机泵基础培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/85,单击此处编辑母版标题样式,机泵基础培训,讲课：魏 刚,净化一车间,1,/85,02:21:29,机泵基础培训,流体输送机械,离心泵的基本结构和工作原理,离心泵的安装、使用和维护,离心泵常见故障与处理,其它类型液体输送机械,2,/85,02:21:29,一、流体输送机械,1 .,概述,流体输送是化工生产过程常见的单元操作之一。为了将流体从一处送到另一处，不论是提高其位置高度或增加其压强，还是克服管路的沿程阻力，都需要向流体施加外部机械能。流体输送机械就是向流体作功以提高其机械能的装置。,目前流体输送机械为通用机械产品，在生产中如何选用既符合生产需要，比较经济合理的输送机械，同时在操作中做到安全可靠、高效率运行，除了熟知被输送流体的性质、工作条件外，还必须了解各类输送机械的工作原理、结构和特性，以便进行正确地选择和合理使用。,3,/85,02:21:29,1.1,输送机械的用途,补充能量：将流体从一处输送到另一处,提高压强：给流体加压,造成设备真空：给流体减压,为液体提供能量的输送机械称为泵，如离心泵、往复泵、旋涡泵等。,为气体提供能量的输送机械称为风机或压缩机，如离心通风机、鼓风机等。,4,/85,02:21:29,1.2,输送机械应满足生产要求,对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因：,流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等,操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率,概括来说，输送机械应满足如下要求：,(1),满足工艺上对流率和能量的要求。,(2),结构简单，重量轻，投资费用低。,(3),运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。,(4),能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。,5,/85,02:21:29,1.3,输送机械的分类,流体输送机械按照其工作原理分为：,(1),动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加，典型的是离心式、轴流式输送机械。,(2),容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体作功。典型的是往复式、旋转式输送机械。,(3),其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等,。,6,/85,02:21:29,二,.,离心泵,液体输送机械的种类很多，按照工作原理的不同，分为离心泵、往复泵、旋转泵、旋涡泵等几种，其中，离心泵由于其适用范围广、操作方便，便于实现自动调节和控制而在化工生产中应用最为普遍。,2.1,离心泵的基本结构和工作原理,2.1.1,离心泵,的基本结构,离心泵主要由叶轮、泵壳等组成，由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵壳中央的吸入口与吸入管路相连，侧旁的排出口与排出管路连接，如图。,9/11/2024,7,/85,2.1.2,离心泵的工作原理,1,、,当电机带动泵轴旋转时，叶轮亦随之高速旋转,(,转速一般为,1000,3000r/min).,叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。液体从叶轮获得能量,使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。,2,、,在液体被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口中心处形成了低压,在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差,吸液罐中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。,8,/85,02:21:29,若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小，因而叶轮中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内，此时虽启动离心泵但不能够输送液体，这种现象称作,气缚,。表示离心泵无自吸能力。因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体。通常若吸入口位于贮槽液面上方时，在吸入管路中安装一单向底阀和滤网，以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物。,9,/85,02:21:29,离心泵的工作原理,10,/85,02:21:29,2.2,离心泵的主要部件,以多级离心泵为例，离心泵的主要部件由转子、叶轮、,诱导轮、,泵壳、吸人室、压水室、密 封装置、轴向力平衡装置和轴承等组成。,1,叶轮,叶轮本身被固定在泵轴上并随之旋转，将原动机输入的机械能传递给液体。是提高液体能量的核心部件。其型式有封闭式、半开式及开式三种。,封闭式叶轮有单吸式及双吸式 两种。封闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。在前后盖板之间装有叶 片形成流道，液体由叶轮中心进入沿叶片间流道向轮缘排出。适于输送较清洁的流体，输送效率高， 电厂中的给水泵、凝结水泵、工业水泵等均采用封闭式叶轮。半开式叶轮只有后 盖板，而开式叶轮前后盖板均没有。半开式和开式叶轮适合于输送含杂质的液体，输送效率低。 如电厂中的灰渣泵、泥浆泵。双吸式叶轮具有平衡轴向力和改善汽蚀性能的优点。 水泵叶片都采用后弯式，叶片数目在,612,片之间，叶片型式有圆柱形和扭曲形。,11,/85,02:21:29,离心泵的叶轮型式,12,/85,02:21:29,闭式或半闭式叶轮在工作时，部分高压液体可由叶轮与泵壳间的缝隙漏入两侧，除影响效率外也使叶轮受到指向液体吸入口的轴向推力，导致叶轮向吸入口移动，严重时造成与泵壳的接触摩擦直至损坏。为平衡轴向推力，可在叶轮后侧板上钻一些,平衡孔,，使漏入后侧的部,分高压液体由平衡孔向低压区泄漏，减小两侧的压强差，但同时也使泵的效率有所下降。,叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种，如图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液，吸液能力大，而且可基本上,消除轴向推力,。,13,/85,02:21:29,1.,泵壳,泵壳亦称为蜗壳、泵体，构造为蜗牛壳形，包括,吸入室和压液室,。,吸入室,:,它的作用是使液体均匀地流进叶轮。,压液室,:,它的作用是收集液体,并把它送入下级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的速度,使动能进一步变成压力能。压液室有蜗壳和导叶两种形式。,这是因为随叶轮旋转方向，叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最大，使能量损失减少的同时实现了能量的转化。为了减少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失，有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的导轮，以引导液体的流动方向,(,见图,),。,14,/85,02:21:29,轴,是传递机械能的重要零件,原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。泵轴靠两端轴承支承，在泵中作高速回转，因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐腐蚀。泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理。,轴承,是离心泵支承泵转子的部件，承受径向和轴向载荷，一般可分为滚动轴承和滑动轴承。,2.,轴、轴承,15,/85,02:21:29,轴套是用来保护泵轴的，使之不受腐蚀和磨损。必要时，轴套可以更换。叶轮间距 离用轴套定位。,3.,轴套,16,/85,02:21:29,4.,离心泵轴封装置,离心泵密封装置有密封环,(,又称口环、卡圈,),和轴端密封两部分。,4.1,密封环,由于离心泵叶轮出口液体是高压，人口是低压，高压液体经叶轮 与泵体之间的间隙泄漏而流回吸入处，所以需要装密封环。其作用是减小叶轮与 泵体之间的泄漏损失；另一方面可保护叶轮，避免与泵体摩擦。密封环型式有：平环式、角接式和迷宫式。一般泵使用前两者，而高压泵由于单级扬程高，为减少泄漏量，常用迷宫式。,17,/85,02:21:29,4.2,轴端密封(简称轴封),在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳间存有间隙，在旋转的泵轴与泵壳之间的密封，称为轴端密封 。其作用是防止高压液体沿轴泄漏，或者外界空气以相反方向漏入。目前电厂各种泵采用的轴端密封装置有：,填料密封、机械密封、迷宫式密封和浮动环密封。,4.2.1,填料密封装置,：,由填料函壳、软填料和填料压盖构成，软填料为浸油或涂石墨的石棉绳，将其放入填料函与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生变形达到密封。,18,/85,02:21:29,带水封环的填料密封结构,它由填料箱 、水封环,.,填料 、压盖 、 和压紧螺栓等组成。是目前普通离心泵最常用的一种轴封结构。填 料密封的效果可用拧紧压盖螺栓进行调整。,拧紧程度以一秒内有一滴水漏出即可。 放置水封环，其目的是当泵内吸人口处于真空情况时，从水封环注入高于,0.1 MPa,压力的水，以防止空气漏人泵内；再是当泵内水压高于,0.1MPa,时，可用高于泵 内压力,0.05,0.1MPa,的密封水注入，起到水封、减少泄漏作用，并起冷却和润 滑的作用。,19,/85,02:21:29,泵在常温下工作时，一般用浸透石墨或黄油的棉编织物作填料。若温 度、压力稍高，则用石棉等软纤维编织物作填料，编织物中加有浸渍石墨的铜、 铝、铅等金属丝。输送高温水时，还用巴氏合金、铝或铜等金属丝,(,其上浸有石墨、 矿物油等润滑剂,),作为填料。近年来，英国研制种名为,Liongraf,填料，它是由石墨 和聚四氟乙烯细绳紧密交叠编成的，有相当好的润滑性和稳定性。安装方便，寿命长等特点。填料密封的最大 缺点是只适合低速，即使纯金属填料 也只适用于：圆周速度小于,25m,s,的转轴。,20,/85,02:21:29,由装在泵轴上随之转动的动环和固定在泵壳上的静环组成，两环形端面由弹簧力使之紧贴在一起达到密封目的。动环用硬质金属材料制成，静环一般用浸渍石墨或酚醛塑料等制成。,机械密封的性能优良，使用寿命长。当部件的加工精度要求高，安装技术要求比较严格，价格较高。用于输送酸、碱、盐、油等密封要求高的场合。,4.2.2,机械密封装置,21,/85,02:21:29,4.2.3,迷宫式密封,迷宫式密封在现代高速锅炉给水泵上也广泛应用，常用的有炭精迷宫密封及金属迷宫密封。其密封原理是：由轴套密封片与炭精环组成微小间 隙，流体通过间隙时压力降低，速度升高，但在密封片间的空间速度能转为压力 能，从而减少间隙两侧压差，达到密封的目的。为炭精迷宫密封。它是在轴 套表面加工出密封片，密封片与方形螺纹相似，炭精环则装在密封室中，为便于 组装，炭精环分成几个弧形段，用几个螺旋压簧定位，并用止动销防止转动。其 优点是当炭精环与密封片尖端之间接触时，只是在炭精环内圈刻划出细沟纹，产生热量不大，并能很快散失，不致损坏密封片或转轴，泄漏量不大，而且，这种 密封间隙可以作得很小，一般约为,0.025,0.05mm,。金属迷宫密封它由一系列金属密封片与转轴组成微小间隙而达到密封。金属片一般为铜基合金。,22,/85,02:21:29,近年来，螺旋密封得到较好的应用。螺旋密封是用 在转轴上车出与液体泄漏方向相反的螺旋型沟槽，在固 定 衬 套表 面再 车出与转轴沟 槽成 相交 的,(,即反 向的,),沟 槽，达到减少泄漏的目的。,23,/85,02:21:29,4.2.4,浮动环密封,采用机械密封与迷宫式密封原理 结合起来的一种新型密封，称浮动环密封。浮动环密 封是靠轴,(,或轴套,),与浮动环之间的狭窄间隙产生很大 的水力阻力而实现密封的。由于浮动环与固定套的接 触端面上具有适当的比压，起到了接触端面的密封作 用。弹簧进,步保证端面的良好接触。由轴,(,或轴套,),与浮动环间狭窄缝隙中的流体浮力来克服接触端面上的摩擦力，以保证浮动环相对于轴,(,或轴套,),能自动调心，使得浮动环与轴不互相接触、磨损， 并长期保持非常小的间隙，一般径向间隙为,0.01,0.1mm,，以提高密封效果。同时，也 适用于高温高压流体。我国,300MW,机组的给水泵有些就采用此种密封。,24,/85,02:21:29,浮动环密封,25,/85,02:21:29,单面进水的离心泵在运行时，由于作用于叶轮两侧的压力不等，产生了一个指向泵入口端并与轴平行的推力，这种推力就称为,轴向推力。轴向推力将使叶轮和转轴一起向叶轮进口方向窜动，位移很大时造成动静部件的碰撞和磨损，,所以要设法加以平衡。根据泵的结构不同，常采用以下几种方法平衡轴向推力。,1,、采用平衡孔和平衡管平衡轴向推力，单级泵采用，但不能完全平衡轴向推力，剩余的推力需借助于推力轴承来承担。,2,、采用双吸叶轮或单吸叶轮对称排列平衡,轴向推力,。,3,、采用平衡盘或平衡鼓平衡轴向推力，分段式多级泵多采用。,6.,轴向力的平衡装置,26,/85,02:21:29,轴向力的产生,另外，液体在进入叶轮后流动方向由轴向转为径向，由于流动方向的改变，产生了动,量，导致流体对叶轮产生一个反冲力,F2,。反冲力,F2,的方向与轴向力,F1,的方向相反。在泵正,常工作时，反冲力,F2,与轴向力,F1,相比数值很小，可以忽略不计。但在启动时，由于泵的正,常压力还未建立，所以反冲力,F2,的作用较为明显。启动时卧式泵转子后窜或立式泵转子上,窜就是这个原因,。,27,/85,02:21:29,平衡盘,如果平衡盘窜动位移很大,当向左边,轴向推力,移动时，则会使平衡盘与平衡座产生严重磨损。,28,/85,02:21:29,离心泵的结构图,29,/85,02:21:29,30,/85,02:21:29,双吸水泵,1-,泵体；,2-,泵壳；,3-,叶轮；,4-,轴；,5-,双吸密封环；,6-,键；,7-,轴套；,8-,填料套；,9-,填料；,10-,水封管；,11-,填料压盖；,12-,轴套螺母；,13-,双头螺栓；,14-,轴承体压盖；,15-,轴承挡套；,16-,轴承体；,17-,螺钉；,18-,轴承端盖；,19-,轴承；,20-,轴承螺母；,21-,联轴器；,22-,水封,31,/85,02:21:29,2.3,离心泵的性能参数与特性曲线,2.3.1,离心泵的主要性能参数,为了正确地选择和使用离心泵，就必须熟悉其工作特性和它们之间的相互关系。反映离心泵工作特性的参数称为性能参数，主要有转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。离心泵一般由电机带动，因而转速是固定的，其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标明，以供选用时参考。,1.,流量,离心泵在单位时间内排出的液体体积，亦称为送液能力，用,Q,表示，单位为,m,3,h,。离心泵的流量与其结构、尺寸,(,叶轮直径和宽度,),、转速、管路情况有关。,Q,供方,V,S,需方,QV,S,32,/85,02:21:29,2.,扬程,指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量，又称为压头，用,H,表示，单位为,m,。泵的压头与泵的结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。,压头的值由实验测定：,在,泵的入口和出口间,列柏努利方程，以单位重量流体为基准：,H,供方,He=We/g,需方,HHe,33,/85,02:21:29,3.,效率,指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比，称为泵的总效率，用,表示，无因次，其值恒小于,100%,。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小，泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度、工作条件等有关，由实验测定。,离心泵的能量损失主要包括：,(1),容积损失,：由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率,V,表示。,34,/85,02:21:29,(2),机械损失,：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率,m,表示。,(3),水力损失,：由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率,h,表示。,总效率：,=,v,m,h,一般：小泵：,= 50,70,大泵：,90,35,/85,02:21:29,4.,轴功率,指泵轴转动时所需要的功率，亦即电机提供的功率，用,N,表示，单位,kW,。由于能量损失，轴功率必大于有效功率，即,N=Ne/,泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有关。,36,/85,02:21:29,2.3.2,离心泵的特性曲线,在一定转速下，离心泵的压头、功率、效率随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。,(1),压头一般随流量增大而下降,(,流量极小时可例外,),；,(2),轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。因而,启动离心泵时应关闭出口阀，,使启动电流减小，保护电机，待运转正常后再开启阀门,调节适当的流量。,(3),效率随流量增大而上升，达到一最大值后随流量增加而下降。说明在一定转速下，离心泵存在一最高效率点，称为设计点。离心泵在与最高效率点相对应的,Q,和,H,下工作最为经济，效率最高点对应的参数,Q,、,H,、,N,称为最佳工况参数,(,泵铭牌所标出即指此,),。在选用离心泵时应使其在该点附近工作，一般规定一个工作范围，称为高效区，为最高效率的,92%,左右。,37,/85,02:21:29,2.3.3,离心泵性能的换算,离心泵的特性曲线是在一定转速下，以常温清水进行测定而得到的。使用时若输送液体的性质或其它条件与测定条件不同时，可导致泵的性能发生变化，这时就需进行相应的换算。,1.,液体密度的影响,离心泵的压头、流量均与液体的密度无关，故泵的效率亦不随,而改变，但泵的轴功率随密度不同而变化，应重新进行计算。轴功率随密度,增大而增大。 ,2.,液体粘度的影响,当被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度时，由于叶轮、泵壳内流动阻力的增大，致使泵的压头、流量都要减小，效率下降，而轴功率增大。,38,/85,02:21:29,3.,离心泵转速的影响,当液体粘度不大且假设泵的效率不变，泵的转速变化小于,20%,时，泵的流量、压头、轴功率与转速的近似关系可按比例定律进行计算：,4.,叶轮直径的影响,当转速不变而减小叶轮直径时，泵的流量、压头、轴功率与叶轮直径的关系可按切割定律进行计算,(,叶轮直径变化,20%,),：,39,/85,02:21:29,2.4,离心泵的流量调节,当选好的泵在管路提供的流量符要求或者生产任务变动时需进行流量调节，其实质是改变泵的,工作点,。离心水泵的特性曲线和管路特性曲线的交点就是泵的工作点，因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节。,改变阀门开度,通过改变管路特性曲线来改变泵的工作点。方法是在泵出口管路上装一调节阀，改变阀门开度，将改变管路的局部阻力，从而使管路特性曲线发生变化，导致泵的工作点随之变化。,Q,M,H,Q,Q,1,M,1,如阀门关小时，管路的局部阻力加大，管路特性曲线变陡，工作点由,M,上移至,M,1,点，流量由,Q,降至,Q,1,。反之，流量增大。,优点：调节流量，简便易行，可连续变化,缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。,40,/85,02:21:29,改变泵的转速,改变泵的转速，实质是改变泵特性曲线。,优点：较经济，无额外能量损失，,缺点：因需要变速装置或价格昂贵的变速原动机，故改变困难，且难以做到连续调节，一般很少采用。,泵转速增加，泵特性曲线上移，工作点随之由,M,上移至,M,1,，流量由,Q,增大到,Q,1,。,M,Q,H,Q,Q,1,M,1,41,/85,02:21:29,改变泵的直径,改变泵的直径，实质是改变泵特性曲线。,泵直径增加，泵特性曲线上移，工作点随之由,M,上移至,M,1,，流量由,Q,增大到,Q,1,。,优点：较经济，无额外能量损失,缺点：流体调节范围有限、不方便，难以做到连续调节，调节不当会降低泵的效率。一般很少采用。,M,Q,H,Q,Q,1,M,1,42,/85,02:21:29,2.5,离心泵的组合操作,在实际生产中，当单台泵不能满足输送任务要求的流量和压头时，可采用数台离心泵组合使用，组合方式为串联和并联。下面以两台性能完全相同的离心泵讨论其组合后的特性及其运行状况。,1.,离心泵的串联组合操作,当单台泵达不到压头要求时，采用串联组合。两台完全相同的离心泵串联，从理论上讲，在同样的流量下，其提供的压头应为单泵的两倍。因而依据单泵特性曲线,1,上一系列坐标点，保持横标,(Q),不变，使纵标,(H),加倍，绘出两泵串联后的特性曲线,2,。,Q,H,H,1,Q,Q,串,H,串,2,串联泵的操作流量和压头由工作点决定，由图知，串联后流量亦有所增加，但压头低于单台泵压头的两倍。,43,/85,02:21:29,9/11/2024,44,2.,离心泵的并联组合操作,当单台泵达不到流量要求时，采用并联组合。两台相同的离心泵并联，理论上讲在同样的压头下，其提供的流量应为单泵的两倍。因而依据单泵特性曲线,1,上一系列点，保持纵标,(H),不变，使横标,(Q),加倍，绘出两泵并联后的特性曲线,2,。,并联泵的实际流量和压头由工作点决定，由图知，并联后压头有所增加，但流量低于单泵流量的两倍,(,实际上三台以上泵的并联不多,),。,Q,H,Q,H,1,Q,并,H,并,2,45,/85,02:21:29,3.,离心泵组合方式的选择,生产中如何选择组合方式，还与管路特性有关，一般：,1.,当单泵压头远达不到要求时，必须采用串联；,2.,在某些情况下，并串联都可提高流量和压头，这时与管路特性有关。,对低阻型输送管路,1,，并联组合优于串联组合，即并联可获得更高的流量和压头,.,选并联；,单,串,单,并,Q,H,1,2,对高阻型输送管路,2,，串联组合优于并联组合，即串联可获得更高的流量和压头，选串联，如图所示。,46,/85,02:21:29,2.6,离心泵的气蚀现象与安装高度,2.6.1,气蚀现象,离心泵通过旋转的叶轮对液体做功，使液体机械能增加，在随叶轮的流动过程中，液体的速度和压强是变化的。通常在叶轮入口处压强最低，压强愈低愈容易吸液。但是当,该处压强小于或等于输送温度下液体的饱和蒸汽压,时,(ppv),液体将部分汽化，形成大量的蒸汽泡。这些气泡随液体进入叶轮后，由于压强的升高将受压破裂而急剧凝结，气泡消失产生的局部真空，使周围的液体以极高的速度涌向原气泡处，产生相当大的冲击力，致使金属表面腐蚀疲劳而受到破坏。,由于气泡产生、凝结而使泵体、叶轮腐蚀损坏加快的现象，称为气蚀。,气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏加快，寿命缩短；泵的流量、压头等下降。严重时甚至出现断流，不能正常工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处的压强大于输送条件下液体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度不能太高，应有一限制。,47,/85,02:21:29,2.6.2,离心泵的允许吸上真空度,H,S,为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易测出最低压强的位置，而往往是测泵入口处的压强，然后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，以,p,1,表示。习惯上常把,p,1,表示为真空度，并以被输送液体的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以,H,S,表示。,H,S,是指压强为,p,1,处可允许达到的最高真空度，表达式：,式中：,p,1,泵入口处允许的最低绝对压强，,Pa,；,被输送流体的密度，,kg/m,3,。,48,/85,02:21:29,H,S,与泵的类型、结构、输送操作条件有关，通过实验测定，由制造厂提供，标示在泵样本或说明书中。,实验条件：大气压,10mH,2,O,，温度,20,，清水为介质。,当操作条件和输送液体与实验条件不符时，须换算：,式中：,H,S,实验条件下输送水时的允许吸上真空度，,mH,2,O,；,(,由泵样本表或性能图中查取,),H,S,操作条件下输送液体时的允许吸上真空度，,m,液柱；,Ha,泵安装地区大气压，,mH2O,；,P,v,操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压，,Pa,；,10,实验条件下大气压强，,mH,2,O,；,0.24,实验条件下水的饱和蒸汽压，,mH,2,O,；,1000,实验温度下水的密度，,kg/m,3,；,操作温度下液体的密度，,kg/m,3,。,49,/85,02:21:29,2.6.3,允许气蚀余量,NSPH,由于,H,S,使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性能的参数，,称为气蚀余量。以,NSPH,表示，其定义为：为防止气蚀发生，要求离心泵入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温度下的饱和蒸汽压头的最小允许值，,即：,说明,NSPH,通过实验测定，标示在泵样本、性能图或气蚀性能图中。实验条件为,20,清水，一般不用校正,。,50,/85,02:21:29,2.6.4,离心泵的安装高度,(,允许吸上高度,),定义：指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可达到的最大垂直距离。,H,g,1,1,0,0,如图示，以,0-0,为基准面，在,0-0,，,1-1,间列柏努利方程：,51,/85,02:21:29,2.7,离心泵的类型与选用,2.7.1,离心泵的类型,实际生产过程中，输送的液体是多种多样的，工艺流程中所需提供的压头和流量也是千差万别的，为了适应实际需要，离心泵的种类很多。,分类方式：,按被输送液体性质分,水泵,耐腐蚀泵,油泵,杂质泵,单吸泵,双吸泵,按吸入方式分,单级泵,多级泵,按叶轮数目分分,52,/85,02:21:29,53,/85,02:21:29,1.,水泵,用于输送工业用水，锅炉给水，地下水及物理、化学性质与水相近的清洁液体。,压头不太高，流量不太大时，采用单级单吸悬臂式离心泵，系列代号,IS,。泵壳和泵盖采用铸铁制成。扬程：,8,98m,，流量：,4.5,360m,3,/h,；,压头较高，流量不太大时采用多级泵，系列代号,D,。叶轮一般,2,9,个，多达,12,个。扬程：,14,351m,，流量：,10.8,850m,3,/h,；,压头不太高，流量较大时采用双吸泵，系列代号,Sh,。扬程：,9,140m,，流量：,120,12500m,3,/h,。,型号说明：,IS100-80-125,IS,单级单吸离心水泵,100,泵的吸入管内径，,mm,80,泵的排出管内径，,mm,125,泵的叶轮直径，,mm,6 Sh 9,6,吸入口直径，,in,Sh,双吸式离心水泵,9,比转数,ns,，转数被,10,除,后的整数,54,/85,02:21:29,2.,耐腐蚀泵,用于输送酸、碱、盐等腐蚀性液体，系列代号,F,。,特点：采用不同耐腐蚀材料制造或衬里，密封性能好。,扬程范围：,15,105m,，流量范围：,2,400m,3,/h,。,型号说明：,80FS-24,80,吸入口直径，,mm,F,耐腐蚀泵系列代号,S,材料代号,(,聚三氟乙烯,),24,扬程，,m,40FM1-26,40,泵吸入口直径，,mm,F,耐腐蚀泵系列代号,M,材料代号,(,铬镍钼钛合金钢,),1,轴封形式代号,(,单端面密封,),26,扬程，,m,55,/85,02:21:29,3.,油泵,用于输送具有易燃易爆的石油化工产品 ，系列代号：单级为,Y,，双级为,YS,。,特点：密封完善，轴承、轴封加冷却水夹套,(,油温,200),扬程范围：,60,603m,，流量：,6.25,500m,3,/h,型号说明：,250YS,III,-1502,250,吸入口直径，,mm,YS,双吸离心式油泵,III,材料代号,(,合金钢,),150,单级扬程，,m,2,级数，即叶轮个数,56,/85,02:21:29,4.,杂质泵,用于输送悬浮液及稠厚的浆液等，系列代号为,P,，根据其具体用途又分为污水泵,PW,、砂泵,PS,、泥浆泵,PN,等。对其基本要求是不易堵塞、耐磨和拆修方便。,特点：叶轮采用开式或半闭式，流道宽，叶片少，用耐磨材料制造等，在某些使用场合采用可移动式而不固定。,57,/85,02:21:29,2.8,离心泵的安装、使用和维护,泵的实际安装高度应小于计算安装高度，以免出现气蚀现象和吸不上液体，并按要求固定在基座上；,启动前须向泵内灌满被输送液体，以防止气缚现象的发生，并检查泵轴转动是否灵活；,启动时应关闭出口阀门，启动后先打开进口阀，待运行平稳后，缓缓开启出口阀。防止轴功率突然增大，损坏电机；,停泵时先关闭出口阀，再关闭进口阀，然后停车；,运转过程定时检查密封泄漏，电机发热，润滑注油等问题。,58,/85,02:21:29,2.8.1,离心泵启动前的检查,1.,电机检修后，在连接联轴器前，先检查电机的转动方向,是否正确。,2.,检查泵出入口管线及附属管线，法兰，阀门安装是否符,合要求，地脚螺栓及地线是否良好，联轴器是否装好。,3.,盘车检查，转动是否正常。,4.,检查润滑油油位是否正常，无油加油，并检查润滑油,（脂）的油质性质。,5.,打开各冷却水阀门，并检查管线是否畅通。注意冷却水,不宜过大或过小，过大会造成浪费，过小则冷却效果差。,一般冷却水流成线状即可。,6.,打开泵的入口阀，关闭泵的出口阀，并打开压力表手阀。,7.,注意：热油泵在启动前要均匀预热。,59,/85,02:21:29,2.8.2,离心泵的启动,1.,全开入口阀，关闭出口阀，启动电机。,2.,检查泵转动方向是否正确。,3.,当泵出口压力大于操作压力时，检查各部运转正常,后，逐渐打开出口阀。,4.,启动电机时，若启动不起来或有异常声音时，应立,刻切断电源检查，消除故障后方可启动。,5.,启动时，注意人不要面向联轴器，以防飞出伤人。,60,/85,02:21:29,2.8.3,离心泵的停泵操作,1.,慢慢关闭泵的出口阀。注意泵出口压力 。,2.,切断电机的电源。,3.,根据需要，关闭入口阀，泵体放空。,61,/85,02:21:29,2.8.4,离心泵操作时的注意事项,1.,离心泵在运转时避免空转。,2.,避免在关闭出口阀时长时间运转。,3.,严禁用水冲电机。,4.,离心泵要在关闭出口阀的情况下启动。,62,/85,02:21:29,2.9.,离心泵常见故障与处理,离心泵常见故障及处理方法表,故障现象,故障原因,处理方法,流量扬程降低,1.,泵内或吸入管内有气体,2.,泵内或管路有杂物堵塞,重新灌泵检查清理,电流超高,转子与泵体摩擦,解体修理,机械密封泄漏严重,1.,机械密封损坏或安装不当,2.,封液压力不当,3.,操作波动大,4.,泵轴与原动机对中不良,5.,轴弯曲或轴承损坏,检查更换,调整,稳定操作重新校正校验,找正,更换,63,/85,02:21:29,故障现象,故障原因,处理方法,振动值,增大,1.,泵轴与原动机对中不良,2.,轴承磨损严重,3.,转子部分不平衡,4.,地脚螺栓松动,5.,泵抽空,6.,轴弯曲,7.,泵内部磨擦,8.,转子零件松动或破损,9.,叶轮中有异物,重新校正更换,检查消除紧固螺栓工艺,调整矫直更换检查消除,紧固检查消除异物,64,/85,02:21:29,故障现象,故障原因,处理方法,轴承温度过高,1.,轴承箱内油过少或太脏,2.,润滑油变质,3.,轴承冷却效果不好,4.,转子不平衡或偏心,5.,轴承损伤,加油换油,换润滑油,检查调整,检查消除,检查更换,泵输不出液体,1.,总扬程与泵额定扬程不符,2.,管路漏气,3.,泵转向不对,4.,吸入扬程过高或灌注高不够,5.,泵内或管路内有气体,换泵,检查消除,调整转向,降低安装、增入口压,灌泵排气,65,/85,02:21:29,三、 其它类型液体输送机械,3.1,往复泵,往复泵是一种典型的容积式输送机械。,1.,主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀和排出阀,(,均为单向阀,),。活塞杆与传动机械相连，带动活塞在泵缸内作往复运动。活塞与阀门间的空间称为工作室。,2.,工作原理,3.1.1,单动泵,活塞一侧装有吸入阀和排出阀,活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。,活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞移至左端，则排液完毕，完成了一个工作循环，周而复始实现了送液目的。因此往复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。,在一次工作循环中，吸液和排液各交替进行一次，其液体的输送是不连续的。活塞往复非等速，故流量有起伏。,Q,66,/85,02:21:29,67,/85,02:21:29,3.1.2,双动泵,活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀的往复泵。,活塞自左向右移动时，工作室左侧吸入液体，右侧排除液体。,活塞自右向左移动时，工作室右侧吸入液体，左侧排除液体。,即活塞无论向那一方向移动，都能同时进行吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。,Q,Q,为此采用三台双动泵并联工作，其送液量较均匀。每个泵连接曲柄角度相差,120,O,。,68,/85,02:21:29,69,/85,02:21:29,3.1.3,往复泵特点,由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同，它具有如下特点：,(1),往复泵的流量只与泵缸的尺寸和冲程、活塞的往复次数有关，而与泵的压头、管路等无关。,理论上单动泵的流量：,Q,T,ASn,r,双动泵的流量：,Q,T,(2A-a)S n,r,式中：,Q,T,往复泵理论流量，,m,3,/s,；,A ,活塞截面积，,m,2,；,a ,活塞杆截面积，,m,2,；,S ,活塞的冲程,(,在泵缸内移动的距离,),，,m,；,n,r,活塞往复频率，,1/s,。,实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小于理论流量。,实际流量：,Q=,V,Q,T,V,容积效率,70,/85,02:21:29,(2),往复泵的压头与泵的几何尺寸、流量无关，而由泵缸的机械强度和原动机的功率所决定。只要泵缸强度许可，理论上压头可达无限大，其特性曲线为,Q,T,常数。,(3),由于往复泵的低压是靠工作室容积扩张造成的，因此启动时无需灌液，即往复泵具有自吸能力。往复泵的吸上真空度亦随外界大气压、液体输送条件而异，故其安装高度有一定限制。,(4),流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调节或改变活塞的冲程和往复次数实现。,71,/85,02:21:29,(5),因往复泵的排液能力只与活塞位移有关，与管路无关，这种泵称为正位移泵。因此在启动泵时必须打开阀门，以防泵或管路损坏。,主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。,72,/85,02:21:29,3.1.4,计量泵,计量泵是往复泵的一种形式，它的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距是可调的，用来改变柱塞的冲程，这样就可以达到严格地控制和调节流量的目的。,计量泵通常用于,要求精确而且便于调整的场合，特别适用于几种液体以一定配比的输送场合。,73,/85,02:21:29,3.2,隔膜泵,实际上是柱塞泵，其结构特点四借弹性薄膜将被输送液体与活柱隔开，从而使得活柱和泵缸得以保护。,隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替地向两侧弯曲，将被输送液体吸入或排出。弹性薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成。,适于：定量输送剧毒、易燃、易爆、腐蚀性液体和悬浮液。,74,/85,02:21:29,3. 3,回转泵,3.3.1,齿轮泵,齿轮泵也是正位移泵的一种，如图。泵壳内的两个齿相互啮合，按图中所示方向转动。在泵的吸入口，两个齿轮的齿向两侧拨开，形成低压将液体吸入。齿轮旋转时，液体封闭于齿穴和泵壳体之间，被强行压至排出端。在排出端两齿轮的齿相互合拢，形成高压将液体排出。,齿轮泵产生较高的压头但流量小，,用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的悬浮液。,75,/85,02:21:29,3.3.2,螺杆泵,由泵壳和一根或几根螺杆构成。,一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。,两根衣衫螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老排送液体。,特点是压头高，效率效率高，噪音小。,适于在高压下输送粘稠性液体,。,流量调节时用旁路,(,回流装置,),调节。,76,/85,02:21:29,螺杆泵,77,/85,02:21:29,3.4,旋涡泵,旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵主要由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片呈辐射状排列,(,图,b),。叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转，且在径向环隙的作用下多次进入叶片并获得能量。因而液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。,78,/85,02:21:29,旋涡泵,79,/85,02:21:29,3.4,旋涡泵,(,续,),根据旋涡泵的特性曲线图，其特点是：,1,压头随流量增大而大幅度下降，以旁路调节流量更为经济。,2,轴功率随流量的增大而减小，启动泵时应全开出口阀门。,3,由于在剧烈运动时进行能量交换，能量损失大，效率低，一般为,20%,50,。旋涡泵工作时液体在叶片间的运动是由于离心力作用，在启动前泵内也要灌满液体。,它,适用于高压头，小流量且粘度小的液体，不适于输送含固粒的液体。,80,/85,02:21:29,3.5,喷射泵,如图所示，将高压的工作流体,7,，由压力管送人工作喷嘴,6,，经喷嘴后压能变成高速,动能，将喷嘴外围的液体,(,或气体,),带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室,2,的喉部吸人室,5,造成真空，从而使被抽吸流体,8,不断进入与工作流体,7,混合，然后通过扩散室将压力稍升,高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸人室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流,体。工作流体可以为高压蒸汽，也可为高压水，前者称为蒸汽喷射泵，后者称为射水抽气器。在电厂中都可用作抽出凝汽器中的空气。,81,/85,02:21:29,3.5.1,蒸汽喷射泵,82,/85,02:21:29,3.6,轴流管道泵,其主要部件有：叶轮、轴、导叶、吸人喇叭管等。轴流泵的特点是流量大，扬程低。,83,/85,02:21:29,3.7,水环式真空泵,84,/85,02:21:29,掌握：,离心泵的主要部件及工作原理,离心泵的主要性能参数与特性曲线,离心泵的工作点的概念,气蚀现象与安装高度的概念,离心泵使用和维护；常见故障及原因,其它液体输送机械的主要结构、工作原理及适用场合,85,/85,02:21:29,谢谢！,86,/85,02:21:29,9/11/2024,87,