在化工装置中使用的各种泵类设备里，离心泵是最基础、也是最常见的一种。即使是初级的装置工程师，只要理解了用途、材质、轴封方式以及电气规格等设计要点，就能够对泵的选型、运行和维护建立基本的信心。
本文将以化工与批量生产装置为背景，通俗地讲解离心泵的基本设计思路。
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离心泵的用途
在批量式化工装置中，离心泵通常用于以下场合：
- 公用工程液体（水、冷却水、循环水、热水）
- 工艺用浆液（Slurry）
公用工程用泵往往是大容量设备，电机功率超过 37 kW 也很常见。离心泵相比无密封泵效率更高，因此在大流量场合通常优先选用离心泵。
由于公用工程系统即使发生少量泄漏也不会造成严重问题，离心泵非常适合长期连续运行以及主备切换运行。
同时，离心泵对空转和关阀运行具有一定耐受性（相对而言，无密封泵在这方面较弱）。
对于工艺浆液，由于存在浓度、耐腐蚀性和堵塞风险等因素，也经常选择离心泵，但从泵设计角度来看属于相对特殊的应用。
材质选择
离心泵常用的材质包括：
- 铸铁（FC、FCD）
- 不锈钢（SCS13、SCS14）
- 高耐腐蚀合金（如哈氏合金）
在常温清水条件下，铸铁即可满足要求。
对于接近 100℃ 的高温或低温工况，推荐使用不锈钢。
工艺浆液通常需要选择不锈钢或更高等级的耐腐蚀材料。
流量与扬程
- 流量通常由工艺需求决定
- 公用工程：根据装置总需求或冷冻机能力确定
- 浆液：根据槽内液量和给料时间确定，一般 100–200 L/min 即可
- 扬程往往更多受到输送高度和设备压损的影响，相比之下，管道摩擦损失在标准设计中占比不大。
轴封
离心泵通常采用机械密封。
轴封及其冲洗系统是离心泵设计中非常重要的一部分。
泵的结构形式
- 卧式 / 立式
一般优先选择卧式泵，因为其规格、容量和效率选择范围更广。立式泵多用于浆液等特定用途。 - 泵的类型
离心泵属于透平泵的一种。一旦选择离心泵，就意味着排除了轴流泵、混流泵等其他透平泵形式。 - 吸入口形式
对于中小规模批量化工装置，单吸泵已经足够。 - 叶轮类型
- 闭式叶轮：效率高（适用于公用工程）
- 开式叶轮：不易堵塞（适用于浆液）
- 半开式叶轮：介于两者之间
- 扩散器（Diffuser）
当 NPSH 不足且液体温度较高、容易发生汽蚀时，可考虑加装扩散器。 - 吐出口方向
吐出口的位置因厂家和布置条件不同而有所差异。 - 级数
批量化工装置通常采用单级泵即可满足需求。
润滑与安装
离心泵一般采用油浴润滑。
泵可直接安装在混凝土基础上，或安装在钢制槽钢底座上，取决于装置结构和安装楼层。
地脚螺栓或后置锚栓的选择通常与电机功率有关。
电气规格
- 电机功率
由于涉及泵效率和电机效率，仅凭密度、流量和扬程无法直接确定电机功率。 - 电压
工厂中常见为 200–400 V。电压越高，电力损耗越小。 - 极数
离心泵通常采用 4 极电机，可获得更长的使用寿命。 - 相数
标准为三相笼型感应电机。 - 频率
日本关东地区为 50 Hz，关西地区为 60 Hz。 - 防爆
化工装置中电气设备通常需要防爆：- 增安型防爆（Ex e）：价格较低、交期较短（传统认知）
- 隔爆型防爆（Ex d）：价格较高、交期较长
近年来增安型防爆交期延长，实际设计中将隔爆型作为标准配置也较为合理。
对于公用工程泵，只要安装区域允许，也可选用非防爆电机，尤其在大功率场合更具优势。
结语
离心泵是化工装置机电工程师最基础、也是最重要的设备之一。
通过理解用途、材质、流量、扬程、轴封、结构形式以及电气规格等设计要素，即使是初学者，也能对泵的选型、运行和维护建立扎实的基础。
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