离心泵基础理论知识(一).pptx

离心泵离心泵离心泵离心泵基础理论（基础理论（基础理论（基础理论（ 一）一）一）一） 气分段装置气分段装置气分段装置气分段装置 主讲人-许炳琰 离心泵基础理论 离心泵工作原理 离心泵构造 机泵开停与维护 本装置一些泵设备 请老师傅们讲讲泵的操作经验，拓展知识 机泵装配 1. 离心泵工作原理 离心泵典型结构离心泵典型结构 蜗壳 扩压器 1. 离心泵工作原理 1.1 离心泵工作原理 驱动机（电机，汽轮机）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。 1. 离心泵工作原理 液体甩出，叶轮液体甩出，叶轮中心形成低压 驱动机带动叶轮高速旋转 叶轮带动液体高速旋转 产生产生离心力 液体获得能量（压力 能、速度能增加） 吸入罐与泵之间吸入罐与泵之间产生压差 吸入液体，吸入液体，实现连续工作 输送液体 1.2 离心泵工作流程： 1. 离心泵工作原理 1.3 离心泵工作动画演示 1. 离心泵工作原理 1.4 离心泵的气蚀 1.4.1 汽蚀发生的机理 1、所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内 存在气体，由于空气的密度很低，旋转后产 生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的 低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵 内，不能输送流体的现象。 注：（液体进入叶轮，如果叶轮的压力下降， 压力下降导致液体沸点下降，过低容易在叶 轮发生汽化产生气泡） 1. 离心泵工作原理 1.4.2 汽蚀的后果 汽蚀使过流部件被剥蚀破坏汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口 附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻 点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕 ，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮 破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安 全运行和使用寿命。 汽蚀使泵的性能下降 汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的 干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法 工作。 1.4.3气蚀破坏案例 1. 离心泵工作原理 船的螺旋桨气蚀破坏 叶片根部气蚀破坏产生的气蚀带 气蚀破坏点 1. 离心泵工作原理 1.4.2 汽蚀的后果 汽蚀使泵产生噪音和振动 气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生 各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的 爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进 一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励， 导致强烈的汽蚀共振，管线振动。致使机组不得不 停机，否则会遭到破坏。 1. 离心泵工作原理 1.4.3 离心泵产生汽蚀的原因 1、被输送的介质温度过高； 2、吸入罐液位过低，有气体被吸入； 3、泵的安装高度过高； 4、流速和吸入管路上的阻力太大； 5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好 ，有空气进入。 6、流量过大，也就是说出口阀门开的太大 1. 离心泵工作原理 1.4.4气蚀的解决方案 清理进口管路的异物使进口畅通，或者增 加管径的大小； 降低输送介质的温度； 降低安装高度； 重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进 ，比如选用耐汽 蚀材料等等 6 使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲 罐就可以解决 1.5 离心泵的分类 离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式 1、按叶轮吸入方式分： （1）单吸式离心泵； 1. 离心泵工作原理 （2）双吸式离心泵；如图1-3所示， 水封管，自冲洗密封 水封管，自冲洗密封 由于泵壳和吸液室均为蜗壳 形，为了在灌泵时能将泵内 气体排出，在泵壳和吸液室 的最高点处分别开有螺孔， 灌泵完毕用螺栓封住。 泵的轴封装置多采用填料密 封，填料函中设置水封圈， 用细管将压液室内的液体引 入其中以冷却并润滑填料。 轴向力自身平衡，不必设置 轴向力平衡装置。 螺孔 双吸泵优点 2.按叶轮数目分： （1）单级离心泵 泵中只有一个叶轮，单 级离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体 在泵内只有一次增能，所以扬程较低。 （2）多级离心泵 具有两个或两个以上叶 轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压 力越高。 多级离心泵 动画 3、 按离心泵扬程分： （1）、低压泵：扬程20m； （2）、中压泵 ：扬程 20-100m； （3）、高压泵：扬程100m ； 4、按泵的用途和输送液体性质分类： 泵可分为： （1）清水泵；（2）泥浆泵；（3）酸泵； （4）碱泵；（5）油泵； （6）砂泵； （7）低温泵； （8）高温泵；（9）屏蔽泵 等。 2. 离心泵构造 叶轮 泵体 轴 轴封 轴承箱系统 主要零部件主要零部件 2. 离心泵构造 2.1 叶轮 2. 离心泵构造 原动机的机械能 泵轴 叶轮的叶片 能量传给液体 增加液体的静压能和动能 (主要增加静压能) 2.1 叶轮 叶轮有闭式、半闭式和开式三种，如图所示。 2. 离心泵构造 一般的离心泵叶轮多为此 类。 闭式叶轮 在叶轮在叶片两侧有 前后盖板，效率高， 适用于输送不含杂质 的清洁液体。 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； 半闭式叶轮 优点 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 缺点 效率较低， 输送的液体压力不高 开式叶轮 平衡孔： 消除轴向推力 2.2 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,并把它导向排出管或 送入下级叶轮,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. 离心泵构造 压液室有蜗壳和导叶两种形式。 单级泵和两级泵一般都是蜗 壳式泵，多级泵大多是导叶 式泵。 蜗壳式泵理论上对能量的回 收更好一些，所以单级泵和 两级泵大多采用蜗壳式。 但对于多级泵来说，关键 是要缩短轴向尺寸，所以 多级泵大多采用轴向尺寸 紧凑的导叶式。 蜗壳 导叶 2.3 轴 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。 2. 离心泵构造 2. 离心泵构造 2.4 轴封 轴封装置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。目前最主要采用机械密封和干气密封两 种形式。 2.4.1填料密封 填料函中间放置一个液封环 ， 通过它向环内注入有压力的 中性介质、润滑剂或冷却液 液封环 2.4.1.干气密封 它和普通机械密封在结构上极为相似，它们最大的区 别在于在干气密封的动环面上刻有一系列的螺旋槽。 随着转动，气体被 向内泵送到螺旋槽 的根部，根部以外 的一段无槽区称为 密封坝。使动、静 环密封面脱离接触 ，产生很小的间隙3 -7微米。 干气密封干气密封3232 2.4.1.干气密封 密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力，该密封坝 的内侧还有一系列的反向螺旋槽。 反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作 用，以增加气体膜压力。 干气密封 2.4.2 机械密封 1. 机械密封的工作原理 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在 流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配 以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 2. 离心泵构造 2.4.2 2 .机械密封的工作原理 2. 离心泵构造 静止环（静环 ） 旋转环（动环 ） 弹性元件 弹簧座 紧定螺钉旋转环辅助密封圈 防转销 静止环辅助密封圈 压盖 旋转环和静止环还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。 3 .3 .机械密封泄漏途径机械密封泄漏途径 A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动 密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定的关键 B通道是旋转环与轴之间的密封，静密封元件最常用的有 橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈。 C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的 密封，二者均属静密封。 2. 离心泵构造 P111加氢脱硫塔进料泵机械密封 橡胶O形圈 2.4.2 4. 机械密封要求 a.机械密封对密封端面的加工要求很高，同时为了 使密封端面间保持必要的润滑液膜; b.必须严格控制端面上的单位面积压力: 压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面 的磨损； 压力过小，泄漏量增加。 所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设 计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压 力值在最适当的范围。 2. 离心泵构造 2.5 轴承箱 3.5.1 轴承箱作用 轴承的作用是对泵轴进行支撑，实质是能够承担径向载 荷。也可以理解为它是用来固定轴的，使轴只能实现转动， 而控制其轴向和径向的移动。 轴承箱则用来固定轴承，同时作为装载轴承润滑油的容 器。 2. 离心泵构造 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(都是过渡配合) 。轴承一般用润滑脂 和润滑油润滑。 2.5 轴承箱系统 2.5.1 轴承 滚动轴承 2.5 轴承箱系统 2.5.2 轴承润滑 离心泵大部分采用滚动轴承，而滚动轴承的元 件(滚动体、内外圈滚道及保持器)之间并非都是纯 滚动的。由于在外负荷作用下零件产生弹性变形， 除个别点外，接触面上均有相对滑动。滚动轴承各 元件接触面积小，单位面积压力往往很大，如果润 滑不良，元件很容易胶合，或因摩擦升温过高，引 起滚动体回火，使轴承失效，所以轴承时刻都要处 于油膜的涂覆之中。 轴承润滑通常用油槽或油雾进行润滑，为了保证 滚动体和滚道接触面间形成一定厚度的油膜，采用 中黏度的涡轮油(国际标准化组织68级)较适宜。 2. 离心泵构造 2.5.3 恒位油杯原理 恒位油杯的作用是使轴承 箱体内的润滑油位保持恒 定。 恒位油杯的结构简图如右 所示，斜面的位置对恒位油 杯非常关键，由此形成的工 作油位点是正常工作状态时 的油位。有的恒位油杯没有 专门的气孔，但都要保证斜 面以上部位与大气自由相 通。 2. 离心泵构造 2.5.4 恒位油杯原理 下图为恒位油杯正常工 作状态，理论设计上工作 油位点和设计油位是相同 的，恒位油杯内初始油量 一般保持在整个油杯的2/3 处。恒位油杯内液面高于 轴承箱体内液面并能保持 一定高度的液位，是由于 连通器的原理，油杯内气 体压力小于外界大气压 力。 2. 离心泵构造 3.5.4 恒位油杯原理 右图为恒位油杯补油状态图。 当轴承箱体内的润滑油由于各 种原因而损耗后，箱体内油位 下降，由于连通器原理，恒位 油杯斜面处的油位降低到工作 油位点以下，导致恒位油杯内 油液的压力平衡被破坏，润滑 油从恒位油杯内流出并进入轴 承箱体，外界气体在大气压力 作用下通过斜面的上端进入恒 位油杯，直到润滑油液面恢复 到工作油位点时，补油结束。 2. 离心泵构造 补油状态图 PPa 恒 位 油 杯 机泵机泵机泵机泵装配过程装配过程装配过程装配过程 4.1 启动前准备工作 （1） 检查泵及出、入口管线的各部件，如阀门、法兰、地脚 螺钉、联轴器、温度计和压力表等，看是否正常好用 （2）给轴承箱内加油，油面应在油标的1/22/3处。 （3）盘车，检查泵的转动情况，是否有不正常的声音。 （4）投用轴承及盘根的冷却水系统。 （5）投用压力表。 （6）打开泵的入口阀灌泵，排除泵内存气，使泵内允满液 体。 （7）具有密封油系统的泵，将密封油加够，并进行循环。 （8）检查好泵的安全设施(对轮防护掣，接地线等) （9）开动高压电机时要与电工联系送电。 4.机泵开停与维护 4.2 离心泵的开启和维护 离心泵的开启 1、待一切准备工作就绪后，联系内操准备启 动泵。 2、启动时应注意旋转方向是否正确，同时注意 电机电流变化，不允许超过规定。无异常后 ，再慢慢打开泵的出口阀。 3、泵的流量用出口阀控制。切忌，不能用入口 阀来调节流量。 4、泵正常运行时，要不断检查泵出口压力、流 量、电流，机泵电机温度等，不允许超过规 定指标，无问题后方可正常运转。 4.机泵开停与维护 1、轴承温度不应高于65，电机温度不应高于70 。 2、密封油压力应高于泵的进口压力49.0598.1千 帕。 3、经常检查冷却水畅通信况。 4、经常检查润滑油，油质，泊标尺，保持规定油 面。 5、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。 6、定期更换润滑油和润滑脂。 离心泵的安全操作以及正常维护 4.机泵开停与维护 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，泵中液体循环温度升高，易 生气泡，使泵抽空。 维护： 4.3 离心泵停车 1、慢慢关闭出口阀门。避免停泵后出口管 线中的高压液体倒流入离心泵泵体内，使叶 轮高速反转而造成事故。 2、切断电源。 3、关闭泵的入门阀。 4、关掉压力表阀。 5、（北方）冬季停泵后，要从泵壳和管线 中放掉存水及其它易冻结液体，或给上少量 冷却水流通，防止冻裂泵壳。 4.机泵开停与维护 催化汽油进料泵 P1