷酸、硝酸钙、氟硅酸和沙子的混合物时，多种不同类型的泵大约都只能工作4周时间。Buartz公司的解决方案（带水冷却的复式滑动密封件，碳化硅耐磨板，双相不锈钢叶轮，转速低且可调）把泵的使用寿命提高了若干倍。Möllman先生说：“用户采用这一解决方案每年可以节约运行成本17万欧元。”

“由气体、液体和固体组成的混合液也可以采用特殊设计的叶片泵来泵送。” Edur公司Joachim Thiele先生介绍说。他还强调：“用户越来越喜欢完整的报价。我们的研发工程师团队要完成专业的水泵生产厂商的专业设计室的工作。”

图1 选择叶片泵还是容积泵？哪种泵更好？这与具体的使用情况有关。当被输送介质的要求很高时，需要需用容积泵

同步电机的崛起

泵的类型设计完成之后，驱动方式该如何选择？KSB公司的Ralf Kurrich指出，除了传统的三相异步电机之外，同步电机在市场中的份额也越来越大。他认为，转速调节变得越来越重要了。在保证泵无故障运行前提下，有一些方面是值得关注的，例如转速的调节范围、启动方式和绝缘轴承。泵的使用者应该清楚，如果工作温度提高10%，绝缘材料的稳定性将下降50%。

设计的重要性

Gendorf工业园运营商负责人Josef Lehner先生的一份报告备受关注，这份报告的标题为“泵的使用者最关心什么？”。泵的使用者希望尽可能用相同的叶片泵完成所有介质的输送，在完成安装调试之后尽可能不会再使用其他类型泵。但这往往是无法实现的，使用者本身没有清楚自己需要输送的是什么样的介质。“用户不能准确说明要输送的是什么介质是非常常见的，他们也分不清输送的是固体物质，还是固体和液体混合的介质。分析输送介质成了泵生产厂商的责任，他需要清楚输送的介质才能设计制造适合的产品。”论坛主持人Hennecke先生言简意赅地说道。

Lehner先生还常常遇到一些意想不到的问题，尤其是当设备制造商也参与的时候。设备使用者总是希望买到便宜的设备，但这意味着选择一个规格小一号且转速更高的泵。而这种选择会在长年的使用中产生更高的运行费用，设备的可用性非常不好。“许多设备制造商抱着顺利度过保修期的想法，认为设备配件供应与己无关。”

Lehner先生认为有一点很好，就是设备使用者很容易被说服使用容积泵，对于这一点Eberhard Schlücker教授也表示认同。在谈到容积泵时总是要提到容积泵的脉动，并将其视为容积泵的一个缺点。Schlücker先生强调指出：“叶片泵也有脉动，如果叶片泵的脉动增大，那么可能导致安全事故的发生。”尤其须要注意的是，当两台叶片泵平行工作时，如果没有正确的设计，则可能带来非常明显的效率损失。

泵的研发方向

SPX Flow公司（Bran+Luebbe公司前身）的Thomas Riel先生是容积泵技术的推动者。他所在的公司研发生产往复式容积泵，他非常肯定地表示：“往复式容积泵的效率是最高的。”

Riel先生认为，泵的研发方向是微型化和远程故障诊断。他用两个相距较远的石油钻井为例说明了这两方面的潜力。微型化一方面减少了设备的占用空间，另一方面减轻了设备重量，这两点对钻井设计工程师来讲都有着重要意义。

Netzsch公司的Robert Kurz先生的演讲主要围绕旋转式的容积泵。他介绍了该公司生产的螺杆泵、旋转活塞泵和转子泵。这些泵的选择与被输送介质的参数有密切关系，例如介质粘度、剪切敏感性、温度和对泵材料的要求。Kurz先生说：“即便是一些高粘度的介质，例如膏状介质、含有硬质固体的介质或者含有较大固体颗粒的介质都可以泵送。”

图2 整套设备总览：左侧是预制泵站的控制室，中间是雨水溢流池，右侧是预制泵站的机房

清楚工况要求

“泵相关的密封种类非常繁多。”来自Eagle Burgmann公司的Andreas Eiletz先生说。除了填料密封、磁力密封和机械密封之外，市场上还有多种滑动密封件。通过使用配套的润滑系统，明显扩大了这些密封形式的应用范围。输送含有固体的介质的泵可以使用滑动密封件进行密封。Eiletz先生说：“用户对被输送介质的性能描述得越准确，我们就越能有针对性地设计适合于这种介质的滑动密封件。”除了抗固体物质磨蚀的性能之外，被输送介质进入密封缝隙中的状况也有着重要的意义和影响。作为滑动密封件的发展趋势，Eiletz先生列举了干气密封和盒式密封，这两种密封方式使用的密封件可以采用特殊材料，例如金刚石或者碳钢。

参加论坛的人明确指出，供应商需要与用户加强沟通，搞清楚是否允许出现泄露或者允许多大程度的泄露。

一般情况下，动态密封很难实现无泄露。滑动密封也不是绝对密封的，平均每小时的泄露量为1g。实现绝对密封的一个途径就是使用复式滑动密封件，最好再添加一个泄露截止装置。要保证绝对没有泄露，就必须使用绝对密封的泵。

认识和避免问题

故障早期识别能够避免泵的损伤。Feluwa公司的Heinz M. Nägel先生表示：“长期的泵工作状态监控能够发现泵运行过程中出现的问题，尽早发现故障隐患，从而提高泵的工作效率和工作可靠性，降低维护保养费用。”在双软管隔膜泵Multisaf中没有磨损件，输送阀成了磨损件。Nägel先生表示，利用合适的固体噪声传感器能够检测输送阀的泄露。

小结

虽然现在有关液体介质的输送效率和驱动装置节能的问题成为了热议话题，但对于用户来讲最重要的还是泵的可靠性。叶片泵作为市场的主力军，需要接受的挑战越来越多。因为目前用户对旋转式容积泵和往复式容积泵的兴趣也非常大。

“叶片泵越是容易设计也越容易设计错或者用错！”
——Helmut Jaberg，德国格拉茨大学大学教授

“用户不能准确地描述输送介质的情况是非常常见的。”
—— Josef Lehner，Gendorf工业园运营商