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暖通空调系统用泵三大类型应用特点解析

暖通空调系统用泵三大类型应用特点解析

 闫茂华 泵友圈 2023-03-04 08:29 发表于北京

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作者：闫茂华


前言：笔者在暖通空调行业从业多年，对各种类型的泵应用特点和工况积累了较为丰富的经验，本文根据笔者过往的工作经验，整理而成，供大家参考学习，如有不足之处，不吝赐教。

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暖通空调系统用泵特点分析
空调暖通系统为闭式水系统，与其它开式系统有较大区别，而且考虑建筑隔音等要求，暖通空调用泵环境特点如下：
1. 闭式系统。管路系统高压力，泵体受液体压力不平衡，进、出口水锤影响大，特别启停过程，水锤危害极大。
2. 隔音减震要求。设备安装于建筑内部，特别高层建筑、地下室和楼宇中间夹层都设有设备间，必须考虑设备对人的影响，隔音减震尤为重要。水泵安装时，进出口装有橡胶或金属等软接头，泵与基础之间加有减震器和减震惰性块。
3. 变频对电机的影响。暖通空调泵采用变频控制比例越来越高，由于变频器质量参差不齐，加上外界的干扰，不但导致噪音增大，也会产生电机切割磁力线不平衡导致震动。
空调暖通用泵常遇到的故障有：机封漏水、噪音增大、震动增加和过流等。
根据以上三条空调暖通用泵特点，我们来分析三种水泵（卧式端吸泵、卧式双吸泵、立式管道泵）各自特点，看看那种类型水泵故障率更低，是暖通空调用泵最优选择。

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卧式端吸离心泵应用分析
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2.1 结构特点：侧面进水，上部出水。
2.2 优点：成本低、结构简单、安装方便、中小流量水泵容积损失小，避免泵壳排气问题。
2.3 安装方式：根据前边暖通空调系统要求介绍，安装特点如图1。
  • 泵底部加装惰性块和减震器；
  • 进出口装软接头；
  • 进水管路有支撑，出水管路走屋顶吊架方式。


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图 1

2.4 应用解析：针对图1安装方式，分析端吸泵会不会存在故障隐患。
第一，图2和图3是同一个项目中采取的两种安装方式。图2进水管道支撑与泵固定于同一块减震惰性块上。图3进水管支撑件直接固定于地坪，泵固定在建筑惰性上。

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图 2 

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图 3

图2为项目新建时安装泵，使用年限超15年。图3是后来改造安装，使用大约6年。合理配置应采取图2设计及安装，但现实中为了节约成本，基本按图3配置安装。
现在很多设计等技术要求部门也慢慢按图3要求。图3进水管支撑件直接固定于地坪上，进水管支持与泵减震无法同步，如图4中A点为固定点，进出口有橡胶接头，泵底部有惰性块和减震器，泵启动冲开止回阀过程中，产生反作用力，停泵产生水锤作用力，导致泵体下沉，产生如图4上下幅度振动。

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图 4

如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡，正常运行过程中也会电机带动泵整体产生图4振动。此振动将破坏联轴器等精度偏移，导致泵震动大，损坏机封和轴承等，产生水泵漏水、噪音增大等故障。

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图 5

图2和图3非常明显，虽然图3使用年数远远低于图2，但漏水现象非常明显，严重还会产生图5泵壳损坏现象。
第二，进出管路走屋顶吊架，进水管要由上到下安装，进口加装90°弯头入泵，根据GB50275-98,泵入口必须有段直短管，长度至少为泵的入口直径的3－4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
第三，暖通空调为闭式系统，多数高承压环境，入口高压加进出口软接头、底下弹性减震器，导致泵体向电机方向位移，减震台座限位如做的不好或漏装，会产生恶性破坏。
第四，大流量环境，叶轮自重较大，并且叶轮悬臂式安装导致径向力较大，对支撑的轴承压力非常大，轴承容易损坏。此类叶轮都为铸造件，表面粗糙，动平衡都为无负载情况下校正，负载下无法保证，将导致破坏性振动等问题。以上两种现象都会产生泵各部位易损件的损坏等连锁反应。

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卧式双吸离心泵应用分析

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3.1 结构特点：进出口在同一水平上，叶轮类似两个端吸泵叶轮背靠背铸造（如图6双吸泵剖面图），入口进入泵壳分左右进入叶轮。叶轮左右两边都有轴承支撑，两边都有密封装置。
3.2 优点：适用于中、大流量，高承压环境。可以直接接入管道的管道泵。左右轴承支撑，很好抵消径向力，避免径向力破坏。叶轮结构抵消高承压环境进口高压产生的破坏力。
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图6
3.3 安装方式：如上端吸泵安装介绍，同时有如下安装特点。
  • 泵底部需要装惰性块和减震器；
  • 进出口装软接头；
  • 进出口管路有支撑，进、出水管路走屋顶吊架方式。

3.4 应用解析：分析双吸泵实际使用情况
第一，图7和图8是项目中采取的两种安装方式。图7进水管道支撑与泵固定于同一块减震惰性块上。图8进水管支撑件直接固定于地坪上，泵固定在建筑惰性上。
合理配置应采取图7设计及安装，但现实中为了节约成本，基本按图8配置安装。现在很多安装、设计等技术部门也慢慢按图8要求。
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图7
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图8

图8进出水管支撑件直接固定于地坪上，进出水管支持与泵减震无法同步，如图8中A、B点为固定点，进出口有软接头，泵底部有惰性块和减震器，闭式水系统在泵启动冲开止回阀过程中，产生反作用力，停泵产生水锤作用力，导致泵头左右平行晃动，导致A、B和泵体产生振动差，产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
而且与电机部分产生晃动差。如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡，正常运行过程中也会电机带动泵整体产生泵头与电机振动差。此振动将破坏联轴器等精度偏移，导致泵震动更大，损坏机封和轴承等，产生水泵漏水、噪音增大等故障。
第二，进出管路走屋顶吊架，进水管要由上到下安装，进口加装90°弯头入泵，根据GB50275-98，泵入口必须有段直短管，长度至少为泵的入口直径的3－4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
第三，双吸泵初次运行需要顶部放气，否则蜗壳顶部窝气，产生噪音等。

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立式管道泵应用分析

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4.1 结构特点：进出口在同一水平上，电机在上，泵体在下的立式安装形式。
4.2 优点：结构紧凑，节约空间，可以直接接入管道。
4.3 安装方式：如上端吸、双吸泵安装介绍，同时有如下安装特点。
  • 泵可以直接安装进管路系统，也可以底部装惰性块和减震器；
  • 进出口装软接头；
  • 进出口管路有支撑，进、出水管路走屋顶吊架方式。

4.4 应用解析：分析双吸泵实际使用。
第一，如上端吸泵和双吸泵介绍，进出管道支撑应该与泵共同固定于同一块减震惰性块上。但现实中为了节约成本，基本按图9配置安装。现在很多安装、设计等技术部门也慢慢按图9要求。
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图9

图9进出水管支撑件直接固定于地坪上，进出水管支持与泵减震无法同步，如图9中A、B点为固定点，进出口有橡胶接头，泵底部有惰性块和减震器，闭式水系统在泵启动冲开止回阀过程中，产生反作用力，停泵产生水锤作用力，导致泵头左右平行晃动，导致A、B和泵体产生振动差，产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
如果电机配变频器产生切割磁力线不平衡，正常运行过程中也会电机带动泵整体产生振动。导致A、B和泵产生振动差，产生进出口法兰与泵体应力产生破坏力。
第二，进出管路走屋顶吊架，进出管要由上到下安装，进出口加装90°弯头入泵，根据GB50275-98,泵入口必须有段直短管，长度至少为泵的入口直径的3～4倍。现实中很多安装未考虑此规定导致入口产生絮流震动等现象。
4.5 典型案例：针对上述不足之处，笔者曾实地考察一案例。
如图10，管道泵采用直接安装管道上，或进出口法兰固定，而非底座固定，较好避免了水锤、减震设备等对泵体的影响。变频器集成于泵体，避免了变频器质量参差不齐和长距离电缆干扰问题，消除变频带来的震动影响。
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图10
泵入口加装导流器，出口多功能阀，此设计消除了因为进出口管路长度问题带来的絮流震动等现象。依据这个项目的安装，管道泵不但节能高效，也很好解决了空调暖通用泵常遇到的故障问题。

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