《泵的基礎(chǔ)知識》ppt課件

1、泵的基礎(chǔ)知識,前言,教學(xué)對象：原料一工段操作人員教學(xué)目的：了解泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特性，掌握離心泵的操作方法及故障處理教學(xué)重點：離心泵的工作原理及操作教學(xué)難點：離心泵的工作原理教學(xué)方法：講授及課堂自由提問,目錄,第一節(jié) 泵的基礎(chǔ)知識 第二節(jié) 離心泵典型結(jié)構(gòu)與工作原理第三節(jié) 離心泵的工作特性第四節(jié) 其它泵概述,第一節(jié) 泵的基礎(chǔ)知識,1、泵的概念 2、泵的分類 3、泵的基本參數(shù),1、泵的概念,

2、通常把提升液體、輸送液體或給液體增加壓力，即將原動機的機械能轉(zhuǎn)化為液體能量的機器統(tǒng)稱為泵。 離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，操作平穩(wěn)，流量穩(wěn)定，性能參數(shù)范圍廣，易于制造，便于維修等優(yōu)點，所以為石化儲運生產(chǎn)中大量應(yīng)用。,葉片泵,泵,,,往復(fù)泵,容積泵,真空泵,其他類型泵,,電動泵,汽動泵,,柱塞(活塞)泵、隔膜泵,計量泵,,單作用,雙作用,(單缸、雙缸),,單缸,雙缸,轉(zhuǎn)子泵,,齒輪泵、螺桿泵、羅茨泵、滑片

3、泵、擾性葉輪泵、凸輪泵,,往復(fù)真空泵,旋片真空泵,水環(huán)真空泵,噴射真空泵,,射流泵、空氣升液泵、電磁泵、水輪泵,2. 泵的分類,(圖),(圖),(圖),(圖),,單吸泵、雙吸泵,單級泵、雙級泵,蝸殼式泵、分段式泵,立式泵、臥式泵,磁力泵、屏蔽泵,高速泵、部分流泵,軟軸泵,自吸泵,液下泵,潛水泵,葉片泵,,離心泵,漩渦泵,,單級泵、多級泵,離心漩渦泵,自吸漩渦泵,混流泵,,蝸殼式,導(dǎo)葉式,軸流泵,(圖),(圖),(圖),(圖),(圖),,

4、(圖),泵的其它分類,按泵軸位置,,臥式泵立式泵,按泵體位置,,液下泵深井泵潛水泵管道泵,按用途,,增壓泵計量泵比例泵流程泵匯流泵循環(huán)泵成品泵補給泵化學(xué)反映泵助劑注射泵,圖,圖,圖,圖,圖,圖,思考,A. 泵流量 泵流量是單位時間內(nèi)從泵排出并進入管路的液體體積。一般指的流量均為體積流量。用符號Q表示，單位為m3/h或L/s。,C．泵轉(zhuǎn)速 泵轉(zhuǎn)速是泵軸旋轉(zhuǎn)的速度，即單位時間內(nèi)泵軸旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。用符號n

5、表示，單位r/min或s-1。,3.基本參數(shù),B. 揚程 泵的揚程是單位質(zhì)量液體通過泵后的能量增值。其值等于單位質(zhì)量液體在泵出口處的能量減去泵進口處的能量。用符號H表示，單位為m。,,式中 Pu ——泵輸出功率，W； ——泵輸送液體的密度kg/m3 ；Q——泵流量；m3/s H——揚程，m。,,,D. 泵軸功率(brake power)、泵輸出功率(output power)泵軸功率通常指輸入功率，

6、即泵軸所接受的功率。用符號Pa表示，單位為W.,泵傳遞給輸出液體的功率稱為泵輸出功率，又稱為有效功率。它表示單位時間內(nèi)泵輸送出去的液體從泵中獲得的有效能量。用符號Pu表示，單位為W，用下式計算：,,E. 泵效率 泵軸功率和輸出功率之差是泵內(nèi)的損失功率，其大小用泵效率來計量。泵效率為泵輸出功率與泵軸功率之比，用符號 表示，并用小數(shù)或百分比表示，泵效率的表達式為,,,F.汽蝕流動著的液體由于局部壓力降低而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。泵

7、發(fā)生汽蝕時，在汽蝕部位會引起對機件的侵蝕，進一步發(fā)展造成揚程下降，產(chǎn)生振動、噪聲等。,H.喘振 管路系統(tǒng)（包括泵）由于流量小而引起液流在泵內(nèi)脫流而形成的自振，表現(xiàn)為壓力、流量周期性變化，泵和管路產(chǎn)生激烈振動和低沉噪聲。,G. 汽蝕余量 泵入口處，單位質(zhì)量液體所具有的超過該溫度下飽和蒸汽壓的富裕能量，這是反映泵吸入性能的主要參數(shù)，習(xí)慣用符號 △ h 表示，單位為m。國外稱此為凈正吸入壓頭，用NPSH表示。最近已在國內(nèi)等效采用

8、，被編入國家標準的有關(guān)部分。,I.暖泵 對于高溫用泵，啟動前對泵和管路進行加熱。,J.比轉(zhuǎn)數(shù) 判斷動力型泵水力特征的相似準數(shù)，是一種泵分類的準則。用下式定義：,,,,比轉(zhuǎn)數(shù),泵的轉(zhuǎn)速r/min,揚程，m,,,流量m3/s,思考：,1、離心泵屬于葉片泵還是容積泵？,2、屏蔽泵不屬于離心泵，屬于齒輪泵。對嗎？,3、按泵軸位置分類，離心泵可以分為（ ）、（ ）兩類。,4、深井泵、液下泵，潛水泵的泵體與電機的位置各有什

9、么不同？,,離心泵,,立式泵,,不合格柴泵ZA50-3400D,,離心泵,,單吸、雙吸泵,,多級泵,,加劑計量泵,柱塞式計量泵,,雙隔膜計量泵,,,屏蔽泵,,,,,,,,,液下泵,,,,降凝劑加劑螺桿泵W3KSE-36M1W73,雙螺桿泵,三螺桿泵,饒性件泵葉輪,滑片泵結(jié)構(gòu),齒輪泵－重油泵房,內(nèi)嚙和外嚙齒輪泵,,,凸輪泵,,潛水泵,第二節(jié)離心泵典型結(jié)構(gòu)與工作原理,一、離心泵的工作原理,二、離心泵的分類,四、離心泵命名方式,五、離心泵的

10、性能參數(shù),六、離心泵的各種損失,三、離心泵典型結(jié)構(gòu)和主要零部件,一、離心泵的工作原理,液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)在離心力作用下沿葉片間通道向外緣運動，速度增加、機械能提高。液體離開葉輪進入蝸殼，蝸殼流道逐漸擴大、 流體速度減慢，液體動能轉(zhuǎn)換為靜壓能，壓強不斷升高，最后沿切向流出蝸殼通過排出導(dǎo)管輸入管路系統(tǒng)。,離心泵裝置簡圖,動畫,離心泵吸上原理,原動機 ： 軸 ＋ 葉輪，旋轉(zhuǎn),離心力,中心,動能?,高速離開葉輪,,外圍,靜壓能?,葉片間液體:,—

11、液體被做功,,,吸上原理：,動畫,按吸入方式,,單吸,雙吸,按級數(shù),,單級,多級,按主軸方向,,臥式,立式,斜式,二、離心泵的分類,按液體流出葉輪方向,,離心式,軸流式,混流式,旋渦式,圖,圖,圖,按葉片安裝方法,,可調(diào)葉片,固定葉片,按殼體剖分方式分,,分段式,中開式,按泵體形式分,,蝸殼泵,透平泵,筒式泵,一些特殊結(jié)構(gòu)的離心泵,潛水泵液下泵管道泵自吸式泵屏蔽泵,,圖,圖,三、離心泵典型結(jié)構(gòu)和主要零部件,1、典型結(jié)構(gòu),2、主要

12、零部件,1、典型結(jié)構(gòu)：,吸入室,葉輪,軸,壓出室,密封裝置,軸向力平衡裝置,,,,,,,單級雙吸泵,,,2、主要零部件,（1）葉輪：作功部件結(jié)構(gòu)型式：閉式（輸送不含雜質(zhì)的液體，效率高；造價高）半開式（輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體）開式（輸送沙漿、污水、含纖維液體；效率低，葉片數(shù)可少到2-4片）材料： 鑄鐵；青銅；鋼葉輪在軸上的,圖,安裝方式,（2）離心泵轉(zhuǎn)能部分-----蝸殼與導(dǎo)葉,蝸殼泵體的外殼

13、，包圍葉輪（螺旋形泵體）是單級泵轉(zhuǎn)能裝置，其形狀應(yīng)使流體流過的損失小，并且斷面逐漸擴大截面積逐漸擴大的蝸牛殼形通道 液體入口— 中心 出口 — 切線作用： 把從葉輪甩出來的液體收集起來，使液體流速降低，把部分速度能頭轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ茴^后，再均勻地引入下一級或經(jīng)過擴散管排出。,,（圖）,蝸殼截面面積大小對泵的性能影響很大，對同一葉輪，如果截面面積過小，則H-Q性能曲線變陡，最高效率點向小流量方向移動，效

14、率降低；反之，若面積過大，則H-Q性能曲線比較平坦，最高效率點向大流量方向移動，效率也降低，但不太顯著。,多級泵采用導(dǎo)葉，末級之后采用蝸殼。導(dǎo)葉是使液體按規(guī)定方向流動，或使它的部分速度轉(zhuǎn)化為壓力能的具有葉片的零件。由正向?qū)~和反向?qū)~組成,導(dǎo)葉,導(dǎo)葉的作用,導(dǎo)葉作用與蝸殼相同，流道式導(dǎo)葉由正向?qū)~和反向?qū)~鑄在一起的，正向?qū)~用于收集液體和保證液體在葉道中作自由流動，改變流體方向，把大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能平；反導(dǎo)葉的作用是消除旋繞，并把

15、液體引入下一級葉輪進口。,（3）吸入室 －吸入室位于葉輪前，作用是將液體以最小的損失均勻地引入葉輪,錐形管吸入室，用于小型單級單吸懸臂式離心泵中，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，在葉輪入口前使液流造成集流和加速流，流速均勻，損失較小,,螺旋型吸入室的流動情況較好，速度比較均勻，但液流進入葉輪前有預(yù)旋，在一定程度上會降低些揚程，目前，我國懸臂式離心泵都采用這種吸入室。,環(huán)形吸入室結(jié)構(gòu)簡

16、單，軸向尺寸短，但液流進入葉輪前有撞擊和漩渦損失，液流也不太均勻，常用于多級分段式離心泵中。,（4）泵軸,,,軸封：旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵殼之間的密封。作用：防止高壓液體沿軸漏出或外界空氣漏入。,機械密封,填料密封,,泵軸垂直葉輪面，穿過葉輪中心,（5）軸向力,定義： 離心泵在運轉(zhuǎn)時，在其轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個很大的作用力，由于此作用力的方向與離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平行，故稱為軸向力。 離心泵產(chǎn)生的軸向力有以下幾方面的原因：

17、0;   （1）.水泵葉輪的前后蓋板上液體壓力作用的面積大小不相等，前后泵腔中液體壓強的分布也不對稱。因此，作用于葉輪前蓋板上的液體壓力和作用于吸入口的壓力在軸向上不能與作用在后蓋板上的液體壓力相平衡，從而造成一個軸向的力，這個力是軸向力的主要組成部分。 （2）液體從葉輪吸入口流入又從葉輪出口流出，其速度大小和方向均不相同，液體動量的軸向分量發(fā)生了變化。因此，根據(jù)動量定理，在軸向方向作用了一個沖力，或稱動反力，此力指向葉

18、輪后面。 （3）軸臺、軸端等結(jié)構(gòu)因素引起的軸向力，其方向視具體情況而定。 （4） 轉(zhuǎn)子重量引起的軸向力，與轉(zhuǎn)子的布置方式有關(guān)。 （5） 影響軸向力的其它因素。,軸向力平衡,開平衡孔,平衡葉片,雙吸葉輪,卸荷盤,平衡盤,葉輪對稱排列,單級：,多級：,,（6）密封,內(nèi)部泄漏外部泄漏,,內(nèi)密封,外密封,,,外密封（軸封）,（結(jié)構(gòu)簡單、易于制造,填料采用浸油或涂石墨的石棉繩 ；用于普通水泵和一般化工泵；效果較差；泄漏量大，需

19、經(jīng)常更換填料）,（由垂直于主軸的兩個光制的、精密的平面在彈性元件及密封液體壓力的作用下相互緊帖并作相對運動而構(gòu)成的動密封裝置。效果好；使用壽命長；造價高）,（非接觸式離心密封，輸送高（低）溫、易燃、易爆、強腐蝕且含顆粒的液體）,填料密封,機械密封,副葉輪密封,機械密封安裝過程演示,四、常用離心泵的命名,在離心泵類型中，Y型臥式離心泵應(yīng)用最廣。這種泵進出口都向上，型號如下： 150 AY

20、 Ⅱ － 75 A 150 YG － 75 A,(圖),吸入口直徑150mm,單級臥式離心油泵,泵采用材料為Ⅱ級,葉輪第一次切割,額定揚程75m,,,,,,,,,,,吸入口直徑150mm,單級立式離心管道泵,葉輪第一次切割,額定揚程75m,,,,,葉輪第一次切割,額定揚程75m,,,,,,,,(圖),,200 YS Ⅰ － 150 × 2 B,ZA

21、 50 － 3400 D,(圖),(圖),第Ⅰ類：鑄鐵，不耐腐蝕，使用溫度為-20～+200℃；第Ⅱ類：鑄鋼，不耐腐蝕，使用溫度為-45～+400℃；第Ⅲ類：合金鋼，耐中等硫腐蝕，使用溫度為-45～+400℃；,,五、離心泵性能參數(shù),,a．理論流量 單位時間內(nèi)流入泵工作元件的液體量,用符號表示,單位為m3/s,1、與泵流量Q有關(guān)的其他流量參數(shù),b．規(guī)定流量 這是用戶使用泵所要求的泵體積流量，也就是用戶與設(shè)計

22、部門合同上所規(guī)定的流量。,c．設(shè)計流量 設(shè)計單位為了適應(yīng)生產(chǎn)與用戶的要求，往往根據(jù)需要和可能確定設(shè)計泵所采用的流量，在設(shè)計和生產(chǎn)泵系列產(chǎn)品時盡可能滿足社會需要。離心泵的流量是可變的，在離心泵銘牌上或樣本中給出的流量是指額定流量，即離心泵在這一流量運行時效率最高。離心泵尺寸就是根據(jù)這一特定的設(shè)計流量設(shè)計的。,,,式中 為單位質(zhì)量液體從泵的入口到出口消耗在泵中的能量頭，也就是液體在泵中流過時所受到的摩擦損失壓頭及收縮、

23、擴大、沖擊等局部損失壓頭之和。,,2、與揚程H有關(guān)的其他揚程參數(shù),a．理論揚程 葉輪給流經(jīng)它的單位質(zhì)量液體的能量，用符號H表示，單位為m。因為液體流過泵時要消耗一定的能量來克服流經(jīng)泵時的阻力，所以泵揚程總是小于理論揚程。即,b．規(guī)定揚程 用戶與設(shè)計單位在合同單上規(guī)定流量時所要求的揚程。,,c．設(shè)計揚程設(shè)計單位在設(shè)計泵時采用的揚程。,d．吸入揚程或吸入壓頭吸液池液面到泵基準面之間的揚程。,e．排出揚程或排出壓頭

24、泵基準面到排液面之間的揚程。,a．水力功率 單位時間內(nèi)，葉輪給予液體的能量,,3、與功率有關(guān)的其他功率參數(shù),水力功率W,,液體密度kg/m3,,理論流量m3/s,理論揚程m,,,b．機械損失功率Pm 泵的各個運動部件機械摩擦損失耗費的功率。機械損失包括： 泵軸在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動的摩擦損失；軸與軸封之間的摩擦損失；葉輪前后蓋板和液體間發(fā)生的摩擦損失。 機械損失功率Pm和水力功率之和為泵軸功率，

25、即：,,c．原動機輸入功率 泵的原動機所接受的功率，考慮到原動機本身的效率，原動機輸入功率應(yīng)大于泵軸功率。,d．原動機配用功率P 選用的原動機功率，W。 泵的軸功率是選配原動機功率的依據(jù)。原動機一般為電動機，因為考慮到電動機有超負荷的可能性，通?？砂词褂弥凶畲罅髁肯掠嬎愠鰜淼妮S功率，再考慮一個安全系數(shù)K作為所需電動機的功率，即原動機配用功率為:,,a．容積效率泵的流量與理論流量之比為容積效率，說明泵漏損的程度

26、，即泵密封情況的好壞對于離心泵，一般=96%一99%。b．水力效率泵的揚程H與理論揚程HT之比，是衡量泵對流過它的液流阻力大小的指標對于離心泵一般＝80%一92%。,,,4、與效率有關(guān)的其它效率參數(shù),c．機械效率水力功率與軸功率之比，是衡量泵的運動部件機械摩擦損失大小的指標=94%-98%因為泵效率所以即泵效率是容積效率、水力效率與機械效率的乘積，也就是說泵效率低于任何一

27、個效率值。近代水泵的效率一般為70%--90%。,,,,,由于泵的理論揚程與液流性質(zhì)無關(guān)，所以一臺離心泵，在同一個轉(zhuǎn)速，同一個流量下工作時，不論輸送什么液體，葉輪所給出的，用被輸送的液柱高度表示的理論揚程是相同的。但由于各種液體重度不同，因此泵出口處的壓力是不一樣的。,六、離心泵的各種損失,機械損失,,軸承的摩擦損失軸封處的摩擦損失前后蓋板外側(cè)和液體之間的摩擦損失,容積損失,,葉輪進口處容積損失平衡裝置處容積損失,水力損失,,摩

28、擦損失和局部損失沖擊損失,1、機械損失,軸承和軸封處的摩擦損失與軸承和軸封的結(jié)構(gòu)形式以及輸送液體的重度有關(guān)，一般采用下列公式： Δ P= (0.01-0.05)Pa對于功率大的泵，取Δ P=0.01Pa對于功率小的泵，取Δ P=0.05Pa,液體前后蓋板與液體發(fā)生摩擦所引起的損失，叫圓盤（輪阻）損失,Δ Pdf=Kρ n3D25, KW,,圓盤摩擦系數(shù),,流體密度 Kg/m3,

29、,轉(zhuǎn)速,,葉輪出口直徑,圖,2、容積損失,由于轉(zhuǎn)動部件與靜止部件存在間隙，當葉輪轉(zhuǎn)動時，兩側(cè)間隙產(chǎn)生壓差而使液體從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏稱為容積損失,幾乎在所有比轉(zhuǎn)速的變化范圍內(nèi)，容積損失等于圓盤摩擦損失的一半。,(圖）,3、水力損失,摩擦損失,,,摩擦損失系數(shù),,流道長度m,,流道斷面的水力半徑m過水斷面積與濕周之比即為水力半徑,,流體流速m/s,局部損失,,,局部阻力損失系數(shù),,流體流速,水力損失,水力損失,沖擊損失,hs=K(Q-Q

30、*)2,,泵的工作流量,泵的設(shè)計流量,,各種損失示意圖,思考：,1、離心泵的葉輪結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？2、離心泵平衡軸向力有哪幾種方式？3、泵內(nèi)存在哪幾中損失？這些損失的原因分別是什么？如何減小這些損失？4、 說明離心泵150 AY Ⅱ － 75 A代表的意義。,單吸離心泵,雙吸離心泵,,,多級泵,單級泵,,臥式泵、立式泵,可調(diào)葉片與固定葉片泵,,饒性件泵,滑片泵,離心泵,葉輪部件,葉輪 — 葉片（+蓋板）,6～12個葉片（前彎、

31、后彎，徑向）,液體通道。,閉式葉輪：前蓋板、后蓋板,半開式： 后蓋板,開式： 無蓋板,,離心泵的葉輪大多數(shù)為后彎葉片型，只有小流量、高揚程的高速部分流泵和漩渦泵采用徑向葉片型葉輪。低比轉(zhuǎn)數(shù)泵可取9片，高比轉(zhuǎn)數(shù)泵，可取4～5片。通常，增加葉片數(shù)可以改善液體流動情況，適當提高泵的揚程；但葉片數(shù)增加后又會使葉片摩擦損失增大，使流道通流面積減少，從而會降低效率，容易導(dǎo)致氣蝕。所以，有些低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，采用長短葉片間隔安放的形式。相反，如葉片數(shù)過少

32、，每個葉片的負荷增加，對流體的導(dǎo)流作用減小，又會使泵的揚程下降。,,葉輪在軸上的安裝方式：,A:懸臂式葉輪固定法 B：擱置式葉輪固定法 C:雙面進水式葉輪固定法,,泵蝸殼,,,,1、填料箱體；2、填料；3、液封圈；4、填料壓蓋；5、底襯套,,1、彈簧座；2、彈簧；3、動環(huán)；4、靜環(huán)；5、動環(huán)密封圈；6、壓蓋；7、靜環(huán)密封圈；8、防轉(zhuǎn)銷；9、緊定螺釘,,,平衡孔這種平衡方式可以減少軸封的壓力，也即減小軸向力，但

33、不能完全平衡軸向力，其缺點是容積損失增加，另外，經(jīng)平衡孔的泄漏流與進入葉輪的主液流相沖擊，破壞了正常的流動狀態(tài)，會使泵的抗汽蝕性能下降，用平衡管，則結(jié)構(gòu)變復(fù)雜,,在葉輪后蓋板上作幾個徑向肋筋———背(副)葉片,當葉輪旋轉(zhuǎn)時由于背葉片的作用,使作用與葉輪后蓋板上的液體壓力值下降,從而使作用于葉輪上的軸向力的到部分平衡。,,雙吸葉輪由于結(jié)構(gòu)對稱，兩側(cè)壓力基本平衡，能平衡軸向力。但由于制造誤差，或兩側(cè)密封環(huán)磨損不同，亦會存在一定的殘余的軸向力

34、。多級離心泵各葉輪產(chǎn)生的揚程基本相等，當葉輪為偶數(shù)時，只要將其對稱布置即可。,,平衡鼓外圓表面與泵體間形成徑向間隙。平衡鼓前面是末級葉輪的后泵腔，后面是與吸入口相連通的平衡室。這樣作用在平衡鼓上的壓差，形成指向背向吸入口的平衡力，該力用力平衡作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力,,,,,重油泵房10＃泵,,調(diào)合泵房管道泵,,原油泵房雙吸泵,,不合格柴泵,,,,廣州南方天山貿(mào)易有限公司,機械密封安裝演示教程,集裝式機械密封各部件名稱,驅(qū)動螺釘,,軸或軸

35、套直徑 D1= ？ 1、填料腔直徑 D2= ？ 2、端蓋螺栓分布圓 直徑D3= ？ 3、螺栓規(guī)格 D4= ？ 4、螺栓數(shù)量 n= ？ 5、填料腔深度 L1= ？ 6、外部自由空間長度 L2= ？,泵體相關(guān)尺寸,以一臺單級臥式雙吸油泵為例：

36、,步驟之一,泵解體,步驟之二,檢查軸套光潔度直徑長度當不符合要求時必須更換,步驟之三,檢查填料腔尺寸直徑深度端面平整度垂直度,步驟之四,打磨軸套,步驟之五,端面清理,步驟之六,軸套潤滑涂防卡劑,機械密封包裝內(nèi)有配置替代產(chǎn)品：MOLYKOTE100011155M,步驟之七,機封潤滑涂防卡劑,機械密封包裝內(nèi)有配置替代產(chǎn)品：MOLYKOTE100011155M,步驟之八,預(yù)先套入要求輕

37、緩,步驟之九,軸的裝配,步驟之十,軸組安裝盡量不要碰到機封,步驟之十一,泵體恢復(fù),步驟之十二,整體調(diào)整,步驟之十三,清理填料腔端面清理余膠中分面紙墊,步驟之十四,端面施膠保證密封,步驟之十五,機械密封法蘭固定,步驟之十六,動環(huán)與軸的定位要求依次逐個輪流擰緊,步驟之十七,定位塊拆除,步驟之十八,盤車檢查聽、看有無刮卡,安裝完畢運行調(diào)試,拆卸機械密封順序1、裝上三個定位塊2、松掉定位圈上的定位螺釘及驅(qū)

38、動螺釘3、松掉沖洗接管，松掉壓蓋螺栓4、取出機械密封,,第三節(jié) 離心泵的工作特性,一、離心泵氣蝕及預(yù)防措施,二、離心泵性能及調(diào)節(jié),三、離心泵啟動與運行,,一. 離心泵的汽蝕與預(yù)防,1、氣蝕概念,3、吸上真空度,2、汽蝕余量,4、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù),5、改善泵的吸入性能的途徑,1、氣蝕概念,在一定的溫度和壓力條件下，水和氣可以互相轉(zhuǎn)化，當離心泵葉輪入口處的液體壓力pk降低到氣化壓力pv時,液體就氣化；同時還可能有溶解在液體內(nèi)的氣體從液體

39、中逸出，形成大量小氣泡，即產(chǎn)生了空化。當這些小氣泡隨液體流到葉輪流道內(nèi)壓力高于臨界值的區(qū)域內(nèi)時，由于氣泡內(nèi)是氣化壓力pv,,而外面的液體壓力高于氣化壓力，則小氣泡在四周液體壓力作用下，便會重新凝結(jié)、潰滅。在葉輪內(nèi)，當產(chǎn)生的小氣泡重新凝結(jié)、潰滅后，這時周圍的液體以極高的速度向空化點沖來，液體質(zhì)點互相撞擊形成局部水力沖擊，使局部壓力可達數(shù)百大氣壓。氣泡越大，其凝結(jié)潰滅時引起的局部水擊壓強越大。如果這些氣泡是在葉輪金屬表面附近潰滅，則液體質(zhì)

40、點的沖擊就連續(xù)地打擊在金屬表面上。這種水力沖擊，速度很快，頻率高達每秒數(shù)千、甚至幾萬次，金屬表面很快會因疲勞而剝蝕。若所產(chǎn)生的氣泡內(nèi)還夾雜有某種活性氣體（如氧氣等），它們借助氣泡凝結(jié)時放出的熱量，使局部溫升可達到200—300度，對金屬會起電化學(xué)腐蝕，更加快了金屬的破壞速度。上述這種空化、空蝕現(xiàn)象統(tǒng)稱為“氣蝕”。,動畫,氣蝕發(fā)生的部位,氣蝕對泵工作的影響,（1）噪音和振動：氣泡潰滅時，液體質(zhì)點互相沖擊，會產(chǎn)生各種頻率范圍的噪音。在氣蝕嚴

41、重的時候，可以聽到泵內(nèi)有“劈劈”“啪啪”的爆炸聲，同時機組振動。在這種情況下，泵就不應(yīng)繼續(xù)工作了。（2）對泵性能曲線的影響：離心泵開始發(fā)生氣蝕時，氣蝕區(qū)域較小，對泵的正常工作沒有明顯的影響，在泵性能曲線上也沒有明顯反映。但當氣蝕發(fā)展到一定程度時，氣泡大量產(chǎn)生，堵塞流道，使泵內(nèi)液體流動的連續(xù)性遭到破壞，泵的流量、揚程和效率均會明顯下降，在泵性能曲線上出現(xiàn)“斷裂工況”，這時泵不能正常工作，甚至泵“抽空”斷流了。（3）對葉輪材料的破壞：發(fā)

42、生氣蝕時，由于機械剝蝕和電化腐蝕的共同作用，使葉輪材料受到破壞。被氣蝕的金屬表面呈海綿狀、溝槽狀、魚鱗狀等。嚴重時，整個葉片的前后蓋板都有這種現(xiàn)象，甚至將葉片和蓋板蝕穿。氣蝕對水力機械的正常運轉(zhuǎn)威脅很大，也是影響水力機械向高速發(fā)展的巨大障礙，所以，研究氣蝕過程的客觀規(guī)律，提高泵的抗氣蝕性能，是水力機械的使用和發(fā)展中的重要問題。,氣蝕時的性能曲線,,2、汽蝕余量,由離心泵的氣蝕過程可知，發(fā)生氣蝕的基本條件是：葉片入口處的最低液流壓力pk

43、≤該溫度下液體的氣化壓力pv。根據(jù)測試研究，葉輪內(nèi)最低壓力點是在葉片入口稍后一點K點處，如右圖因此，要避免發(fā)生氣蝕，應(yīng)滿足pk>pv,即在泵入口處液體具有的能頭除了要高出液體的氣化壓力pk外,還應(yīng)有一定的富余能頭，這個富余能頭稱為氣蝕余量。用符號⊿h表示,,,,泵入口處,葉輪入口處,壓力最低部分,葉輪出口處,汽蝕余量,有效汽蝕余量必須汽蝕余量有效汽蝕余量和必須汽蝕余量的關(guān)系汽蝕余量與吸上真空度的關(guān)系,（1）有效汽蝕余量,有

44、效汽蝕余量是指液流自油罐經(jīng)吸入管路到達泵吸入口后，所富余的高出汽化壓力能頭的那部分能量,有效汽蝕余量數(shù)值的大小與泵裝置的操作條件（如吸液灌內(nèi)壓力或吸液池液面大氣壓、吸入管路的幾何安裝高度、阻力損失、液體性質(zhì)和溫度等）和管路中的流量有關(guān)，而與泵本身的結(jié)構(gòu)尺寸無關(guān)，故又稱為裝置的汽蝕余量，出口閥門開大，流量增加，吸入管路阻力損失增大，有效汽蝕余量⊿ha也就越小，發(fā)生汽蝕的可能性就大。,,⊿ha＝,吸入罐液面上的壓力,,液體密度,,該溫度下液

45、體的氣化壓力,,機泵安裝高度,,吸入管路內(nèi)流動損失,,（2）必需汽蝕余量,影響⊿hr大小的主要因素是泵的結(jié)構(gòu)，如吸入室與葉輪進口的幾何形狀，以及泵的轉(zhuǎn)速和流量等，而與吸入管路系統(tǒng)無關(guān)。所以⊿hr的大小，在一定程度上是一臺泵本身抗氣蝕性能的標志，也是離心泵的一個重要性能參數(shù)。,,,泵入口處,葉輪入口處,壓力最低部分,葉輪出口處,,,,上式稱汽蝕基本方程式,它反應(yīng)液流從泵入口到葉輪內(nèi)最低壓力點K處的全部能頭損失，用⊿hr表示，也就是液流進入

46、泵后，在未從葉輪獲得能頭前，因流速變化和流動損失引起的壓力能頭降低的數(shù)值。,,為速度壓降系數(shù),,（3）有效汽蝕余量和必須汽蝕余量的關(guān)系,必需汽蝕余量是標志泵本身汽蝕性能的基本參數(shù)。必須汽蝕余量越小，說明泵本身的抗汽蝕性能好，因此要提高泵的抗汽蝕性能，應(yīng)使必須汽蝕余量減小。,有效汽蝕余量標志泵使用時的裝置汽蝕性能，為避免發(fā)生汽蝕，就必須增大有效汽蝕余量。 顯然， ⊿hr值越小，泵越不容易發(fā)生氣蝕，則要求泵入口處的富余能頭⊿ha

47、也可小些。因為泵入口處的富余能頭⊿ha若能克服這個能頭損失⊿hr后還有剩余，即⊿ha> ⊿hr,則表示液體流到葉輪最低壓力點K處時，其壓力還高于液體的飽和蒸汽壓而不致氣化，所以就不會發(fā)生氣蝕。反之，當⊿ha<⊿hr時,液體就氣化，泵就氣蝕了。這樣，判別離心泵氣蝕的條件就可寫成,判別離心泵氣蝕的條件,⊿ha> ⊿hr時，泵不氣蝕⊿ha=⊿hr時，開始發(fā)生氣蝕⊿ha< ⊿hr時，泵嚴重氣蝕,3、吸上真空度,定義：

48、為保證離心泵不發(fā)生氣蝕。其條件為⊿ha> ⊿hr。然而裝置的有效氣蝕余量⊿ha所表示的泵入口處的液體能量，不易直接測量出來。直接用儀表測量得到的是泵入口法蘭處所裝的壓力表讀數(shù)，他反映了吸入罐液面上的大氣壓力能頭與泵入口處壓力能頭的差，通常稱為吸上真空度。用符號Hs表示。 液體壓強公式：P=ρgh,,吸上真空度表達式,,由此可知： 吸上真空度Hs與泵的安裝高度z

49、s0吸入管路中液流流速及管路阻力損失有關(guān)。當泵在恒定流量下運轉(zhuǎn)時，式中后兩項為定值，則Hs隨安裝高度zs0的增大而增大；當安裝高度zs0增大至某一數(shù)值時，泵因汽蝕不能繼續(xù)正常工作。對應(yīng)于這一工況的吸上真空度叫最大吸上真空度，用Hsmax表示，其數(shù)值由試驗得出。,為了保證泵安全運轉(zhuǎn)而不發(fā)生汽蝕，泵的吸上真空度要比Hsmax小，即留有安全裕量0.3~0.5m（據(jù)機械工業(yè)部標準規(guī)定），得到泵的允許吸上真空度

50、 [HS]=Hsmax—0.3所以保證泵正常運行的條件是 Hs≤[Hs],Q與 [Hs]的關(guān)系曲線,,如果泵使用地點的大氣壓和液體溫度與上述情況不同，則應(yīng)對樣本上的[Hs]值用下式進行修正： [Hs]‘ =[Hs]—10+A—,,式中 [Hs]’——修正后的允許吸上真空度，m；

51、 A——使用地點的大氣壓換算成液柱高度，m； ——使用地點溫度下液體飽和蒸汽壓，換算成 液柱高度，m。大氣壓力隨海拔高度的增加而減少，當已知使用地點的海拔高度時，可按圖查出對應(yīng)的大氣壓值。,,圖,安裝水泵時，應(yīng)根據(jù)［Hs］值計算安裝高度。由式可得,,泵的允許安裝高度則為 ：,,如果［Zs0］為負值，表示泵應(yīng)安置于液體貯槽之下，使泵在進口具有灌注的正壓力，避免產(chǎn)生汽蝕。

52、此時稱為倒灌高度。,泵的實際安裝高度,（圖）,,4、氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù),=常數(shù),在相似工況下可有：,,=常數(shù),在上兩式中，消去線性尺寸D1，兩式合并，常數(shù)項用S表示，經(jīng)整理得 ：,,而我國習(xí)慣上采用下式計算：,,對汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)Ｃ的幾點說明,A、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)Ｃ與比轉(zhuǎn)數(shù)的形式類似，并有類似性質(zhì)，在相似工況下，Ｃ值應(yīng)相等。它是由設(shè)計工況下的n、Q、〔NPSH〕r值計算而得的，Ｃ值越大，泵的抗汽蝕性能越好。B、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)著重于葉輪進口部分（包括吸入室）的

53、相似條件，Ｃ值的大小與泵的揚程Ｈ無關(guān)，即和出口參數(shù)無關(guān)，所以汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)又叫吸入比轉(zhuǎn)數(shù)。只要兩臺泵入口部分幾何相似，即使出口部分不相似，在相似工況下運行時，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)Ｃ也相等。因此，要提高泵的抗汽蝕性能，只要研究入口部分的幾何參數(shù)關(guān)系。,5、改善泵吸入性能的途徑,（1）降低泵的必需汽蝕余量（2）提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量（3）運行中可才采取的措施（4）采用耐汽蝕材料,（1）降低泵的必需汽蝕余量,A 減小進口流速,B 改變?nèi)~片

54、進口邊位置和進口端形狀,C 加裝誘導(dǎo)輪,D 超汽蝕泵,（2）提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量,A 合理確定幾何安裝高度及吸入管道流動損失,,為了減小流動損失，應(yīng)盡可能減少吸入系統(tǒng)的附件，如彎頭、閥門等；應(yīng)合理低加大吸入管直徑，以減小流速；同時應(yīng)使管路盡可能縮短。,B 在吸入系統(tǒng)裝一低速前置泵,（3）運行中可才采取的措施,B、 泵在運行時，不要用吸入系統(tǒng)上的閥門調(diào)節(jié)流量，因為這樣會導(dǎo)致局部阻力增大，而降低（NPSH）,.A、根

55、據(jù)汽蝕相似定律知，必需汽蝕余量（NPSH）與轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此，泵在運行中，轉(zhuǎn)速不應(yīng)高于規(guī)定轉(zhuǎn)速。,（4）采用耐汽蝕材料,在汽蝕不可避免的情況下，對葉輪或容易被汽蝕破壞的地方采用耐汽蝕的材料，以提高泵的使用壽命。脆性材料是最不耐汽蝕的，所以用鑄鐵作為泵流道的材料，一旦發(fā)生汽蝕就很快損壞；較細密和具有韌性的材料，如青銅、不銹鋼等，抗汽蝕性能較好。,,二、離心泵的性能及調(diào)節(jié),1、離心泵的運行特性,泵在不穩(wěn)定工況下工作,泵的性能曲線,2、

56、離心泵運行工況的調(diào)節(jié),管路特性曲線,1、離心泵的運行特性,H-Q曲線,N-Q曲線,效率-Q曲線,NPSHr-Q曲線,離心泵的特性曲線由制造廠附于產(chǎn)品樣本中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。,,特性曲線的變換,液體粘度的影響 液體粘度改變，H—V、N—V、?—V曲線都將隨之而變。,液體密度的影響 離心泵的理論流量和理論壓頭與液體密度無關(guān)，H—V曲線不隨液體密度而變，η—V曲線也不隨液體密度而變。 軸功率則隨液體密度的

57、增加而增加。 離心泵啟動時一定應(yīng)在泵體和吸入管路內(nèi)充滿液體，否則將發(fā)生“氣縛” 現(xiàn)象。,特性曲線是制造廠用20℃清水在一定轉(zhuǎn)速下實驗測定的。若輸送液體性質(zhì)與此相差較大，泵特性曲線將發(fā)生變化，應(yīng)加以修正，使之變換為符合輸送液體性質(zhì)的新特性曲線。,泵的管路的特性,管路的特性曲線,,H=Hst+K·Q2,靜揚程，只與液體升高的高度和前后油罐表面壓差有關(guān)，而與管路中流量無關(guān)。,,吸入管路和排出管路中液體液體的沿程阻力損失和局部

58、阻力損失，與液體流量成正比,,離心泵的工作點,當泵安裝在一定管路系統(tǒng)中工作時，泵輸出的流量即為管路流量、泵提供的壓頭即為管路所要求的壓頭。泵的特性曲線與管路特性曲線有一交點a點，該交點稱為離心泵的工作點。,泵在不穩(wěn)定工況下工作,改變泵特性曲線的調(diào)節(jié),2、離心泵運行工況的調(diào)節(jié),改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié),改變泵特性曲線的調(diào)節(jié),a.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)b.切割葉輪外徑調(diào)節(jié)c.改變前置導(dǎo)葉葉片角度的調(diào)節(jié)d.改變半開式葉輪葉片端部間隙的調(diào)節(jié)e.泵的串聯(lián)

59、或并聯(lián)調(diào)節(jié),離心泵的并聯(lián)和串聯(lián),離心泵串聯(lián)操作時，泵送流量相同，泵組的揚程為該流量下各泵的揚程之和。離心泵串連工作時的合成特性曲線。,離心泵并聯(lián)操作時，泵在同一壓頭下工作，泵組的流量為該壓頭下各泵對應(yīng)的流量之和。據(jù)此，并聯(lián)離心泵組的H-V特性曲線。,離心泵并聯(lián)和串聯(lián)，將組合安裝的離心泵視為一個泵組，泵組的特性曲線或稱合成特性曲線，據(jù)此確定泵組工作點。,離心泵并聯(lián),同一壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵流量的兩倍，據(jù)此作出合成特性曲線,并聯(lián)泵的流

60、量大于一臺單泵的流量，小于兩臺單泵的流量之和,,,,離心泵串聯(lián),同一流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單泵壓頭的兩倍，據(jù)此作出串聯(lián)泵合成特性曲線,串聯(lián)泵的流量大于一臺單泵的流量，小于兩臺單泵的流量,,,并串聯(lián)的選擇,高阻管路：串聯(lián)泵，提高泵揚程,低阻管路：并聯(lián)泵，增加泵流量,,改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié),a.閘閥調(diào)節(jié)b.液位調(diào)節(jié)c.旁路分流調(diào)節(jié),a.閘閥調(diào)節(jié),這是使管路特性變化最簡單、最常用的方法，當開大或關(guān)小調(diào)節(jié)閥的開啟度時，從而改變管路中局部阻

61、力,管路特性系數(shù)k改變，使管路特性的斜率變動 ，工作點發(fā)生變化，從而達到調(diào)節(jié)流量的目的,用閘閥調(diào)節(jié)，管路中局部阻力損失增加，需要泵提供更多的能頭來克服這個附加的阻力損失，使整個裝置效率不高，長期這樣調(diào)節(jié)是不經(jīng)濟的，但由于調(diào)節(jié)裝置簡單，且調(diào)節(jié)方便，故被廣泛地用于離心泵工況調(diào)節(jié)中。,,b.液位調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)吸排液位時，管路特性上下移動，工作點進行變化，流量進行改變，該種調(diào)節(jié)方式比較常用。,c.旁路分流調(diào)節(jié),在泵出口設(shè)有旁通與吸液罐相連通，與分支

62、管路相同，盡管泵的流量變大，但是主管中的流量比關(guān)閉旁通時主管中流量要小，所以流量得以調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟，旁通中的流量白白浪費了功耗。,,三.離心泵的啟動與運行,離心泵啟泵前的準備離心泵的啟動正常運轉(zhuǎn)過程中的檢查停泵離心泵的切換離心泵常見故障,離心泵啟泵前的準備,1）聯(lián)系維修人員檢查泵可否投用，確認電機接地，絕緣良好并送電。2）檢查工藝流程是否正確，進出口管線，壓力表，溫度表，真空表等是否完好，3）檢查潤滑油，潤滑脂是

63、否合格，潤滑油位是否達到規(guī)定高度（油標1/2---2/3高度處，潤滑脂量為軸承容量的1/24）檢查電機的地腳螺絲是否緊固，聯(lián)軸器連接完好，螺栓無松動，聯(lián)軸器罩完好。5）順泵轉(zhuǎn)動方向盤車3—5圈，檢查轉(zhuǎn)動是否平穩(wěn)，有無雜音。6）打開泵的進口閥，開放空閥，排盡泵內(nèi)氣體后關(guān)閉放空閥。 7）與各有關(guān)崗位、有關(guān)單位聯(lián)系好。做好啟動準備。,離心泵的啟動,1）合上電源，啟動機泵。2）啟動后應(yīng)注意電流表，泵轉(zhuǎn)向，壓力表，泄漏等情況，待泵出口壓

64、力升至規(guī)定壓力且穩(wěn)定后，緩慢打開出口閥，調(diào)至適當流量。（未打開出口閥前泵運轉(zhuǎn)不得超過3分鐘，否則液體在泵內(nèi)強制循環(huán)后溫度升高，液體汽化會產(chǎn)生抽空等現(xiàn)象。）3）需要調(diào)節(jié)流量時，采用調(diào)節(jié)泵出口閥的方式調(diào)節(jié)，不得用關(guān)小進口閥來控制流量。4）注意電機電流，不允許超過額定值，檢查電機及泵聲音是否正常，通知調(diào)度和相關(guān)崗位，做好記錄。5）如有異常情況，立即切斷電源，排除故障后再啟動。6）離心泵首次啟動正常后，通知儀表工將泵出口壓力控制回路投用

65、，并調(diào)整好泵出口壓力值。,正常運轉(zhuǎn)過程中的檢查,1）檢查電流不得超過額定值。2）檢查泵出口壓力和流量是否正常。3）檢查泵體和電機運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，有無雜音。4）檢查電機和泵的軸承溫度，電機軸承溫度不超過75℃，泵軸承溫度不超過70℃。5）檢查潤滑油系統(tǒng)是否正常，保持足量的潤滑油，潤滑脂。6）檢查機械密封泄漏情況，超過允許泄漏標準（5—6滴/分）停泵檢查。,停泵,1）緩慢關(guān)閉泵出口閥。2）按下電源按鈕，停泵。3）關(guān)閉泵進出口閥。

66、4）報告調(diào)度停泵時間，并通知相關(guān)崗位，做好記錄。5）運行中遇到特殊情況需緊急停泵時，允許先切斷電源停泵，然后立即就地關(guān)閉泵出口閥。,離心泵的切換,1）做好起動泵前的各種準備后，打開入口閥，引入液體。2）啟動后，待泵的轉(zhuǎn)速、聲音、泵體壓力等正常后再開出口閥3）把備用泵出口閥緩慢打開，同時把被切換泵的出口閥緩慢關(guān)小，直至全關(guān)。4）停被切換泵，按停泵要求做好善后工作。5）盡量減少因切換泵造成的流量、壓力的波動，維持生產(chǎn)的正常進行。

67、6）檢查起動泵的泄漏、潤滑等情況。 7）換泵時須倆人操作。,離心泵常見故障,離心泵常見故障,,,離心泵常見故障,離心泵常見故障,思考：,1、 什么是離心泵的性能曲線？說明每條曲線所表示的意義和特點。2、離心泵的串并聯(lián)特性是什么？3、 用管路特性曲線說明閘閥調(diào)節(jié)、液位調(diào)節(jié)、旁路分流調(diào)節(jié)對流量有什么影響？4、什么是氣蝕現(xiàn)象？它對泵的工作有何危害，如何防止氣蝕的發(fā)生？5、怎樣啟動離心泵？6、什么是泵的吸上真空度、安裝高度？它們與

68、氣蝕余量之間的關(guān)系如何？,,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速 改變泵的特性n? 泵H- Q曲線上移 工作點右上移， H ? ， Q?用變速調(diào)節(jié)流量是比較經(jīng)濟的，沒有節(jié)流引起的附加能量損失。采用變頻，可以改變轉(zhuǎn)速達到目的。,,,,,,切割葉輪調(diào)節(jié),葉輪切割 改變泵的特性D 泵H- Q曲線下移 工作點左下移， H ， Q 雖然沒有