关于BB5型泵平衡机构的疑点问答

前言

平衡机构是多级离心泵最常用的一种平衡轴向力的方式，如果选型、设计、使用不当，将严重影响到泵组的运行可靠性。以下为博禄塑料（上海）有限公司张工（张晓敏）与泵沙龙就平衡机构方面问题的问答。仅代表泵沙龙个人意见，供参考。

问答

问：BB5型泵平衡机构（平衡盘、平衡鼓和双平衡鼓结构）有明确的设计要求吗？还是只要各家对泵平衡力计算没有问题、各种平衡机构设计都可以。

答：国标及国际标准对多级泵平衡机构没有明确的设计要求，三种结构都有广泛且可靠的运行业绩。

问：就看各家的使用业绩？可能每家的平衡机构设计都不同，是否有好坏之分及优劣势之说？

答：对于API泵来说，主要看是否有相同或相似工况的运行业绩。不同型式的平衡机构，各有优缺点（见表1）。但不同的平衡机构使用的工况不同，如对于介质中含有固体颗粒工况，最合适的平衡机构为平衡鼓结构。

表1 – 三种平衡机构之间的比较

注*：由于平衡盘结构（泄漏量小）间隙较小，在小流量下运行时，平衡泄漏水通过很小的间隙降压，有可能汽化，产生压力波动。当通过平衡回水管直接引入多级离心泵入口时，会使泵发生汽蚀，引起运行不稳定。

问：这个有没有成熟的设计原则或依据？平衡机构属于结构设计的一部分，如何来衡量它的好坏，或者提早发现并规避设计中可能存在的不足？

答：有行业认可（默认）且成熟的设计原则：至少能够平衡绝大多数的轴向力，但其所选用的结构型式应适合使用工况。不过，每家的设计理念及其设计结构可能都不完全一样【例如，对于双平衡鼓（也称为平衡鼓盘）结构，KSB的双平衡鼓为一个整体零件，而EBARA则由两个零件组成】，没有好坏之分（只要合适就是最好的），也没有统一标准。

问：一般泵厂会在投标阶段提供轴向力计算的数据或承诺其设计满足轴向力平衡吗？我看有些多级泵就是因为平衡机构设计不好导致设备出现故障。

答：如果买方没有要求，泵厂不会在投标阶段提供轴向力计算的数据或相关承诺书的。对于API泵，通常都看使用业绩，具有良好的使用业绩才会选用。

多级泵平衡机构的设计专业性非常强，特别是平衡鼓结构。如果设计太小，则平衡轴向力的能力相对较弱，推力轴承（主推力瓦）的负荷将大大增加；如果设计太大，那么可能会改变轴向推力的方向，导致推力轴承副推力瓦的负荷大大增加，这对于配带不同承载能力的主、副推力瓦的泵来说，将带来很大的运行风险。

当然，国内确实有很多泵厂缺乏专业技术人才，其产品的可靠性会大大降低。

问：据你多年的了解，目前国内BB5型泵哪些泵厂的使用业绩最多最可靠？或者说哪些泵厂有过失败的业绩？

答：这个对于国外泵制造商来说，都是成熟技术，不存在失败之说，除非你使用的场合不当。其实，除了平衡机构本身设计以外，还与介质、动静零部件材料、间隙设计、是否暖泵、运行方式及驱动方式等相关。自上世纪80年代末90年代初开始，随着英国WEIR公司、德国KSB公司以及后来的瑞士Sulzer和日本EBARA等国际知名的泵制造商多级泵技术的相继引进，国内很多泵厂在消化、吸收（或者测绘）的基础上都形成了属于自己的一些平衡机构的设计方法。其中，对于双平衡鼓结构，绝大部分国内泵厂基本借鉴于德国KSB早期的高压锅炉给水泵的技术。即使有失败的业绩，也不一定是因为平衡机构的结构问题引起的。

目前国内能生产BB5型泵且可靠性较高的厂家不少，如上海凯士比、苏尔寿、嘉利特荏原、沈鼓、上海能源装备（原上电修）、大连深蓝、格瑞德等。

问：涉及到介质和使用工况吗？这些设计因素如何匹配？有没有参考表？国内泵厂如深蓝，他们有自己的设计能力和成熟经验吗？

答：对，与介质及使用工况密切相关。关于设计因素的匹配问题，泵沙龙建议见表2。

表2 – 不同介质及使用工况推荐的平衡机构

注：A为最合适；B为较合适/较不合适；C为不合适。

深蓝在石化行业（及其它行业特种泵）做得非常不错，他们应该是在借鉴了国外技术的基础上形成了自己的设计能力，并且有很多成功的运行业绩。

问：是不是双平衡鼓结构是最好的？

答：从表2可以看出，当介质比较干净（不含固体颗粒）、而且泵为连续运行时，双平衡鼓结构是最合理的设计。

注：关于更多的多级离心泵平衡机构的信息，请参见泵沙龙文章“漫谈多级离心泵平衡机构”。