离心泵的基础知识.docx

《离心泵的基础知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离心泵的基础知识.docx（24页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、化工设备对操作人员的基本要求：1、懂结构、懂原理、懂性能、懂用途2、会使用、会维护保养、会排除故障泵的定义泵是把原动机的机械能转换为所抽送液体能量的机器，用来输送液体并提高液体的压力。泵的分类，按其工作原理和结构特征可分为三类1、容积式泵：它是利用泵内工作室容积的周期变化而提高液体压力，达到输送的目的。如I：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵、滑板泵2、叶片式泵：它是一种依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传给液体，进行液体输送的机械。如：离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵3、其他类型泵:喷射泵、空气升液器、水锤泵泵的应用泵是世界上最早发明的机器之一。在现今世界上，泵产品的产量仅次于电机，所消耗的电

2、量大约为总发电量的四分之一。泵广泛应用于国民经济的各个领域。如：1、在农业上，泵是实现水利的重要工具，用于农田灌溉或排涝。2、在国防上，如飞机、军舰、坦克、人造卫星等都需要重量轻、体积小、效率高、操作可靠的泵。3、在交通运输方面，远洋巨轮需要很多船用泵。4、在动力工业中，现今30万千瓦电站用泵已投入使用。5、在石油和化工生产中，其原料、中间产品和最终产品中，很多是液体，要实现化工生产的连续化，就必须根据各生产的要求，用泵将这些液体物料从一处送到另一处，或从压力较低的设备送入较高的设备。6、此外在钢铁、煤炭、机械、食品、造纸、医药、自来水等工业部门。所以泵是一种通用机械，它用来提高几乎不可压缩的

3、液体的的能量。一、离心泵的结构及主要零部件一台离心泵主要由泵体（蜗壳）、叶轮、密封环、旋转轴、轴封箱、吸液室等部件组成,有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。1 .泵体:即泵的壳体,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。2 .叶轮:它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件,叶轮用键固定于轴上，随轴由原动机带动旋转,通过叶片把原动机的能量传给液体。叶轮分类：按照液体流入分类：单吸叶轮（在叶轮的一侧有一个入口）和双吸叶轮（液体从叶轮的两侧对称地

4、流到叶轮流道中）。按照液体相对于旋转轴线的流动方向分类：径流式叶轮、轴流式叶轮和混流式叶轮。按照叶轮的结构形式分类:闭式叶轮、开式叶轮和半开式叶轮。3 .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，在泵中作高速同转，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。4 .密封环:是安装在转动的叶轮和静止的泵壳（中段和导叶的组合件）之间的密封装置。其作用是通过控制二者之间间隙的方法，增加泵内高低压腔之间液体流动的阻力，减少泄漏。5 .轴套轴套是用来保护泵轴的，使之不受腐蚀和磨

5、损。必要时，轴套可以更换。6 .轴封泵轴和前后端盖间的填料函装置简称为轴封，主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中，以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的。轴封的形式：即带有骨架的橡胶密封、填料密封和机械密封。7 .轴向力的平衡装置.二、离心泵的优点和缺点优点：1、转速高，一般离心泵转速在7003500rmin,它可以直接和电动机或汽轮机相连接。统一流量的离心泵和往复泵相比较，离心泵重量轻、占地面积小、运转平稳。2、离心泵没有吸入阀和排送阀，因而它工作时可靠性强，维修费用低。3、离心泵在运转时可以利用调节阀的不同开度，很方便地在很宽的范围内调节泵的流量，操作简便。4、离心泵流量均匀，运转时无噪声。

6、5、可以输送带杂质的液体。缺点:1、离心泵无自吸作用，在启动离心泵之前一定要在吸入室及叶轮中充满液体。2、由于离心泵无自吸作用，所以有少量的气体进入吸液室时易产生气蚀现象。3、离心泵不能用在大能头小流量的地方。三、离心泵的分类离心泵的类型很多，对于不同的用途就有不同的结构。现从不同角度对离心泵进行分类。1、按叶轮的吸入方式分为：单吸式泵、双吸式泵2、按级数分分为：单级泵、多级泵四.离心泵的工作原理驱动机通过泵轴带动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。在液体被甩向

7、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。五.离心泵的主要工作参数1流量：即泵在单位时间内排出的液体量，通常用体积单位表示，符号Q,单位有m3hzm3sjs等，2 .扬程:输送单位重量的液体从泵入口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）,其能量的增值,用H表示,单位为kgf.m/kgfo3 .转速:泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用N来表示。电机转速N一般在2900转/分左右。4 .汽蚀余量:离心泵的汽蚀余量是表示泵的性能的主要参数,用符号hr表示,单位为米液柱。5 .功率与效率

8、:泵的输入功率为轴功率N,也就是电动机的输出功率。泵的输出功率为有效功率Ne。六、泵内能量损失泵从原动机获得的机械能，只有一部分转换为液体的能量，而另一部分则由于泵内消耗而损失。泵内所有损失可分为以下几项：1 水力损失由液体在泵内的冲击、涡流和表面摩擦造成的。冲击和涡流损失是由于液流改变方向所产生的。液体流经所接触的流道总会出现表面摩擦，由此而产生的能量损失主要取决于流道的长短、大小、形状、表面粗糙度，以及液体的流速和特性。2 容积损失容积损失是已经得到能量的液体有一部分在泵内窜流和向外漏失的结果。泵的容积效率容一般为093-0.98。改善密封环及密封结构，可降低漏失量，提高容积效率。3机械损

9、失机械损失指叶轮盖板侧面与泵壳内液体间的摩擦损失，即圆盘损失，以及泵轴在盘根、轴承及平衡装置等机械部件运动时的摩擦损失，一般以前者为主。七、离心泵叶轮的切割1 .切割的目的：一台离心泵,在一定的转速下仅有一条性能曲线,为扩大泵的工作范围,常采用切割叶轮外径的方法，使其工作范围由一条线变成一个面。当切割量较少时，可以认为切割前后叶片的出口安置角和通流面积基本不变，泵效率近似相等。2 .切割定律的表达式：Q,Q=D2D2H,H=(D2,D2)2N7N=(D2D2)3式中,Q、H、N表示泵的额定流量、扬程和轴功率角标表示叶轮切割后的对应参数D2表示叶轮的外直径八、离心泵的汽蚀与吸入特性1汽蚀现象根据

10、离心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力Pa和叶轮入口最低压力Pk间形成的压差(Pa-Pk)作用下流入叶轮的,则叶轮入口处压力Pk越低,吸入能力就越大。但若Pk降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。3 .汽蚀会引起的严重后果：产生振动和噪音。对泵的工作性能有影响:当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,会堵塞流道,使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。对流道的材质会有破坏:主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀。4 .离心泵的吸入特性：1泵发生汽蚀的基本条件是:叶片入口处的最低液流压力Pk该温度下液体的饱和蒸汽压Pto2有效汽蚀余量:液

11、体流自吸液辅,经吸入管路到达泵吸入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头。用Aha表示。3 泵的必须汽蚀余量:液流从泵入口到叶轮内最低压力点K处的全部能量损失,用Ahr表示。4 Ahr与Aha的区别和联系：hahr泵不汽蚀ha=hr泵开始汽蚀hahr泵严重汽蚀5 对于一台泵,为了保证其安全运行而不发生汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安全裕量,一般取05米液柱。于是,泵的允许汽蚀余量为:hr=Ahr+0.5。6 泵的允许几何安装高度表达式为:Hg1=（Pa-Pt）hAS-Ihr,Pa吸入罐压力Pt一一液体在输送温度下的饱和蒸汽压力r液体重度hAS吸入管内流动损失hr允许气蚀余量7提高离心泵抗

12、汽蚀性能的方法有：A.改进机泵结构,降低hr,属机泵设计问题。B.提高装置内的有效汽蚀余量.最主要最常用的方法是采用灌注头吸入装置.此外，尽量减少吸入管路阻力损失，降低液体的饱和蒸汽压，即在设计吸入管路时尽可能选用管径大些，长度短些，弯头和阀门少些，输送液体的温度尽可能低些等措施，都可提高装置的有效气蚀余量。8.轴向力的平衡装置轴向力的产生原因a.叶轮前后两侧因流体压力分布情况不同（轮盖侧压力低,轮盘压力高）引起的轴向力A1,其方向为自叶轮背侧指向叶轮入口。b.流体流入和流出叶轮的方向和速度不同而产生的动反力A2,其方向与A1相反,所以总轴向力A=A1-A2,方向一般与A1相同（一般A2较小）

13、。轴向力的平衡a采用双吸式叶轮:叶轮两侧对称,流体从两端吸入,轴向力自动抵消而达到平衡。b开平衡孔或装平衡管A在叶轮轮盘上相对于吸入口处开几个平衡孔。B:为避免开平衡孔后,因主流受扰动而增加水力损失,可设平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口压力至轮盘背侧。c:采用平衡叶片:在叶轮盘背面铸几条径向筋片,筋片带动叶轮背面间隙内的流体加速旋转,增大离心力,从而使叶轮背面压力显著降低。d:利用止推轴承承受轴向力。一般小型的单吸泵中止推轴承可以承受全部的轴向力，防止泵轴窜动。多级离心泵轴向力的平衡：a同单级离心泵方法相同b.对称布置叶轮c.采用平衡鼓,部分平衡轴向力d.采用自动平衡盘,全部自动平衡轴向力

14、。，赞77九、泵的密封装置离心泵的密封装置是用来封闭泵轴穿出泵壳体处的间隙，以防止外界空气进入泵壳内或阻止泵内高压液体泄漏到泵壳外面，密封装置有两种1 .填料密封2 .机械密封的密封原理：动环和静环是一对作相对滑动的摩擦副，在它们之间有很小的间隙。由于介质压力和弹簧力的作用，在密封端面上有一定的压紧力，并保持其间有一层液膜。因为间隙很小，介质通过时阻力很大，从而阻止其泄漏。而液膜的存在又可润滑摩擦副，从而减轻了磨损，保证了密封效果。离心泵的相似原理及应用(相似及相似定律、比例定律、比转数等涉及理论较高，平时用不到，就不讲了)十、机械密封的故障诊断和分析1.泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏

15、点主要有五处：(I)轴套与轴间的密封；(2)动环与轴套间的密封；(3)动、静环间密封；(4)对静环与静环座间的密封；(5)密封端盖与泵体间的密封。一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。一、泄漏原因分析及判断1 .安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。2 .试运转时出现的泄漏。泵用机