离心泵基础知识介绍

,*,离心泵基础知识,机修 ：孙华伟,什么是泵,输送液体或使液体增压的机械通称为泵,什么叫离心泵,依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传给液体，进行液体输送并提高液体压力的机器,离心泵基础知识,离心泵的特点,离心泵的优点,1.,流量连续均匀，工作平稳,Q,容易调节。所适用的,Q,范围很大，常用范围,5 20000m3,h,。,2.,转速高,可与电动机或内燃机直接相连,结构简单紧凑，尺寸和重量比同样流量的往复泵小得多，造价低。,3.,对杂质不敏感，易损件少,管理和维修较方便。,无论在陆上或海上，离心泵的数量和使用范围超过了其它类型泵。,离心泵的特点,离心泵的缺点,1,本身没有自吸能力,为扩大使用范围,在结构上采取特殊措施制造各种自吸式离心泵,在离心泵上附设抽气引水装置。,2,泵的,Q,随工作扬程而变,H,升高，,Q,减小,达到封闭扬程时，泵即空转而不排液,不宜作滑油泵、燃油泵等要求,Q,不随,H,而变场合,3.,扬程由叶轮直径和转速决定的，不适合小,Q,、高,H,这要求叶轮流道窄长，以致制造困难，效率太低。,离心泵产生的最大排压有限，故不必设安全阀。,船用水泵和货油泵大多用离心泵。压载泵、舱底泵、油船扫舱泵等用具备自吸能力的离心泵,.,离心泵的结构,卧式单级单吸悬臂式离心泵,主要部件有叶轮、泵壳、轴和轴封装置以及轴承。,1,叶轮,叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能,(,主要增加静压能,),。,叶轮有开式、半闭式、闭式和双吸叶轮四种，如图所示。,离心泵的结构,离心泵的结构,a,闭式叶轮,：这种叶轮一般由前后盖板、叶片和轮毂组成、由于效率较高，得到广泛应用，一般使用于输送不含颗粒杂质的清洁液体。,b,开式叶轮,：这种叶轮没有前后盖板，只有叶轮和轮毂，各叶片筋条连接加强，或在叶片根部采用逐渐加厚的办法加强。由于这种叶轮效率低，只用来输送含有杂质的污水或带有纤维的液体。,开式叶轮,闭式叶轮,离心泵的结构,C,半开式叶轮,：这种叶轮没有前盖板，只有后盖板、叶片和轮毂。常用于输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体。,d,双吸叶轮,：这种叶轮犹如两个单吸叶轮背靠背贴合在一起，液体双面进入叶轮，适用于流量较大的场合。,半闭式叶轮,双吸叶轮,双吸式,离心泵的结构,2,泵壳,将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。扩压管由小增大，流速降低，大部分动能变为压力能，然后排出,.,由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。,泵壳不但有汇聚并导流的作用同时又是一个能量转换装置。,泵壳 叶轮 盖板,离心泵的结构,3,泵轴,及,轴封装置,泵轴：,垂直叶轮面，穿过叶轮中心 ，固定叶轮并给叶轮提供一个旋转中心,轴封装置：防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。,常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。,填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。,离心泵的结构,轴封装置,机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的,4.,轴承,轴承的组成部分,密封件滚动件 内圈外圈保持架 密封件,离心泵的结构,离心泵的结构,深槽轴承,滚柱轴承,向心推力,轴承,自位轴承,圆柱轴承,圆锥,轴承,滚针,轴承,球面轴承,滚珠轴承,离心泵的结构,1-,泵体,；,2-,泵盖；,3-,叶轮,；,4-,轴,；,5-,密封环；,6-,叶轮螺母；,7-,止动垫圈；,8-,轴盖；,9-,填料压盖；,10-,填料环；,11-,填料,；,12-,悬架轴承部件,离心泵的结构,卧式单级单吸悬臂式离心泵,单级双吸离心泵的结构,1,泵体；,2,泵盖；,3,叶轮；,4,泵轴；,5,密封环；,6,轴套；,7,轴承；,8,连轴器,多级离心泵,离 心 泵 的 工 作 原 理,离心泵工作原理,：,液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外缘运动，速度增加、机械能提高。液体离开叶轮进入蜗壳，蜗壳流道逐渐扩大、 流体速度减慢，液体动能转换为静压能，压强不断升高，最后沿切向流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。,1,、,流量,离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用,Q,表示，常用单位为,l/s,、,m3/s,或,m3/h,等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。,2,、,压头,（扬程,),离心泵的压头是指离心泵对单位重量（,1N,）,液体所提供的有效能量，一般用,H,表示，单位为,m,。,3,、,效率,离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。反映能量损失大小的参数称为效率。,离心泵的性能参数,离心泵的特性曲线,（,1,）离心泵的压头一般随流量加大而下降。,（,2,）离心泵的轴功率在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。故在启动离心泵时，应关闭泵出口阀门，以减小启动电流，保护电机。停泵时先关闭出口阀门主要是为了防止高压液体倒流损坏叶轮。,（,3,）额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。离心泵铭牌上标出的性能参数即是最高效率点对应的参数。离心泵一般不大可能恰好在设计点运行，但应尽可能在高效区（在最高效率的,92%,范围内，如图中波折号所示的区域）工作。,离心泵压头,H,、,轴功率,N,效率,流量,Q,气缚现象：,如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时,不足以造成吸上液体所需要的真空度,，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。,离心泵的气缚现象,离心泵的气蚀现象,汽蚀现象,：,当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个,MPa,，众多的水击点上水击频率可高达数十,kHz,，且水击能量瞬时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达,230,以上。,症状,：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。,后果,：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。,离心泵的气蚀现象,在,FPSO,使用的泵，比较容易发生汽蚀的主要是,:,所输送的液体温度较高的泵有热介质循环泵,加气浮选循环泵，废水泵等或工作中流注高度会显著降低的泵，还有那些吸人液面真空度较大的泵。,如何避免离心泵的气蚀,尽可能减小吸人管路的阻力,减小吸上高度或增大流注高度,控制液体温度不要过高,在设计时尽量改进叶轮人口处的几何形状,采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料来制造叶轮，以及提高通流部分表面的光洁度。,离心泵的并联和串联,离心泵串联操作时，泵送流量相同，泵组的扬程为该流量下各泵的扬程之和。离心泵串连工作时的合成特性曲线。,离心泵并联操作时，泵在同一压头下工作，泵组的流量为该压头下各泵对应的流量之和。据此，并联离心泵组的,H-V,特性曲线。,离心泵并联和串联，将组合安装的离心泵视为一个泵组，泵组的特性曲线或称合成特性曲线，据此确定泵组工作点。,组合方式,：并联和串联。,组合目的：,提高泵输出的流量或压头。,离心泵并联,同一压头下，并联泵的流量为单泵流量的两倍，据此作出合成特性曲线,并联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单泵的流量,离心泵串联,同一流量下，串联泵的压头为单泵压头的两倍，据此作出串联泵合成特性曲线,串联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单泵的流量,并串联的选择,高阻管路：串联泵,低阻管路：并联泵,离心泵的使用中的注意事项,运行前准备工作：,（,1,）检查泵出、入口管线上的阀门、法兰地脚螺栓、联轴器、温度计和压力表等。,（,2,）检查泵的运转情况，先盘车，听是否有杂音，看是否灵活。,（,3,）打开出、入口阀，排出泵体内的气体，给泵内充满所要输送的液体,检查有无泄漏，关死出口阀。（,关闭排出阀运转时功率最低，启动电流最小,。）,（,4,）往泵的油箱加好润滑油或润滑脂，,如有油杯的检查油杯内是否有油,。,轴承箱的滑油液位应为视窗的,1/2,2/3,，就是在轴承最下部的滚动体中心附近,油位太高会引起轴承发热；用润滑脂润滑的轴承油量应占轴承室容积的,1,2 -1,3,。,（,5,）检查冷却水冲洗管线，,相应水管路是否畅通，检查冷却水量和水温。,（,6,）检查安全设备如对轮罩、护罩、接地线等。,（,7,）对热油泵看预热情况，使泵体温度不能低于界质温度的,40,度。,（,8,）与各有关岗位、有关单位联系好。做好启动准备。,离心泵的使用中的注意事项,正常启动：,（,1,）准备工作经检查正常后可启动泵。启动后应注意电流表，,泵转向，压力表，泄漏等情况，一切正常后再慢慢打开出口阀。,（未打开出口阀前泵运转不得超过,3,分钟，否则液体在泵内强制循环后温度升高，液体汽化会产生抽空等现象。）,（,2,）检查泵的轴承温度一般不得大于,65,度，电机温度一般情况不得大于,70,度。,（,3,）可用泵出口阀门调节流量。,（,4,）观察出口压力表、电流表的波动情况。,（,5,）检查泵的运行、振动、泄漏情况。,（,6,）检查泵冷却水的供应情况，润滑油液面的变化情况。,（,7,）对于长周期运转的泵，要定期更换润滑油或润滑脂，保证泵在良好的润滑状态下工作。,离心泵的使用中的注意事项,离心泵的停运：,（,1,）慢慢关死出口阀门。,（,2,）按下停止按钮，停泵后关入口阀，压力表阀。,（,3,）热油泵停泵后，泵体温度降低后停冷却水和封油。,（,4,）在冬季，对停下来的泵要放掉泵内液体，并采取必要的防冻措施。,（,5,）定时检查、盘车。防止旋转部分卡固或泵轴变形（长轴）。,（,6,）,长期停用的泵，应在外露的金属加工面上涂防锈油,离心泵的切换：,（,1,）做好起动泵前的各种准备后，打开入口阀，引入液体。,（,2,）启动后，待泵的转速、声音、泵体压力等正常后再开出口阀,（,3,）泵的流量正常，压力平稳时关闭运行泵的出口阀。,（,4,）停电后按停泵要求做好善后工作。,（,5,）尽量减少因切换泵造成的流量、压力的波动，维持生产的正,常进行。,（,6,）检查起动泵的泄漏、润滑等情况。,离心泵的使用中的注意事项,离心泵的拆卸,拆卸前的检查和准备：,（,1,）能试运转的尽量试运转并对泵进行确诊。,（,2,）确诊完毕后切断电源、关闭进、出口阀并进行隔离锁定,（,3,）将滑油腔内的滑油及泵内液体进行放空。,（,4,）拆卸前对要拆卸的部位要做好标记。,离心泵的拆解及回装,离心泵的拆解及回装,离心泵的拆卸：,（,1,）将电机与泵进行脱离。,（,2,）拆卸盖板螺丝，将盖板、叶轮总成从泵壳内拆出。,（,3,）用布绵纱将泵壳体进行封堵，以免掉进杂物。,（,4,）将所拆卸的垫片、螺丝等进行回收存放。 将拆下的总成进行解体检修。,（,5,）将叶轮、机械密封、连接盘、轴承等逐个进行拆卸。,（,6,）拆卸完毕后行清洗，在清洗过程中检查零部件磨损情况并进行鉴定是否可用。,（,7,）清洗完毕后，将零配件按拆卸顺序进行逐个摆放。,离心泵的安装及注意事项：,1,安装顺序与拆卸顺序相反。,2,轴承组装时，可先把轴承对准轴颈，垫上木块用手锤或铜锤打入，但应注意不可敲打轴承外圈，以免轴承的滚道及滚珠受到影响。,对于静配合或紧迫打入配合的轴承，尽量应用热装或冷装方式进行，,轴承加热时温度在,100,120,之间，不得超过,120,，因轴承的回火温度在,150,180,。,3,机械密封安装时注意要点：,泵轴的轴向窜量不允许超过,+,0.5mm,。如有轴套时，不允许轴套有轴向移动，轴套的经向园跳动允许差,0.08mm,。安装机械密封的轴或轴套要求表面粗造度值为,0.80,，与静环密封圈接触的表面要求表面粗造度值为,3.2,，装配后端面园跳动允许差,0.06,。,4,安装到泵壳体后，对滑油腔进行加油，加油时应注意：滑油液位应为视窗的,1/2,2/3,，就是在轴承最下部的滚动体中心附近,油位太高会引起轴承发热；用润滑脂润滑的轴承油量应占轴承室容积的,1,2 -1,3,。,5,泵体装完毕后，进行对中找正。,6,进行试运转，检查振动，压力及声音是否正常，有无泄漏现象。,离心泵的拆解及回装,离心泵常见故障及排除,故障现象,处理方法,开启时发现扬程小,改变安装高度，或降低装置扬程或换泵。,入口管线或填料漏气,检查入口管线，堵塞漏气处，扭紧填料压盖，保证密封，也可涂少许黄油。,泵的转向反向,改变转向，请电工帮助处理,泵的转数太低,检查电压是否符合要求的电压，传动部分是否正常，对检查的问题对症处理。,泵的流道堵塞,清理入口池的杂质，停泵拆开后疏通流道，清除异物,叶轮口环磨损太大,修理、更换备件，查磨损原因。,泵安装太高，吸水阻力大，产生气蚀,降低安装高度，减小吸水阻力，避免产生气蚀的原因。,多级泵的平衡装置磨损严重,修理、更换,叶轮气蚀严重,更换叶轮，查产生气蚀原因，对症处理,离心泵常见故障及排除,故障现象,处理方法,泵轴弯曲、轴承磨损严重,矫直泵轴，更换轴承,填料太紧，轴发热,松填料,两联轴器间隙太小，运行二轴相顶,调整间隙,叶轮盖板或中段相磨,修理或更换叶轮盖板,流量太大，大大超出工艺范围,提高扬程，管小出口阀，实在不行只有换泵。,泵入口真空度超出允许吸入真空度,降低泵的安装高度，减少吸水阻力损失,泵内旋转零件有磨损,检查原因，清理泵内部,吸水池内有漩涡把空气吸入泵内,增加泵入口的淹没深度,填料室和轴不同心,矫正，使其同心,