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矿井水泵培训课件 水泵工培训课件 2016年 9月 离心式水泵的定义及分类 离心式水泵的工作原理 离心式水泵的型号含义及性能参数 离心式水泵的汽蚀及其危害 离心式水泵的汽敷现象 离心式水泵的基本构造及其作用 离心式水泵的操作及维护保养 绪 论 u按工作叶轮数目分 ： 单级泵 ：泵轴上只有一个叶轮 多级泵 ：泵轴上有两个或两个以上的叶轮 u按工作压力分： 低压泵：压力 P 2MPa 中压泵：压力 2MPaP6MPa之间 高压泵：压力 P 6MPa u按叶轮进液方式分： 单侧进液泵，又叫单吸泵：叶轮上只有一个进液口 双侧进液泵，又叫双吸泵：叶轮两侧各有一个进液口 u按泵轴位置分： 卧式泵：泵轴位于水平位置 立式泵：泵轴位于垂直位置 u按叶轮出来的液体引向吸入室方式分： 蜗壳泵：液体从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳 导叶泵：液体从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进 入下一级或出口管路 二、水泵的分类 几种典型离心泵 IS、 ISR、 ISY型离心泵 IS 单 级 离 心 泵 单级单吸全不锈钢耐腐蚀离心泵 几种典型离心泵 TSWA型卧式多级离心泵 DL型立式多级离心泵 l 离心泵的装置 l 为了使离心泵能 正常工作，离心泵必 须配备一定的管路和 管件，这种配备有一 定管路系统的离心泵 称为离心泵装置。图 11 所示为离心泵的 一般装置示意图，主 要有底阀、吸入管路 、出口阀、出口管线 等。 为什么要罐泵？ 罐泵的目的在于使泵产生抽吸液体必 须的低压或真空度。由于液体的密度比气 体的大的多，所以抽送液体产生的离心力 要比不罐泵抽送空气产生的离心力大，这 样才能形成抽吸液体的真空度。 离心泵工作流程：离心泵工作流程： 1 叶轮 2 泵轴 3 键 4 泵壳 5 泵座 6 灌水孔 7 放水孔 8 真空表接孔 9 压力表接孔 10 泄水孔 11 填料盒 12 减漏环 13 轴承座 14 填料压盖调节螺栓 15 传动轮 u单级立式离心泵的简单结构： u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、 半闭式和闭式三种， 如图所示。 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮 物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板， 而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶 轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离 心泵叶轮多为此类。 （一）、离心泵转子 泵体泵体 即泵的壳体，包括吸入室和压液室。即泵的壳体，包括吸入室和压液室。 l 吸入室吸入室 : 它的作用是使液体均匀地流进叶轮。它的作用是使液体均匀地流进叶轮。 l 压液室压液室 : 它的作用是收集液体，并把它送入下级叶轮或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。成压力能。 压液室有蜗壳和导叶两种形式。压液室有蜗壳和导叶两种形式。 l 泵轴泵轴 l 轴轴 是传递机械能的主要部件是传递机械能的主要部件 ，将，将 原动机的扭矩通过它传给原动机的扭矩通过它传给 叶轮。轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。泵轴靠两端叶轮。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、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。调质处理。 4轴套 轴套的作用是保护泵轴，使 填料与泵轴的摩擦转变为填料与 轴套的摩擦，所以轴套是离心泵 的易磨损件。轴套表面一般也可 以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂 等处理方法，表面粗糙造度要求 一般要达到 Ra3.2m Ra0.8m。可以降低摩擦系数， 提高使用寿命。 轴承起支承转子重量和承 受力的作用。离心泵上多使 用滚动轴承，其外圈与轴承 座孔采用基轴制，内圈与转 轴采用基孔制，配合类别国 家标准有推荐值，可按具体 情况选用。轴承一般用润滑 脂和润滑油润滑。 5轴承 l （二）蜗壳和导轮 l 蜗壳与导轮的作用 ，一是汇集叶轮出口处 的液体，引入到下一级 叶轮入口或泵的出口； 二是将叶轮出口的高速 液体的部分动能转变为 静压能。一般单级和中 开式多级泵常设置蜗壳 ，分段式多级泵则采用 导轮。 1蜗壳 l 蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之 间截面积逐渐增大的螺旋形流道，如图 115 所示。其流道 逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可 以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。 2导轮 导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的 正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将 液体引向下一级叶轮人口的反向导叶，其结构如图 116 所 示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶 继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能 。液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的 导叶数一般为 48 片，导叶的入口角一般为 8一 16，叶轮 与导叶间的径向单侧间隙约为 lmm。若间隙过大，效率会 降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。与蜗壳相比，采 用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率 也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外，当工况偏离设计 工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致， 使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂 ，所以一般用铸铁铸造而成。 （三）密封环 l 从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定 的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄 漏，如图 117 所示。为了减少内泄漏，保护泵壳 ，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密 封环。 l 密封环的结构形式有三种，如图 118 所示。 图 118 (a) 为平环式，结构简单，制造方便。但密 封效果差；图 l18 (b) 为直角式的密封环，液体泄 漏时通过一个 90的通道，密封效果比平环式好， 应用广泛； l 从叶轮流出的高压液体，经 过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间 隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转 的泵轴和静止的泵壳之间的密封装 置称为轴封装置。它可以防止和减 少外泄漏，提高泵的效率，同时还 可以防止空气吸入泵内，保证泵的 正常运行。特别在输送易燃、易爆 和有毒液体时，轴封装置的密封可 靠性是保证离心泵安全运行的重要 条件。常用的轴封装置有填料密封 和机械密封两种。 (四 ) 轴向密封装置 1填料密封 l 填料密封指依靠填料和轴 (轴套 )的外圆表面接触 来实现密封的装置。它由填料箱 (又称填料函 )、填料 、液封环、填料压盖和双头螺栓等组成，如图 119 所示。液封环安装时必须对准填料函上的入液口，通 过液封管与泵的出液管相通，引入压力液体形成液封 ，并冷却润滑填料。填料密封是通过填料压盖压紧填 料，使填料发生变形，并和轴 (或轴套 )的外圆表面接 触，防止液体外流和空气吸入泵内。填料密封的密封 性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖 过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快 了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒 烟，甚至将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄 漏量增加，这是不允许的。合理的松紧度应该使液体 从填料函中滴状漏出，每分钟控制在 1520 滴左右。 对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量较 小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害 液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出 泵外。也可采用机械密封装置。 l 低压离心泵输送温度小于 40 时，常用石墨填料 或黄油渗透的棉织填料；输送温度小于 250 、压力 小于 1 8MPa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输 送温度小于 400 、允许工作压力为 2 5MPa的石油 产品时，用金属箔包石棉芯子填料。 l填料 2机械密封 l 填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀 等恶劣的工作条件。机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用 寿命长，功率消耗小等优点，近年来在化工生产中得到了广泛的使用 。 l (1)结构及工作原理依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动 而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图 1 20所示。紧定螺钉 1，将弹簧座 2固定在轴上，弹簧座 2、弹簧 3、推环 4、动环 6和动环密封圈 5均随轴转动， 6静环 7、静环密封圈 8装在压盖 上，并由防转销 9固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是 机械密封的主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械 密封达到良好效果的关键。 离心泵的主要工作参数有：流量、扬程、功率、效率、转速 和汽蚀余量等。 流量 流量也称排量，是泵在单位时间内排出液体的数量。可以用 体积流量和质量流量两种单位表示。 l体积流量用 Q表示，其常用单位是 m3/h， m3/s或 L/s。 l质量流量用 M表示，其常用单位是 Kg/h或 Kg/s. l质量流量 M与体积流量之间的关系： M= Q 式中 液体密度 Kg/m3 扬程 泵的扬程是指单位质量液体从泵进口到泵出口的能头增加值，也就是 单位质量的液体通过泵以后获得能量的大小。常用符号 H表示，单位为 J/Kg，在生产实际中，泵的扬程习惯用被输送液体的液柱高度表示，亦 可用压力来表示扬程，单位为 Pa。 压力与扬程的换算： Pa= g h 转数 泵轴每分钟旋转的次数，常用符号 n表示，单位为 r/min. 功率 单位时间内泵对液体所作的功，用 N表示，单位有 W或 KW 。 泵的功率分输入的轴功率 N轴（原动机的有效功率）和输出 的有效功率 Ne。有效功率表示在单位时间内泵输送出去的液体从 泵中所获得有效能头。 泵的有效功率为： N= HQ/1000 效率 泵的效率等于有效功率和轴功率之比，是衡量离心泵工作经济性的 指标，用符号 表示。表达式为： = Ne / N轴 100% 汽蚀现象： 液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时 ，液体便会汽化。同理，当离心泵叶轮入口处得液体压力 Pk降低 到该温度下液体的汽化压力 Pv时，液体就会 汽化 ；汽化时产生的 气泡，流动到高压处时，其体积减小以致 破灭 。这种由于压力上 升气泡消失在液体中的现象称为溃灭；于此同时，溶解在液体内 的气体从液体中逸出，形成大量的小气泡，即产生 空化 。 离心泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进 口稍后的某处）因为种种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时 温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸 汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时 ，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝 结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生 很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应 力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时 会将器壁击穿。这种现象称为 汽蚀 。 汽蚀过程： 低压区 产生气泡 高压区 气 泡破裂 水力冲击 发生振动、 噪音，对部件产生麻点、蜂窝状 的破坏现象。 症状：噪声大、泵体振动，流量 、压头、效率都明显下降后果： 危害： 高频冲击 、 高温腐蚀加 之机械剥蚀同时作用，使叶片表面 产生一个个凹穴，呈海绵状 、 沟槽 状 、 鱼鳞状等，严重时，整个叶片 和前后盖板都有这种现象，甚至将 叶片和盖板蚀穿。 产生汽蚀的原因： 1、吸入压力降低，吸入高度过高，吸入管路的阻力过大，处于高原大气 压降低等因素 2、吸水管路堵塞或进口阀未开启 3、泵的倒灌高度不够 4、水温过高，超过吸入口压力对应的饱和温度； 5、出口阀开度太小； 防止措施： 1、改善离心泵的吸入条件， 减小几何吸上高度 （或增加几何倒灌高 度） 2、减小吸入损失，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头 和附件等 3、对有调速装置的离心泵，适当降低泵的转速 4、 在同样转速和流量下，尽量采用双吸泵，减小进口流速，泵不易发 生汽蚀 5、通过关小离心泵的出口开度，降低泵的流量 6、叶轮泵盖等易蚀部件尽量使用耐汽蚀材料 气缚现象： 如果离心泵在启动前泵壳内充满的是气体， 则启动后叶轮中心气体被抛出时不能在该处形成足够大的 真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚 。 l产生原因 ： 当泵壳内存在空气，因空气的密度比液体的 密度小的多而产生较小的离心力，贮槽液面上方与泵吸入 口之间的压力差不足于将贮槽内液体压入泵内，从而使离 心泵不能输送液体。l解决途径： 1、罐泵 让泵吸入管路内充满液体 2、排空 排尽泵体内的空气 启离心式水泵的操作 （ 1） 检查泵及出、入口管线的各部件，如阀门、法兰、地脚螺钉、 接地线、防护罩、联轴器等是否紧固。 （ 2）检查温度计和压力表等是否完好，看是否正常好用。 （ 3）检查润滑油是否符合标准（油面应在视窗的 1/22/3 处）。 （ 4）盘泵，检查泵的转动情况，是否有不正常的声音。 （ 5）放空，打开泵的入口阀，排除泵内存气，使泵内允满液体，然 后关严放空阀。 （ 6）联系班长等相关岗位人员，做好启泵准备。 （ 7）按启动按钮起动泵，待电流、转数正常后，再缓慢打开泵的出 口阀。 注意：不要使泵在出口阀关闭状态下长时间运转，一般不超过三分 钟。否则，液体在泵中强制循环温度升高，易生气泡，使泵汽化。 （ 8）等到离心泵运转正常后，方可离开，并做好记录。 遇到下列情况之一时，应立即停机检查：遇到下列情况之一时，应立即停机检查： （ 1） 开机后压力表不动或压力表过低，证明泵未出水，里边有空气开机后压力表不动或压力表过低，证明泵未出水，里边有空气 ，需重新排气后再启动。，需重新排气后再启动。 （ 2）电动机电流或声音不正常，电源有故障或扫膛情况时。）电动机电流或声音不正常，电源有故障或扫膛情况时。 （ 3）电动机或水泵震动过大，可能螺栓松动使电动机或水泵移位，）电动机或水泵震动过大，可能螺栓松动使电动机或水泵移位， 或者泵内有杂物。或者泵内有杂物。 （ 4）开启闸阀后压力仍过高，闸阀损坏、闸板打不开。）开启闸阀后压力仍过高，闸阀损坏、闸板打不开。 （ 5）轴承损坏，滑动轴承环不带油，缠绳干摩擦。）轴承损坏，滑动轴承环不带油，缠绳干摩擦。 离心泵停机：离心泵停机： 1、慢慢关闭出口阀门。、慢慢关闭出口阀门。 2、切断电源。、切断电源。 3、关闭泵的进口阀。、关闭泵的进口阀。 4、做好记录、做好记录 5、定时盘车、检查机械、电机及安全装置、定时盘车、检查机械、电机及安全装置 离心泵的倒换： （ 1）对待启用泵做好起动泵前的各种准备后，打开进口阀 ，引入液体，排净泵内气体。 （ 2）启动后，待泵的转速、声音、泵出口压力等正常后再 缓慢打开出口阀 （ 3）当投用泵转送、压力平稳时关闭运行泵的出口阀。 （ 4）待停泵停泵断电后按停泵要求做好相关工作。 （ 5）尽量减少因倒换泵造成的流量、压力的波动，维持生 产的正常进行。 离心泵的维护保养 l（ 1）检查泵和电机轴承运行情况，轴承、电机温度 不应高于 70 。 （ 2）检查和调整盘根漏失情况，处理一般渗漏。 。 （ 3）检查各部螺丝有无松动，各种仪表是否灵敏准确 。 （ 4）经常检查润滑油的质量和油量，必要时停机更换 或补充。 （ 5）泵正常远行时，要不断检查泵出口压力、流量、 电流等，不允许超过规定指标。 （ 6）检查泵运转中有无杂音、震动及泄漏等发现有异 常，应查明原因，及时消除。 （ 7）搞好机组工作场地的清洁卫生。 l 一级保养（运转周期 400小时，由值班工人负责进 行） （ 1）检查联轴器，扭紧螺丝。 （ 2）更换盘根，做到压盖端正，压入 1/2，渗漏符合 要求（每分钟不超过 20滴）。 （ 3）清洗轴承更换润滑油。 （ 4）清洗进口过滤网。 （ 5）扭紧各部螺丝，处理渗漏，搞好机组卫生。 （ 6）检查各种仪表是否完好，必要时更换。 l 二级保养（运转周期 3000小时，由维修班组负责 进行） （ 1）完成一保的各项内容。 （ 2）清洗前后轴承座，更换油料，要求轴承无损坏，油料清 洁适量（机油达到正常油面，黄油充满三分之二容积）。 （ 3）检查联轴器的安装校正情况，要求其表面光滑、平整、 无损坏。 （ 4）检查平衡盘及平衡板，应无偏磨及较深的沟槽，平衡板 固定螺丝应无松动；平衡盘与平衡板的间隙应为适当。 （ 5）检查电动机轴承、清洗脏油、注入清洁合格的润滑油脂 ，油量应为其空间容积的三分之二。 （ 6）清洗过滤器，但新投产的场站应提前进行。 单级离心泵的常见故障、故障原因及解决方法 故障类别 产生原因 消除方法 无液体 排出 1、叶轮或进口阀有异物堵塞 2、吸液高度过大 3、吸人管路漏入空气 4、泵没有灌满液体 5、被输送液体粘度过高 6、进出口阀损坏无法打开 1、清除异物 2、降低吸液高度 3、拧紧松动的螺栓或更换密封垫 4、停泵灌液 5、降低液体温度或降低安装高度 6、更换或修理阀门 流量不足 1、叶轮反转 2、叶轮或进口阀被堵塞 3、叶轮腐蚀或磨损严重 4、入口密封环磨损过大 5、储液槽液位下降过大，造成吸液 高度过大 6、泵体或吸入管路漏入空气 1、改变转向