前言

经常有人问题我：能否提供一些关于离心泵启动调试方面的建议和步骤？根据经验，在不了解具体应用的情况下，我不情愿做出任何预测。这时，我会开始问一些关于泵及其具体应用的问题，但谈话很快就变得支离破碎，逐渐转到体育节目或Netflix上值得狂欢的系列节目上。实际上，大多数人希望得到的是能适用于所有工况用泵的精减版的内容。这是本文的第1部分。

基础工作

在我的职业生涯中，亲自处理了数百台离心泵的工作，从小型到大型，并配备了从汽轮机到电动机的各种类型的驱动机。并非所有这些工作都进展顺利，但从失败中获得了经验，从经验中获得了智慧。

无论哪种泵类型或应用，都有一些基本的启动步骤。在本文中，除了介绍一些通用的启动步骤以外，还将介绍经常被忽视的一些细节（常见错误），这些细节可能会将维护人员和设备带入“灾难”。注：本文中提到的泵均指离心泵。

在我的职业生涯中，经常作为“灾后法医病理学家被邀请到犯罪现场”。我目睹了一些代价高昂的错误的启动步骤，如果操作员阅读并观察了设备安装操作维护手册（EOMM）中的几个关键点，这些错误就可以轻松避免。

让我们从几个基本的、正确的步骤开始，无论泵的类型、型号和应用。

1）已经仔细阅读EOMM和当地设施操作规程/手册。

2）每台离心泵在启动之前都必须进行灌注、排气和充满液体。将要启动的泵必须正确地灌注和排气。

3）泵吸入口阀门必须全开。

4）泵出口阀门可关闭、部分开启或全开，这取决于在本文第2部分中介绍的几个因素。

5）泵和驱动机的轴承必须有适当油位的适当润滑油和/或是否存在润滑脂。对于油雾或压力油润滑，必须确认外部润滑系统已启动。

6）必须正确调整和/或设置填料和/或机械密封。

7）驱动机必须与泵精确对中。

8）已完成整个泵及其系统的安装及布置（阀门安装到位）。

9）操作人员已经获得授权启动泵（执行锁定/挂牌程序）。

10）启动泵，然后打开出口阀门（至所需工况下的开度-）。

11）观察相关仪表-出口压力表升到正确的压力，流量计显示正确的流量。

到目前为止看起来很简单，但请允许我提供一些建议。你是否首先设想自己购买了一台平稳运行的泵，该泵能够在最佳效率点（BEP）运行时产生适当的流量和扬程，只要进行简单的准备就能启动，并且没有任何问题？如果你这样做了，那么你就错过了上述启动过程中的几个步骤。

我们经常会发现自已在泵旁，没有为初始启动做好充分准备，并伴随着一位不耐烦的、缺少操作经验的运行主管，催促着“启动它”。这里的问题是，在这个戏剧性的启动时刻到来之前，实际上有一长串应该完成和/或检查的项目。泵很昂贵，你很容易在按下启动按钮的一秒钟内浪费掉所有成本、甚至更多成本。

本文将把讨论的内容限制在启动前需要和/或建议的“事情”上。泵和系统越复杂，需要的步骤和检查就越多。我不会介绍更复杂的安装和程序，因为这些操作员通常都经过严格的培训、并具有丰富的经验。

关于泵的正确选择，在我们称之为启动的关键时刻之前，早就在经过综合考虑后做出了决定、并确定了行动步骤（或者称之为“安装之前或安装过程中应该做的事情”）。

应该提前完成的基础工作包括基础设计、灌浆、消除管道应变、确保具有足够的NPSH裕量、管道尺寸和系统配置、材料选择、系统水压测试、监测仪表、浸没计算和辅助系统配置及要求等。

ANSI泵

美国国家标准协会（ANSI）泵是世界上最常见的泵类型之一。因此，本文将介绍一些对这种泵很重要的事情。

ANSI泵包括可调叶轮间隙设置。基本上有两种相反的风格，但无论是哪种风格，在启动前都必须调整到适当的间隙。机械密封也需要调整和设置。注意：必须在设置叶轮间隙后设置密封，否则设置/调整将会发生变化。

ANSI泵的旋转方向非常重要，因为如果泵旋转方向错误，叶轮将立即“膨胀”（从轴上松下）到泵壳体中，并对壳体、叶轮、轴、轴承和机械密封造成代价高昂的损坏。因此，这类泵通常在发货时未安装联轴器。在安装联轴器之前必须进行驱动机旋转方向的检查。不幸的是，很多现场调试都跳过此步骤，这是一个常见问题。

灌注

泵必须在启动前进行灌注，这常常被误解或忽视。即使是自吸泵也必须在第一次启动前进行灌注。已灌注的涵义是指从吸入管路和泵中排出了所有空气和不凝气体，并且系统中仅存在（泵送）液体。如果泵处于浸没系统中，则灌注过程相对容易。浸没系统仅仅意味着液体源位于泵叶轮中心线以上的高度。要去除空气和不凝性气体，仍然必须将它们排放到系统外部。大多数系统将包括一条带有阀门的排气管或一只可拆卸的管堵，以便于排气。

排气小贴士

正在运行的泵无法进行正确的排气。较重的液体将被排出，而较轻的空气/气体则留在泵内，通常被困在叶轮入口和/或填料函/密封腔中。排气不当解释了启动时会听到的尖叫声，这种噪音会在一分钟后和机械密封开始泄漏之前消失，因为机械密封出现了干磨。大多数密封腔/填料函应在启动前单独排气。填料函中带有喉部衬套（限制性）的泵将面临特定的排气挑战。一些专用的密封冲洗系统和一些附件将允许这种（设计）自动排气。不要认为你的系统有特殊的设计。

立式泵对排气有自己的特殊要求。由于填料函处于高点，因此在这些情况下需要采取额外的预防措施（通常带有Plan13进行排气）。

具有中心线出口管的泵通常适合自动排气，但不一定适合填料函或密封腔排气。轴向剖分泵或具有切向排出泵将需要通过其它方式对泵壳体进行排气（通常在泵壳体高点安装排气管进行排气）。无论泵类型如何，空气仍然需要有地方去，所以要确保它有地方去。

泵吸入口未被浸没

当液体源低于叶轮中心线时，需要以其它方式对泵进行排气和灌注。有三种主要方法：

1）在泵管口吸入端使用底阀（止回阀）。可以在吸入管路中加注液体，底阀会将其保持在管路中，直到泵启动。

2）使用外部装置在吸入管路上抽真空。这可以通过真空泵、喷射器或辅助泵（通常为容积泵）来完成。

3）使用灌注罐或灌注腔室。

附加提示

底阀往往不太可靠，因在全开或全关位置的最坏时间内出现故障或卡死而臭名昭著。当它在部分位置出现故障时，你可能没有意识到它不起作用。

吸入管路中的任何空气仍然需要去某个地方（否则它会被困住），并且泵将无法压缩它。你将需要某种类型的排气管或自动排气阀。如果下游有止回阀，泵将无法产生足够的压力来提升和打开止回阀。

自吸泵或从其它来源灌注的泵在启动和灌注过程中，需要对机械密封进行润滑。许多自吸设备通过使用充油密封腔的设计来处理这个问题。当然，泵不一定在该腔室中装油，你需要在启动前才添加它。其它泵将需要外部润滑源和/或独立的密封冲洗系统。

运行模式下的自吸泵不会将液体从吸入管路或密封腔中泄漏出去，因为这些区域通常处于一定的真空状态，但确实会意识到空气会泄漏进来。

其它注意事项

以下是启动泵时经常被忽视的其它检查和操作步骤的汇总，没有先后顺序。

安全始终是第一位的，也是首要的指导方针。请注意，你可能正在使用高温、含酸并自动启动的加压系统。你还站在旋转设备的旁边，如果不遵循正确的操作步骤，旋转设备会毫不犹豫地“还以颜色”。

无论你在何处启动设备，几乎99%的可能性是所有者都有一些必须遵循的步骤。

然而，我看到的最常见的疏忽是，操作手册被丢弃，形成了一长串错误的操作习惯，其中包括现场必须做但没有做的事情。用户必须明白，没有一台工业泵是"即插即用"的。

一个简单的检查方法是用手旋转泵（也称为“盘车”），泵应该可以自由转动，没有束缚和摩擦。由于惯性，大型泵可能需要额外的扭矩，可以使用适当的工具来克服这些扭矩（注意使用工具的方式和位置，以防止损坏泵轴）。

应在润滑完成或启动后但在密封设置之前进行盘车（如果密封冲洗系统已工作或密封腔内充满冲洗液并进行了充分的排气，则可以在密封设置好之后进行盘车。盘车圈数通常控制在3圈～5圈）。此外，在联轴器组装之前进行盘车要容易得多。

这意味着，机组系统必须锁定并挂牌（如防止机组意外启动-）。

在未先对没有连接的驱动机进行旋转方向检查的情况下，切勿通电旋转离心泵！不正确的旋转可能是我看到的第二个最常见的错误。

对于一个新的系统来说，在施工管线中通常会残留大量的污垢和碎屑。在泵启动前，谨慎的做法是在吸入管线上安装一只临时（调试用）过滤器。过滤器必须有足够的过流面积，以允许适当的流量，且不会明显影响NPSH裕量问题。过滤器必须有一些测量自身压差的方法，否则你将不知道何时被堵塞。

具有长且空的出口管线的泵系统将在初始启动时出现问题。当管线充满液体时，泵几乎没有阻力，因此它会运行在曲线的“末端（即runout点）”。你可以通过部分关闭出口阀来引入临时的人造阻力。当填充管路系统时，水锤和相关损坏的风险也会增加。

在泵启动之前，你应该知道仪表上（会显示）的预期流量和压力。此外，提前了解预期的安培读数、频率[如果使用变频驱动器（VFD）]以及功率读数。如果工厂没有这些设备，我喜欢带自己的频闪转速表、振动探头和红外数字温度计（注意：通常需要获得许可，许多设施不允许使用个人设备）。

启动泵前，请确认机械密封支持系统是否已经工作？这在API密封冲洗方案Plan21、23、32、41、52、53、54和62中尤为重要。

对于在填料函中使用填料的泵，检查以确保是否有冲洗管线，如有，是否连接到干净的液源？还需要检查填料函是否有足够的压力（流量）。在打开泵的进口阀门和出口阀门之前，最好打开密封冲洗液。请咨询泵和/或填料供应商，检查填料泄漏率是否正确，该泄漏率将随液体温度及其它物理特性、轴转速和尺寸而变化。

如果你无法为你的应用找到可靠的答案，请按照每英寸（每25mm）轴直径每分钟10滴（的泄漏来确定）。在最初的磨合期，无论直径如何，我通常都会选择更宽松的泄漏率（每分钟30到55滴）。

以较小的增量进行压盖调整，即每个压盖螺母每次调整一个相同的增量，分多次调整到位，调整时间间隔可达15到30分钟。正确调整填料的关键是耐心。

启动泵及其辅助设备时，应使用所有感观。检查是否有火花、烟雾和摩擦，如设置不当的轴承隔离器或挡油环。聆听叶轮中气泡的爆裂声或急需润滑的机械密封的尖叫声。闻到了吗？填料不应该冒烟。由于不平衡或汽蚀等，设备发生松动，你能感觉到地板和/或管道振动吗？

始终尽量缩短泵在最小流量区域（曲线左侧）或其附近运行的时间。同样重要的是，不要让泵在曲线最右侧（靠近runout点）运行。

如果你正在泵送高温介质，请避免热冲击问题-启动前应遵循预热（暖泵）程序。大型泵可能具有最小和最大允许温升及冷却速度。许多多级泵将需要一个预热程序，该程序还需要在盘车装置上缓慢旋转一段指定的时间或预定的温差。

启动时，应密切监测轴承金属温度（或油温）。不要用手去感受温度，因为这不是一种精确的方法。更重要的是，大多数人会在°F（49℃）的温度下感觉到轴承箱很热。轴承金属温度或油温接近°F至°F（80℃到82℃）并不罕见。要观察的重要参数是温度变化率。温度快速上升是一个危险信号，出现这种情况时，建议关闭机组并调查根本原因。测量温度的位置也很重要，插入轴承中或轴承外圈的铂热电阻比轴承油池或回油管道温度更具真实性和及时性。

在调试过程中，电机可能会频繁地启动。请注意你的电机每单位时间内允许的启动次数。通常，电机越大，极数越少，允许的启动次数就越少。

泵出口阀状态

经常有人问我：泵启动时，出口阀应该打开还是关闭？我的答案是：这要视情况而定，但无论如何，泵进口阀门应该是打开的。

接下来，我们来看看叶轮。有很多事情需要考虑，但我们今天要回答的主要问题是：叶轮的几何形状是什么？根据该形状，我们将确定比转速（Ns）的范围，见图1。为了了解比转速的概念，让我们重点讨论液体的方向路径，特别是它如何进入和离开叶轮。Ns是扬程、功率和效率曲线形状的预测指标。

图1：不同类型叶轮的比转速值

低比转速

如果液体以与轴中心线平行的路径进入叶轮，并以与轴中心线成90度角（直角）的角度离开叶轮，则叶轮处于低比转速范围。

中比转速

如果液体以与轴中心线平行的路径进入叶轮，并在接近45度角的位置离开叶轮，则叶轮处于中等比转速范围。这些是混流式或弗朗西斯叶片式叶轮。

高比转速

如果液体沿平行于轴中心线的路径进入叶轮，并沿平行于轴中心线的路径流出，则这是一只高比转速叶轮。这种轴流式叶轮看起来类似于船舶或者飞机的螺旋浆。

比转速与泵功率曲线形状

如果不知道叶轮的比转速？请询问设备制造商。

对于低比转速泵当你打开泵出口阀门并增加流量时，所需的制动功率（BHP）会增加。正如你直觉所料，这是一种直接的关系。对于中等比转速泵，BHP曲线及其最大值点向左移动一些标称量。在过去，你可能没有注意到这种变化。轴流泵的比转速很高，并且BHP在较低流量时接近其最大值，实际上随着流量的增加而降低。也许与你的期望相反？请注意，当叶轮设计从低比转速变为高比转速时，功率曲线的斜率也会发生变化。

回答最初的问题

我建议在低比转速泵启动时关闭出口阀，而在高比转速泵上打开出口阀。注意：这是一个经验法则，但有许多可以修改答案的警告。具体如下：

1）如果低比转速泵具有较高的扬程，则可能需要稍微打开出口阀，以降低通过出口关闭阀的压差。高压差将阻止阀门的打开，此步骤将使打开阀门的作用力最小化。一些系统将有一条专门用于此目的的旁通管线。对于具有高轴挠性系数（L3/D4较高）的泵，则应尽量缩短曲线左侧的运行时间，以确保更长的密封和轴承使用寿命。请注意，轴挠性系数值违反直觉，数值高是不好的，数字低是好的。最后，注意曲线形状，例如，接近关死点时下垂的曲线（即“驼峰”）会使泵处于振荡状态。因此，你需要快速地将泵置于离关死点更远的位置运行。

2）泵下游具有压力（其它来源，如来自于并联或串联运行的其它泵）且没有止回阀（或泄漏的止回阀）的系统，可能在出口阀打开时（高压介质倒灌）迫使泵反转。在泵反转时启动泵的严重后果是：导致泵轴的断裂。

3）如果将要启动的泵与另一台泵并联运行，则需要考虑止回阀升程点和控制仪表。此外，当第一台泵启动时，它可能会在其曲线的末点（最右边Runout点），直到第二台泵（后续）启动……

4）通常，高比转速泵在出口阀打开的情况下启动，以减少电力负荷和对驱动机产生的压力。在许多情况下，驱动机的规格可能不足以处理低流量功率要求，并且会脱机跳闸。

停机

除了某些高比转速泵以外，关闭泵的正常步骤是先关闭出口阀，然后立即关闭驱动机。这将减轻驱动机不必要的压力，更重要的是，它将减少或完全消除水锤问题的可能性。

对于带有变速驱动的系统，可能会增加（停机）步骤和程序。如果泵并联运行，并且由于最小转速、止回阀和系统背压问题，必须小心降低驱动机频率。

最终的指导方针

最后分享四个提示：

1）在启动泵之前，请了解在紧急情况下在何处以及如何关闭设备。

2）在启动过程中，切勿站在电机风扇或者联轴器旁边。

3）将你的泵专家朋友的电话号码放在手边，以备不时之需。

4）始终以终为始。

注：本文由泵沙龙翻译、编辑和整理，并进行少部分修改和补充。

本文来源:泵沙龙(作者:JimElsey)，源自泵管家