第3章第6-8节离心式水泵调节、选择计算,安装维护

第 三 章 离 心 式 水 泵 第第 6 6 节节 离离心心式式水水泵泵的的调调节节 离心泵在指定的管路上工作时 由于生产任务发生变化 出现泵的工作流量 与生产要求不相适应 或已选择好的离心泵在特定管路中运转时 所提供的流量 不见得符合输送任务的要求 对于这两种情况 都需要对泵进行流量调节 实质上 是改变泵的工作点 既然泵的工作点为管路特性和泵的特性所决定 因此 改变 两种特性曲线之一均能达到调节流量的目的 一一 节节流流调调节节 1 原理 流量调节法是在水泵转速不变的情况下 利用改变排水管上闸阀 的开口度 使管的阻力发生改变 对应的一些参数发生改变的方法 改变离心泵出口管线上的阀门开度 实质是改变管路特性曲线 当阀关小时 管路的局部阻力加大 管路特性曲线变陡 如课本 94 页图 3 37 中曲线所示 工作点由 移至 1 流量减小 当阀门开大时 管路局部阻力减小 管路特性 曲线变得平坦一些 2 优缺点 采用阀门调节流量迅速方便 且流量可以连续变化 适合化工连续生产的 特点 应用十分广泛 其缺点是当阀门关小时 流动阻力加大 要额外多消耗 一部分动力 不很经济 二二 减减少少叶叶轮轮数数目目调调节节 此种方法只用于多级离心泵的调节 而且泵的总扬程过大 一般来说 不能拆除第一级叶轮 否则增加吸水段阻力 易产生气蚀 可 以拆除包括叶轮中间的一段 但必须配新的拉紧螺栓或轴 三三 改改变变叶叶轮轮的的转转速速调调节节 改变离心泵的转速 实质上是改变泵的特性曲线 如课本95 页图 3 38 所示 泵原来的转速为 n 工作点为 D 若把泵的转速提高到nm 泵的特性曲 线 H Q 向上移 如图中曲线所示 工作点由 D 移至 A 流量加大 这种调节方 法能保持管路特性曲线不变 改变转速的三种方法 改变电机转速 更换电机 采用液力联轴器调 速 由曲线的特点可知 流量随转速下降而减小 动力消耗也相应降低 从 动力消耗来看是比较合理的 但需要变速装置或价格昂贵的变速原动机 且难以做到流量连续调节 故生产中很少采用 四四 切切割割叶叶轮轮叶叶片片长长度度调调节节 减小叶轮直径也可以改变泵的特性曲线 从而使泵的流量变小 但可调 节的范围不大 且直径减小不当还会降低泵的效率 故实际上很少采用 五五 离离心心式式水水泵泵的的联联合合工工作作 在实际生产中 当单台离心泵不能满足输送任务要求时 可采用离心泵的 并联或串联操作 1 同性能的离心泵并联操作 如果各自的吸入管路相同 则量泵的流量和压头必各自相同 也就是说具 有相同的管路特性曲线和单台泵的特性曲线 理论上在同一压头下 两台并联 泵的流量等于单台泵的两倍 于是 依据单台泵特性曲线上得一系列坐标点 保持其纵坐标 H 不变 使横坐标 Q 加倍 由此得到的一系列对应坐标点 即可绘出两台并联泵的合成特性曲线 如课本96 页图 3 41 所示 并联泵的操作流量和压头可由合成特性曲线与管路特性曲线的交点来决定 由图可见 由于流量增大时管路流动阻力增加 因此两台泵并联后的总流量必 低于原单台泵流量的两倍 2 同性能的离心泵串联操作 若将两台型号相同的离心泵串联操作 则每台泵的压头和流量也是各自 相同的 因此 理论上在同一流量下 两台串联泵的压头为单台泵的两倍 于 是 依据单台泵特性曲线上得一系列坐标点 保持其横坐标 Q 不变 使纵 坐标 H 加倍 由此得到的一系列对应坐标点 即可 绘出两台并联泵的合成特 性曲线 如右图所示 同样 串联泵的工作点也由管路特性曲线与泵的 合成特性曲线的交点来决 定 由图可见 两台泵串联 操作的总压头必低于单台 泵压头的两倍 3 串并联运转方式的确定 生产中究竟采用何种组合方式比较经济合理 则 决定于管路曲线的形状 对于管路特性曲线较平坦的 低阻管路 采用并联组合 可获得较串联组合为高的流量和压头 对于管路特 性曲线较陡的高阻管路 采用串联组合 可获得较并联组合为高的流量和压头 第第七七节节 离离心心式式水水泵泵的的选选择择计计算算 一一 离离心心式式水水泵泵选选择择计计算算步步骤骤 1 选择依据 输送液体的性质 输送的流量 水位的高度 运输距离等 确定输送系统的流量与压头 液体的输送量一般为生产任务所规定 如果流 量在一定范围内变动 选泵时应按最大流量考虑 根据输送系统管路的安排 用柏努利方程式计算在最大流量下管路所需的压头 2 选择泵的类型 根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型 按已确定的流量和压头 从泵样本或产品目录中选出合适的型号 选出的泵能提供的流量Q 和压头 H 不见得与管路所要求的流量和压头完全相符 而且考虑到操作条件的变化和其 他条件 3 确定管路系统 绘制管道布置简图 管道直径根据流量和流速来确定 上式中 d 表示管道大体直径 m Q 表示流量 m3 h v 表示经 济流速 m s 应按一定年限内 投资偿还期 官网造价和管理费用之和为最小时的经 济流速来确定管径 合理的经济流速v 1 5 2 2m s 选择管径时 吸水 管径可比排水管径稍取大些 管道直径确定以后 要绘制管道布置图 并根据实际情况确定管道长度 所需弯头 阀门 闸阀 底阀 逆止阀 及其他管件 4 确定泵的扬程和型号 清水泵的扬程可按下式计算 H Hg h 1 2 式中 Hg为测地高度 m h 为吸 排水管中水头损失总和 m 1 2 是保证安全供水而附加的压头余量 5 验算泵的吸水高度 在选择水泵时 为防止发生汽蚀 需要从样本上查出在标准状态下的允 许吸上真空度或允许汽蚀余量 按照公式3 16 或 3 17 来验算泵的允许安 装高度或吸水高度 如果上式各参数与规定的条件不符时 应按对应的关系进行修正 6 电机及传动配件的选择 用性能表选水泵时 在性能表上附有电机功率及型号 可以一起选用 若用性能曲线选择水泵 因图上只有轴功率 因而电机及传动件应另外选配 配套电机功率 Pd 单位 kW 可按下式进行计算 式中 Q 泵工作点的流量 H 泵工作点的扬程 被输送液体的重度 K 电机安全系数 见表 4 1 课本 108 页 工作点效率 i 传动效率 泵与电机直联时取 1 0 联轴器直联传动时 取 i 0 95 0 98 三角皮带传动时 取 i 0 90 0 95 然后根据功率和转速选择合适的电动机 二二 离离心心式式水水泵泵选选择择计计算算实实例例 例例题题 3 3 3 3 某冶金厂需要将深 3 5 米的井水送入高 50 5 米的水塔中 水塔 距井的水平距离大约 130 米 需要流量 Q 为 90m3 h 输送常温清水 计划使用 年限为 20 年 试进行泵设备的选择计算 解 根据已知条件 Q 90m3 h 1 测地高度 Hg 50 5 3 5 54m 吸水高度 4m 又因输送的是清水 流量不大 因此可暂选 IS 型清水泵 确定并绘制简图 2 由公式 V 在 1 5 2 2m s 暂取 2 0 可得 根据上式计算结果选择标准管径 排水管径dp 125 吸水管径 dx 150 材料均为无缝钢管 绘制管道布置图如图3 43 所示 计算管路中的阻力损失 3 吸水管阻力损失按下式计算 式中 0 03 lx 7 5m dx 0 15m 而 Lex为吸水管件当量长度 从管件的当量长度表可查出底阀的当量长度为 27 米 在吸水管路中装 90 弯头 1 个 当量长度为 1 13 米 因而吸水管段的 当量长度 Lex 27 1 13 28 13 米 所以吸水管段的阻力损失 hx 排水管段阻力损失 hp 式中 0 03 lp 180m dp 0 125m 而 排水管路中装有闸阀 逆止阀各 1 个 90 弯头 4 个 查出它们的当量长 度分别为lep1 1 31m lep2 43m lep3 4 1 13m 因而 lep lep1 lep2 lep3 1 31 43 4 1 13 48 83m 洗 排水管路中的总水头损失如下 考虑到使用年限较长 超过15 年 因而需要乘以一定的安全系数 h 1 4 1 8 hx hp 1 4 1 8 0 71 11 66 1 4 1 8 12 37 17 32 22 27 m 所需泵的总扬程 4 H H h 2 54 17 32 22 27 2 73 32 78 27 m 选择泵的型号 5 根据泵的流量和扬程选择泵的型号 H 78 27m Q 90m3 h 从课本 83 页表 3 1 选择 IS100 65 250 型单吸单级 离心泵 其性能为 Q 100m3 h H 80m 72 允许吸上真空度 Hsa 5 8m 配 套电机特性 Pe 37kW n 2900r min 验算泵的吸水高度 6 由于泵实际安装高度小于泵允许吸水高度 所以泵在工作中不会发生气蚀 所选水泵符合使用要求 如果流量必须限定在90m3 h 可用闸阀适当调节 第 三 章 离 心 式 水 泵 第第八八节节 离离心心式式水水泵泵的的安安装装 运运转转与与维维修修 一一 离离心心式式水水泵泵的的安安装装 1 离心泵的安装步骤 安装的技术要求 1 A 安装前基础检查 平面尺寸 位置和标高应达到标准要求 B 设备验收 设备完好无锈蚀 无缺件 出入口保护和封盖完好 设备盘车灵活 无阻滞 卡涩现象 C 设备位置 标高符合设计要求 D 设备纵横向水平符合规范要求 3 E 驱动机轴与泵轴连接时 两半联轴器的径向位移 端面间隙 轴线倾斜以及轴 承配合 转子动静间隙应符合设备技术文件的规定 5 安装程序 2 A 机座安装 先在基础上弹出纵横中心线 铲出麻面 按规定放好垫板 然后对 机座找平 找正 找标高 符合要求后紧固地脚螺栓 B 泵体安装 泵的安装可分为初平和精平两个阶段进行 初平时 用水平仪放在 底座加工面上进行初步找平 然后对地脚螺栓灌浆 待混凝土达到养护期 再进行 精平 整体安装的泵 纵向水平偏差不应大于 0 10 1000 横向水平偏差不应大于 0 20 1000 应在泵的进出口法兰面或其他水平面上进行测量 解体安装的泵纵向和横向安装水平偏差均不应大于 0 05 1000 并应在水平中 分面 轴的外露部分 底座的水平加工面上进行测量 泵找标高 以泵轴为准 用水准仪进行测量 C 电机安装 电动机与泵是通过联轴器联在一起 电动机的高速应根据定位后 的泵体来进行 主要是联轴器端面间隙 径向位移是否符合要求 D 二次灌浆 电动机与泵找正后 可进行二次灌浆 灌浆前检查地脚螺栓 垫 铁是否松动 将基础表面清理干净 灌浆养护好后 再检查一次联轴器 作好记录 2 安装注意事项 法兰 焊缝及其它连接件应牌便于检修位置 不得紧贴墙 楼板 柱或管架 1 管道安装合格后 不得随设计外的附加荷载 2 管道安装施工过程中及完工后应及时填写各种施工技术资料表格 并经签证 3 记录 埋地铺设的管道 应输隐蔽工程验收 凡穿过楼板 墙壁 基础 屋面的管道 均应加装管进行保护 在套管内不 4 得有管道接口 穿过屋面的管道应有防水肩 或土建泛水 和防水帽 管道和套管 之间的间隙宜用不燃材料填塞 管道安装工作如有间断 应及时封闭敞开的管口 5 管道连接时 不得用强力对口 也不得用加热管子 加偏垫等方法来消除接 6 口端面的空隙 偏差 错口或不同心等缺陷 管子焊接时 直管段两环缝间距不应小于 100mm 焊缝距煨制弯头的起弯点 7 不小于 100mm 且均不小于管外径 环焊缝距支 吊架的净距不小于 50mm 需热处理的焊缝距支 吊架的间距不 8 小于 100mm 合金钢管道不应焊接临时支撑物 如有必要时应符合焊接的有关规定 管道安装时应保持横平 竖直 且符合设计要求 其安装允许偏差符合要求 9 管道应昼避免形成 气囊 最高点 液囊 和 盲肠 死角 当一定要出现 10 时 应有保证管网正常运行的技术措施 8 距离较近的两个设备连接管 最好不直连 连接管有伸缩器者除外 一般采 11 用 45 斜接或 90 弯接 9 管道安装时 管道的连接处应符合下列要求 一般情况下 管道的连接处和 12 纵向焊缝设置应考虑易于检查 维修 确保质量和不影响管道运行的位置 如穿墙 套管中或其他隐蔽的地方 一般不应设置焊缝和法兰等 管道的对接焊缝或法兰等 接头 一般应离开支架 100mm 以上 直管段两个对接焊缝距离一般不得不于 100mm 钢板卷管的纵向焊缝应置于易检查 修理的地方 在管道的纵向焊缝和对 接焊缝处不宜开孔或连接支管等 二二 离离心心式式水水泵泵的的运运转转 1 启 动 检查各部螺栓有无松动 联轴器间隙是否合乎规定 填料的松紧程度是否 合适 检查泵内是否注水 如果不注水会出现气缚现象 水泵启动后 打开压力表旋塞 逐渐打开泵的出口压阀使压力表指针指到 所需位置 当泵压力上不来时应立即停机 以免产生磨损 2 运行中的注意事项 离心泵在正常运转时 要对以下内容认真检查 1 检查泵出口压力 流量 电流电压等 不超负荷运转 并准确记录 当电流电压超过额定值的 5 时 停机检查处理 2 检查电机及泵有无异常运转声音 如振动严重 应当停机检查处理 3 检查泵的轴向窜动是否在允许范围内 填料压紧程度应保持均匀滴水 4 检查电机外壳温度 轴承温度 轴承温度不超过60 70 电机 温度不超过 95 度 滚动轴承润滑油 2 个月需要更换一次 5 检查机泵密封及各法兰 丝堵 冷却水是否泄漏 6 泵工作一段时间后 应根据流量和扬程的下降情况进行检修 7 检查备用泵的备用情况 每天要盘车一次 3 停 泵 停泵时应先关出口闸阀 而后关闭真空表的旋塞 再关闭电动机 如果泵停机后短时间内不工作 为避免锈蚀和冻裂 应将水泵内的水放空 若长期停用应对泵施以油封 并定期让电机空转 以防受潮 但空转前 应将 联轴器分开 让电机单独运转 三三 离离心心式式水水泵泵的的维维修修 1 离心式水泵的拆卸与装配顺序及注意事项 拆卸顺序 1 轴承体的拆卸 填料压盖的拆卸 尾盖的拆卸 拉紧螺栓的拆卸 出水段 的拆卸 叶轮的拆卸 中段的拆卸等等 在拆卸水泵时 可能会遇到水垢多 叶轮和轴等相互连接的零件锈蚀严重 不宜拆卸 应先刮去水垢 铁锈等污物 再用煤油等润滑接触部位 然后用锤 子轻敲并取下 清洗的具体方法有 5 条 课本 102 页 水泵的装配顺序 2 9 条 课本 102 页 2 离心式水泵的日常维护 1 操作者每天注意观察泵的运转状况 主要是噪声变化情况 轴承温度是否 稳定 填料的漏水是否正常 记录流量 扬程 功率等参数的变化 2 定期检查填料压盖是否能自由移动 填料是否需要更换 3 定期检查泵和电机的同轴度 如有必要应予以找正 4 轴承在运转 800 1000h 后 应放出轴承内的热油 清洗轴承后加新油 滚动轴承还应检查有无擦伤和磨损 3 常见故障及处理方法 离心式水泵是用来输送水或其他液体的设备 它