化工用泵的选择.doc

化工用泵的选择论文摘要：在泵的选择上，要考虑到不同泵的特点。泵的分类按照泵作用于液体的原理分为叶片式和容积式两大类，叶片式泵是由泵内的叶片在旋转时产生的离心力作用将液体吸入或排出。容积式泵是由泵的活塞或转子在往复或旋转运动产生挤压作用将液体吸入或压出。叶片式泵因泵内叶片结构不同分为离心泵、轴流泵、旋涡泵。容积式泵又分为活塞（柱塞）泵、转子泵。4.1.1 离心泵 输送温度下液体粘度不大于650mm2/S，否则泵的效率下降较大。（当粘度大于650mm2/S时，离心泵的性能下降很大，一般不选用离心泵，但由于离心泵输液无脉动，不须要安全阀且流量调节简单，因此在化工生产中也罢常看到离心泵用于输送粘度达1000mm2/S的液体）。 流量较大，而扬程相对教低 液体中溶解或夹带的气体 不大于5%（体积） 液体中含有固体颗粒时，宜选用特殊离心泵（如泥浆泵） 要求流量变化大、扬程变化小，宜选用平坦的流量-扬程曲线的离心泵，要求流量变化小、扬程变化大，宜选用陡降的流量-扬程曲线的离心泵。 4.1.2 容积式泵 输送温度下液体粘度大于650mm2/S，流量较小而扬程相对较高，宜选用往复泵。 液体中溶解或夹带的气体允许稍大于5%（体积） 液体需要准确计量时，可选用柱塞式计量泵，液体要求严格不漏时，可选用隔膜计量泵 润滑性能差的液体不应选用齿轮泵和三螺杆泵，可选用往复泵。 流量较小，温度较低、压力要求稳定的，宜选用转子泵或双螺杆泵。 4.2 根据装置所需流量和扬程，按泵的分类及适用范围初步确定泵的选型，因离心泵结构简单，输液无脉动、流量调节简单，因此除离心泵难以胜任的场合外，尽可能选用离心泵。泵的选型确定后，就可以根据工艺装置参数和介质特性选择泵的系列和材料。然后再根据泵厂提供的样本和有关技术资料确定泵的具体型号（规格）。 4.3 对于特殊介质的输送 泵输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降。含气量愈大，效率下降愈快。随着含气量的增加，泵出现额外的噪声、振动，严重时加剧腐蚀或出现断流、断轴现象。为保证泵的运转可靠，可采取措施降低液体内的含气量：类型适用粘度范围mm2/s叶片式泵离心泵150旋涡泵37.5容积式泵往复泵850计量泵800旋转活塞泵20010000单螺杆泵10560000双螺杆泵0.6100000三螺杆泵21600齿轮泵22004.3.1吸液池的结构型式和泵吸入管的布置应使各并联泵能等量吸入液体，泵吸入量口在吸液池内应具有一定的淹没深度，离池底有一定的悬空高度。 4.3.2吸液池的进液管、回流管、废液收集管要远离泵的吸入管口，以免气泡尚未消失时就被泵吸入。同时吸入管不能放在池中央，也不能太靠近池壁，一般要离池壁大于1。5D，以免产生旋涡或抽空。 保证管路接头处密封良好，避免空气漏入。 吸入管路布置时应避免形成空气囊的部位。 4.3.3输送含固体颗粒的液体时，悬浮在液体中的固体颗粒既不能象液体那样吸收、贮存或传递能量，又不能将动能传递给液体。固体颗粒的存在使泵扬程、效率均较输送清水时低。 4.3.4输送易汽化液体，主要考虑易汽化液体的特点对泵的影响： 4.3.4.1泵入口压力高 4.3.4.2汽化压力随温度而剧变。 4.3.4.3对泵的轴封要求严，及泵的吸入压力对物料汽化的影响。 4.3.5对于输送不允许泄漏的液体，应采用无密封泵(磁力驱动泵和屏蔽泵)或带泄漏收集、报警等装置的机械密封泵。磁力驱动泵与屏蔽泵比较：项目磁力驱动泵屏蔽泵隔离套（或屏蔽套）厚度3倍于屏蔽泵屏蔽套的厚度隔离套（或屏蔽套）破坏的后果介质漏向大气有第二防泄漏套（电机外壳）可阻止介质漏向大气，但易损坏电机定子效率稍低稍高遥控操作目前没有可以制造技术和设备要求较低要求较高驱动机标准电机或汽轮机专用电机噪音稍大（电机带风扇）稍小（电机不带风扇）轴向长度较长较短联轴器有联轴器，需对中找正无联轴器轴承磨损监视器处于试用阶段有价格基本相近基本相近正常维护检修易难适用范围功率KW/温度/压力MPA良好良好常压常温、清洁不易汽化的介质一般不适用有专用型号含固体颗粒的介质一般不适用含固体颗粒稍高的场合，尤其不适用于含铁粒子的场合有专用于含固体颗粒介质的型号（需外部清洗冲洗液）高融点易结晶的介质一般不适用有专用型号强腐蚀性介质良好不适用（由于屏蔽套的限制） 4.3.6对于输送腐蚀性介质应选用耐腐蚀泵，其特点是其过流部分采用耐腐蚀性材料，其余不耐腐蚀的零件，如托架应防止受到腐蚀。密封环（口环）间隙比水泵大些，避免在小流量下工作，以免液体温度升高加剧腐蚀。停车时应及时关闭吸入阀，或采用停车密封以免介质漏出泵体。常用的金属泵，其过流部件的材质有：普通铸铁、高硅铸铁、不锈钢、高合金钢、钛及其合金等，可根据介质特性和温度范围选用不同的材质。高合金钢、钛及其合金的价格高，除万不得已一般应避免选用。金属泵的耐温、耐压及工作稳定性一般优于非金属泵。非金属泵过流部件 材质有：聚氯乙烯、玻璃钢、聚丙烯、F46、氟合金、PVDF、超高分子量聚乙烯、石墨、陶瓷、搪玻璃等。也应根据介质的特性和温度范围选用材质。一般非金属的耐温、耐压一般比金属差。因此常用于流量不大且温度、使用压力较低和场合。4.3.7真空泵的选用： 真空泵是为了获取低于常压的真空度而使用的一种泵，通常它的分类是通过真空度的大小或抽气速率的多少来确定泵的类型。通常可分为旋片式、容积式（活塞式、螺杆式）、水环式。 有几种指标可以说明真空泵的性能： A、真空度：以绝对压力P表示，单位Kpa、Tor、 mmHg（1个大气压=101.325Kpa=1Torr=760mmHg=1.01325bar） B、抽气速率：指在单位时间内，真空泵吸入口吸入的气体体积（指常温常压下的体积流量）。单位立方：立方米/小时、升/秒。真空泵的抽气速率与吸入压力有关，吸入压力愈高，抽气速率愈大。 C、极限真空：是指真空泵抽气时间能达到的稳定最低压力值，也称最大真空度。 D、各种泵的选用：机械泵活塞泵仅适用于真空度低，含水蒸气少的场合如W型往复式真空泵叶片泵排气量大的场合，必需加辅助泵旋片式真空泵，抽气速率较低分子泵适用于工作精度高场合水环泵适用真空度低，如排除水蒸气的场合喷射泵水喷射泵以0.20.3MPA水为动力，适用于排除水蒸气和冷凝性气体是利用流体流动时静压能与动压能相互转换的原理来吸送流体的。蒸汽喷射泵对各种气体均能适应，按不同要求可选择不同级数油扩散泵适合于高真空度分子离心泵适合于高真空度闸阀的种类和用途闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中主要作切断用。 闸阀是使用很广的一种阀门，一般口径DN50mm的切断装置都选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀，闸阀有以下优点： 流体阻力小。 开闭所需外力较小。 介质的流向不受限制。 全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。 体形比较简单，铸造工艺性较好。 闸阀也有不足之处： 外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。 开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。 闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。 一、闸阀的种类 1按闸板的构造可分 1）平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面互相平行的闸阀。 在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构最常为常见，既在两闸板中间有双面推力楔块，这种闸阀适用于低压中小口径（DN40300mm）闸阀。也有在两闸板间带有弹簧的，弹簧能产生予紧力，有利于闸板的密封。 2）楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成楔形的闸阀。 密封面的倾斜角度一般有252，330，5，8，10等，角度的大小主要取决于介质温度的高低。一般工作温度愈高，所取角度应愈大，以减小温度变化时发生楔住的可能性。 在楔式闸阀中，又有单闸板，双闸板和弹性闸板之分。单闸板楔式闸阀，结构简单，使用可*，但对密封面角度的精度要求较高，加工和维修较困难，温度变化时楔住的可能性很大。双闸板楔式闸阀在水和蒸气介质管路中使用较多。它的优点是：对密封面角度的精度要求较低，温度变化不易引起楔住的现象，密封面磨损时，可以加垫片补偿。但这种结构零件较多，在粘性介质中易粘结，影响密封。更主要是上、下挡板长期使用易产生锈蚀，闸板容易脱落。弹性闸板楔式闸阀，它具有单闸板楔式闸阀结构简单，使用可*的优点，又能产生微量的弹性变形弥补密封面角度加工过程中产生的偏差，改善工艺性，现已被大量采用。 2按阀杆的构造闸阀又可分为 1）明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。这种结构对阀杆的润滑有利，开闭程度明显，因此被广泛采用。 2）暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触。开闭闸板时，用旋转阀杆来实现。这种结构的优点是：闸阀的高度总保持不变，因此安装空间小，适用于大口径或对安装空间受限制的闸阀。此种结构要装有开闭指示器，以指示开闭程度。这种结构的缺点是：阀杆螺纹不仅无法润滑，而且直接接受介质侵蚀，容易损坏。 二、闸阀的通径收缩 如果一个阀体内的通道直径不一样（往往都是阀座处的通径小于法兰连接处的通径），称为通径收缩。 通径收缩能使零件尺寸缩小，开、闭所需力相应减小，同时可扩大零部件的应用范围。但通径收缩后。流体阻力损失增大。 在某些部门的某些工作条件下（如石油部门的输油管线），不允许采用通径收缩的阀门。这一方面是为了减小管线的阻力损失，另一方面是为了避免通径收缩后给机械清扫管线造成障碍。球阀型号编制方法说明 球阀的类型代号为Q。低温球阀前加“D”；保温球阀前加“B”。代号0123456789传动方式涡轮气动电动连接形式内螺纹外螺纹法兰焊接对夹类型代号结构形式球阀 Q直通式角式直角式浮动式L型浮动球T型浮动球固定球 手轮、手柄和扳手传动省略代号。密封面或衬里材料代号密封面或衬里材料代号钢合金T渗氟钢D橡胶X硬质合金Y尼龙塑料N衬胶J氟塑料F衬铅Q锡基轴承合金（巴式合金）B搪瓷C合金钢H渗硼钢P 公称压力代号用阿拉伯数字表示，其数值是以兆帕为单位的公称压力值的10倍。用于电站工业的阀门，当介质最高温度超过530时，其数值是以兆帕为单位的工作压力值的10倍。阀体材料灰铸铁球墨铸铁碳钢合金钢（铬钼钢）不锈钢特殊合金代号ZQWCBWC1LCBLC3WC6WC9C5/C12普通CF8CF8MCF3CF3MMCC1C2C3I6I9I5PR1R2R3R4 球阀的性能规范试验项目试验压力（MPa）试验持续时间（S）试验温度（C）试验介质壳体试验150Lb、1.6MPa2.4120 (DN14)52C(常温)水（可含有防锈剂）煤油或黏度不大于水的其他适宜介质300Lb、2.5、4.0MPa6.0600Lb、10.0MPa15.0900Lb、15.0MPa22.51500Lb、25.0MPa37.52500Lb、42.0MPa63.0低压密封试验150Lb、1.6MPa0.612052C(常温)空气或惰性气体300Lb、2.5、4.0MPa600Lb、10.0MPa900Lb、15.0MPa1500Lb、25.0MPa2500Lb、42.0MPa高压密封试验150Lb、1.6MPa1.7612052C(常温)水（可含有防锈剂）煤油或黏度不大于水的其他适宜介质300Lb、2.5、4.0MPa4.4600Lb、10.0MPa11900Lb、15.0MPa16.51500Lb、25.0MPa27.52500Lb、42.0MPa46.2 主要零件材料及性能阀 体阀 杆阀 球密封面垫片（环）填 料工作温度适用介质WCB1Cr131Cr131Cr13司太立合金本体材料柔性石墨不锈钢+柔性石墨08 软钢F304F316柔性石墨编结石墨-29425C水、蒸汽油品WC615CrMo15CrMo-29595CWC925Cr2MoV25Cr2MoVLCB304304-46-345CCF8304304-196600C部分酸、碱如何选择各种类型的化工泵一直以来，腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一，稍有不慎，轻则损坏设备，重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计，化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的，因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区，认为不锈钢是“万能材料”，不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢，这是很危险的。下面针对一些常用化工介质谈谈选材的要点： 1.硫酸作为强腐蚀介质之一，硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大，对于浓度在80%以上、温度小于80的浓硫酸，碳钢和铸铁有较好的耐蚀性，但它不适合高速流动的硫酸，不适用作泵阀的材料；普通不锈钢如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁（铸造及加工难度大）、高合金不锈钢（20号合金）制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵（F46）是一种更为经济的选择。 2.盐酸决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀（包括各种不锈钢材料），含钼高硅铁也仅可用于50、30%以下盐酸。和金属材料相反，绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性，所以内衬橡胶泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是输送盐酸的最好选择。 3.硝酸一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，不锈钢是应用最广的耐硝酸材料，对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性，值得一提的是含钼的不锈钢（如316、316L）对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢（如304、321），有时甚至不如。而对于高温硝酸，通常采用钛及钛合金材料。 4.醋酸它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一，普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。 5.碱（氢氧化钠）钢铁广泛应用于80以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在100、75%以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增加，但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点，只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。 6.氨（氢氧化氨）大多数金属和非金属在液氨及氨水（氢氧化氨）中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不宜使用。 7.盐水（海水）普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高，一般须采用涂料保护；各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而引起局部性腐蚀，通常采用316不锈钢较好。 8.醇类、酮类、酯类、醚类常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类介质有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。 还有许多其它介质不能在此一一介绍，总之在选材时切不可随意和盲目，应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。 冷却问题 高温介质的输送对泵的结构、材料以及辅助系统提出了更高要求，下面谈一谈不同的温度变化对冷却的要求以及公司适用泵型： 1.对于温度低于120的介质，通常不设置专门的冷却系统，多采用本身介质来润滑和冷却。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超过90时屏蔽电机的防护等级应采用H级)；而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了悬架结构可使温度上限达到140160；IHF衬氟泵最高使用温度可达200；只有CQB普通磁力泵使用温度不超过100。值得一提是对于易结晶或含有颗粒的介质应配有密封面冲洗管路（设计时均留有接口）。 2.对于120以上、300以内的介质，一般在泵盖上须设有冷却腔，密封室也应接通冷却液（须配双端面机械密封），当不允许冷却液渗入介质中时，应采取将本身介质冷却后接入（可通过简易热交换器实现）。 3.对于300以上的高温介质，不仅泵头部分需要冷却，悬架轴承室也应设有冷却系统，泵结构一般为中心支承形式，机械密封最好采用金属波纹管型，但价格高（价格是普通机封的10多倍）。 密封问题 无泄漏是化工设备的永远追求，正是这种要求促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走，比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现就密封方面的一些基本情况简单介绍如下： 1.密封形式对于静密封来说，通常只有密封垫和密封圈两种形式，而密封圈又以O型圈应用最广；对于动密封，化工泵很少采用填料密封，以机械密封为主，机械密封又有单端面和双端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型适用于高压介质的密封（通常指压力大于1.0MPa），双端面机封主要用于高温、易结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的介质，双端面机封应向密封腔中注入隔离液，其压力一般高于介质压力0.070.1MPa。 2.密封材料化工泵静密封的材料一般采用氟橡胶，特殊情况才采用聚四氟材料；机械密封动静环的材料配置较为关键，并不是硬质合金对硬质合金就最好，价格高是一方面，两者没有硬度差也并不合理，所以最好根据介质特点区别对待。 介质的粘度对泵的性能影响是很大的，当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，最佳工况的扬程和流量均随之下降，而功率则随之上升，因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能，当输送粘性介质时应进行换算（不同粘度的修正系数可查阅相关换算图表）。对于粘度较高的浆类、膏类及粘稠液的输送，建议选用螺杆泵。混流泵使用性能与离心泵、轴流泵区别混流泵从外形、结构都是介于离心泵和轴流泵之间；混流泵的抽水原理，叶轮的高速旋转，既产生离心泵的离心力，又具有轴流泵的推升力，混流泵靠这两种力的混合作用而抽水。混流泵的使用性能也是介乎于离心泵和轴流泵之间，它和离心泵比较，扬程低一些，而流量大一些；它与轴流泵比较，扬程高一些，但流量又小一些。这对于我国幅员辽阔，地形复杂，多了一种泵型因地制宜的选用。 混流泵的使用性能以工作参数来表示。例如流量、扬程、功率、效率、转速等。在一定转速下，以流量为变量，也就是如果改变水泵的流量，则水泵的扬程、功率和效率等都随之而变化。把这种相互关系的变化规律，综合绘制成几条曲线来表示，这就是水泵性能曲线。混流泵的性能曲线形状也是介于离心泵和轴流泵之间，对于高扬程混流泵，其流量与扬程、流量与功率的相互关系变化规律接近于离心泵，在使用上，可采用关闭阀门启动，这时功率最小，动力机安全。对于低扬程混流泵，性能参数之间的变化规律接近于轴流泵，在使用上，不宜采用关阀启动，而应该开阀启动，这时功率比较小，电动机不容易被烧毁。 鉴于以上特点，混流泵适用于丘陵地区的农田排灌。水泵抗磨防护技术研究(节选)摘要：水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题，传统的表面保护材料及工艺已远远不能满足水泵抗汽蚀、磨蚀的要求。为了增强水泵过流部件表面抗汽蚀、磨蚀的能力，除了采用不锈钢或其它硬质合金制造叶片、叶轮室外，还对表面保护技术进行不断的试验研究。本文对其进展简单叙述。 关键词：水泵抗磨防护 水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题，传统的表面保护材料及工艺已远远不能满足水泵抗汽蚀、磨蚀的要求。为了增强水泵过流部件表面抗汽蚀、磨蚀的能力，除了采用不锈钢或其它硬质合金制造叶片、叶轮室外，还对表面保护技术进行不断的试验研究。本文对其进展叙述如下： 1表面保护技术研究现状 111非金属涂层的研究 我国在20世纪60、70年代就开始将环氧树脂及其复合物应用于水泵进行抗磨蚀保护。在20世纪80年代又相继开发了复合龙涂层、聚氨酯类涂层仿陶瓷涂层以及橡胶涂层等非金属涂层。另外有一些使用速钛胶、橡胶、搪瓷、陶瓷、玻璃等材料形成的非金属涂层，由于加工工艺复杂等原因使用较少。20世纪90年代，在工业领域还引进了美国DEVCON修复剂、ARC复合涂料、人造橡胶涂层等高分子聚合物材料。这些非金属涂层材料在泵站恶劣的使用环境下，往往因涂层与金属基体结合能力差以及材料本身硬度不够，很难达到预期的抗汽蚀、抗磨蚀效果。 112金属涂层的研究2 在水泵抗磨蚀表面保护技术中还广泛采用金属表面保护层。使用最多的是焊条堆焊和线材喷涂。利用不锈钢焊条的堆焊法可保证焊层与基体有很高的结合强度，但堆焊法冲淡率大，焊层厚而不匀且加工余量大，对工作基体材料的可焊性要求高。经堆焊法处理的水泵叶片表面，一般在堆焊处未发生汽蚀破坏前，在堆焊点周围又迅速发生新的汽蚀破坏，直至堆焊层底部。线材喷涂所形成的不锈钢雾状颗粒涂层以机械结合为主，不太适用于水泵冲击载荷和抗汽蚀的修复。对于一些大型的水泵工件，如大口径（直径3米以上）轴流泵叶轮室，可以在表面镶嵌一层不锈钢板来增加抗磨蚀能力。但这种方法需将工件送至大型水泵厂专门加工、车削、镶嵌、焊接、费用贵、周期长，非一般泵泵站所能实施。合金粉末喷涂是在