离心泵基础知识及选型、运行、维护.ppt

离心泵基础知识,泵的历史及定义,泵是一种将原动机的机械能传递给被抽送的流体，使其能量增加，从而达到抽送流体的目的的机器。,泵的用途,应用之广泛可这样形容：要让流体流动的地方，就有泵。工业及城市供水、电力工业、化学工业、石油工业、矿山、造船工业、轻纺食品工业、水利建设、尖端科技、农业排灌、其他方面。,泵的分类,泵的种类繁多，按其工作原理分：(1)叶片式泵(2)容积式泵(3)其他类型泵,泵的分类,叶片式泵利用叶轮的叶片和液体相互作用来输送液体，都是连续地对流体做功，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。,泵的分类,容积式泵利用工作室容积大小周期性的变化来输送流体，都是非连续地对流体做功，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵、液环泵等,泵的分类,其他类型泵其工作原理各不相同，如水车、射流泵、水锤泵、电磁泵等。,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：1、按主轴方向分：卧式、立式、斜式,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：2、按液体流出叶轮的方向分：离心式、混流式、轴流式,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：3、按吸入方式分：单吸、双吸,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：4、按级数分：单级、多级,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：5、按叶片安装方式分：可调叶片、固定叶片,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：6、按壳体剖分方式分：分段式（壳体按与主轴垂直的平面剖分）、节段式（分段式中每一级壳体都是分开式的）、中开式（水平中开、垂直中开、斜中开）,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：7、按泵体形式分：涡壳泵（叶轮排出侧具有带蜗室的壳体）、双涡壳泵、透平泵（带导叶的离心泵）、筒式泵（内壳体外装有圆筒状的耐压壳体）、双壳泵（筒式泵之外的双层壳体泵）,叶片式泵的分类,叶片式泵按其结构型式，分类如下：8、特殊结构的泵：潜水泵、贯流式泵（泵体内装有电机等驱动装置）、屏蔽泵（泵与电机直连，电机定子内侧装有屏蔽套，防止液体进入）、磁力泵、自吸泵、管道泵、无堵塞泵,离心泵的典型结构,1、单级单吸式2、单级双吸式3、蜗壳式多级泵4、节段式多级泵5、大型立式单级离心泵,离心泵的工作原理,离心泵叶轮内充满液体时，原动机带动叶轮快速旋转，叶片驱使液体旋转，液体在离心力作用下向叶轮外缘流动。同时，新的液体在大气压力下从吸入室进入泵内。这样，液体就连续不断的从泵内流出。注意：叶轮内必须充满液体，否则，因气体密度较小，离心力不够大时无法实现对液体的抽吸作用。,离心泵的过流部件,离心泵的主要过流部件吸水室、叶轮、压出室。,离心泵的过流部件,1、吸水室吸水室位于叶轮进口前，其作用是把液体按一定要求引入叶轮。其主要类型有直锥形，弯管形、螺旋形。,离心泵的过流部件,2、叶轮叶轮是泵的核心，泵通过叶轮对液体做功，使其能量增加。,离心泵的过流部件,3、压出室压出室位于叶轮出口之后，其作用是收集从叶轮中高速流出的液体，使其速度降低，将速度能转化为压能，并把液体按一定要求送入下级叶轮进口或排出管路。压出室主要有螺旋形压出室、环形压出室、叶片式导叶、流道式导叶。,离心泵的主要性能参数,1、流量体积流量Q：泵在单位时间内所抽送的液体体积。单位为m3/h或L/S质量流量q：泵在单位时间内所抽送的液体的质量。单位为kg/s或t/h,离心泵的主要性能参数,2、扬程单位重力的液体流过泵后其能量的增值，即进出口能量差。能量包括Z表示位置能，P/g表示压能，V2/2g表示速度头三部分。扬程的单位：米习惯表示法及误区,离心泵的主要性能参数,3、转速单位时间内泵转子的回转数，以n表示，单位为r/min、r/s,离心泵的主要性能参数,4、功率输出功率：液体流过泵时由泵传递给它的有用功率。Pu=QgH（W）输入功率：原动机传递给泵轴的功率，用P表示。由于泵内有功率损失，包括水力磨擦阻力损失、回流（平衡孔、平衡装置、密封环泄漏）、圆盘磨擦、撞击损失等水力损失，所以输入功率与输出功率不相等，有PPu,离心泵的主要性能参数,5.1、必需汽蚀余量（不变）用NPSHr表示，单位是米，实质是液体进入泵后，压力继续降低的那部分能头，5.2、有效汽蚀余量（装置汽蚀余量，可变）液体自水池到泵吸入口后，所余的高出汽化压力的那部分能量,离心泵的主要性能参数,6、效率效率：输出功率与输入功率的比值。=Pu/P,离心泵的性能特性曲线,离心泵的性能特性曲线是表示主要性能参数间关系的曲线，又分能量特性曲线和汽蚀特性曲线。能量特性曲线包括：扬程与流量的关系曲线H=f1(Q)输入功率与流量的关系曲线P=f2(Q)效率与流量的关系曲线=f3(Q)汽蚀特性曲线是指汽蚀余量与流量的关系曲线NPSHr=f4(Q)特性曲线形状不能用理论推导来求得，只能用试验方法求得。,离心泵的性能特性曲线,离心泵的选型,选型步骤,确定主要性能参数及用户要求：性能参数一般指流量、扬程，也有的用户还包含配套功率、转速、必需汽蚀余量等；用户要求有：材料、轴封型式及供水方式、轴承及其润滑方式、电机、配套要求等；,选型步骤,确定泵的使用现场状况：用途、允许安装高度、进口压力、是否允许泄漏、使用地点、环境温度等；,选型步骤,确定介质情况：成分（腐蚀性、毒性、挥发性）、温度、粘度、浓度、密度、含杂质情况；,选型步骤,根据上述三项情况，确定泵的材质、轴封型式、密封冷却方式、配套功率及电机要求等；注意：所选定的性能点必须在泵设计点所对应流量的70%120%范围内。,特殊情况的选型粘性液体,换算为输送水时泵的参数。按照公式：Qw=Qz/kQ；Hw=Hz/kH；z=wk。（w表示水；z表示粘性液体）计算出输送水时泵的流量QW、扬程HW以及泵输送粘性液体时的效率Z。根据公式计算泵输送粘性液体时的轴功率。注意公式中各参数的单位。Q泵的流量（m3/s），此时Q取QZ值；g重力加速度；H泵的扬程（m），此时H取HZ值；泵在该工况点的效率Z，液体密度（/m3），此时取粘性液体密度。,修正系数,水泵的运行工况,工况点概念水泵运转时，其扬程的大小是由流量来决定，每一个流量均有对应的H、N、，它表示泵的一种工作状态，简称工况。对应H-Q上的点称工况点，对应最高效率的工况称最佳（优）工况。工况点总是在泵的扬程特性曲线上。当流量改变时工况点也相应改变。,水泵的运行工况,运转工况由水泵的特性曲线和装置特性曲线两者决定，两者的交点即是水泵的运转工况点。,水泵的运转工况,水泵的运行工况,M点水泵扬程等于水泵装置扬程。水泵刚好把单位重量的液体从吸水池表面移至压水池表面，能量正好平衡。M点HHc，液体多余的能量使流速增大；结果Q增大，工况点往右移至M点重合为止。M点H350的泵一般不切割。,离心泵叶轮的切割,扩大泵工作范围的途径有：变速、车叶。优点：大大减少泵规格品种。高效工作区的构成，在一（7%）范围内，最大切叶特性曲线与正常特性曲线所夹的区域。,叶轮的容许（最大）切割量与ns的关系是：,选用高效率的泵、电机选型要准根据各时段的运行参数、特点进行合适的选型根据具体情况考虑两台或多台泵的并联或串联使用“一大一小”搭配变频调速，但非所有的变频会节能,水泵的节能方法,离心泵安装,泵的安装高度,hg=Pa/g-hc-Pv/g-NPSH上式右边第一项：吸上装置时：为大气压，与海拔高度有关；闭式系统时：为吸入口压力上式右边第二项为吸入阻力损失上式右边第三项为汽化压强与介质及温度有关上式右边第四项为汽蚀余量，是泵本身所固有的特性，由水力模型设计时而决定,吸水池的基本设计要求,1、吸水管应带喇叭口，喇叭口直径约为吸水管直径的1.31.5倍。2、水池有效容量（低于吸入管中心不计算）约为水泵35min的抽水量。3、吸入管的淹没深度应大于口径的1.5倍且不小于500mm。4、吸水管内流速1.2m/s1.6m/s。5、进水管与吸水管之间的净距，不宜小于3.5倍管径（管径不同取其平均值）。6、吸水管喇叭口边缘与池壁或池底的净距大于口径的1.5倍且不小于500mm。并应在其周围设置适当的滤网。,吸水池的基本设计要求,7、进入吸入管的水流应平稳，且不应有旋涡出现。8、水池进水管流入吸水池最好采用溢流的办法，保证吸水池的水流平稳及缓慢。9、从水池至泵吸入端，吸水管应有不小于0.5%的上升坡度。10、泵与管路之间的结合面，应保证良好的气密性，尤其是进水管路，必须严格保证不漏气，并且在装置上应无窝存空气的可能。11、安装管路时，进出水管路应有支架进行固定，不应使泵的法兰受到过大的拉力而断裂，也避免因管道振动导致泵的振动。,合理的吸水池结构示意图,吸水池的结构尺寸示意图,管路连接,吸水管路应尽可能短，弯头尽可能少,管路连接,每台泵最好有自已的单独管路，如一定需多台泵并联共用一吸水管的话，其支管中心线不能高于主管中心线,管路连接,进出水管路应有各自的支架，决不允许管路的重量直接由泵来承受，泵进出口最好接柔性接头,为防止窝气，泵吸入管上端应保持水平或逆水流方向向下倾斜；泵吸入口要扩大时，最好接异径偏心锥管,泵组安装,把设备放到位，将地脚螺栓穿过底座脚孔，并且在脚孔上面和下面各放一螺母，在底座下垫一支承轨（高约50mm），将泵进出口法兰与管路法兰对正。在底座下垫调整垫铁，校正水平及轴线。进行第一次灌浆，灌浆时注意不得碰动设备，地脚螺栓在基础孔中应竖直放置。待混凝土完全固化后，利用地脚螺栓上的上、下螺母均匀调节水平度及校正轴线，调好后上紧螺母并撤去支承轨。进行第二次灌浆，灌至埋没地脚螺栓下螺母为止。,可用百分表或激光对中仪来进行找正，分为初步找正和精调两个步骤。初步找正：用刀口尺或钢直尺依次放在联轴器外圆的四点（0，90，180，270），检查联轴器的偏差，通过电机下垫薄垫片来调整电机，用目测来调节基本对中；精调：将百分表座固定在泵端联轴器外圆，转动电机端联轴器，测量径向偏差,偏差不能超过下表允许值，通过在电机下垫薄垫片来调整，调整之前，必须保证百分表的触点处于正常的工作状态，且应将联轴器上的膜片先取下；精调也可采用激光对中仪来进行。,联轴器的对中,离心泵使用,启动在开机前检查润滑系统。不要在吸入阀关闭时操作泵；除非泵灌满液体，否则不要操作；确保泵和管线是清洁、无污染的；确认泵与电机对中；确认泵转动灵活；确认联轴器护罩已安装好；确保机械密封管线是开启的；点动电机，检查电机转向是否正确；全开吸入阀，关小排出阀；开启电机；如果有不寻常的噪音或振动发生，停泵。,当泵升到额定转速后，慢慢打开排出阀，直至达到设计工况。在出水闸阀关闭的情况下，泵连续运行的时间不能超过3分钟！严禁泵干转，以免损坏轴封及泵内零件!不能在超过铭牌条件（额定流量）的0.71.2倍流量下操作，否则会对操作者带来危险和易造成泵的损坏。检查吸入和排出口压力表是否符合要求；检查密封处有无过多泄漏；检查不寻常的噪音；检查轴承室油位（油润滑时），以不超过油镜中心线或恒位油杯出油口中心线为宜；输送高温介质时，在泵运转达到正常操作温度和条件后，关机进行热对中检查。定期检查轴承润滑，每运行1000小时，须注入适量的润滑油或脂!,运行,停泵关闭排出阀、旁通管路阀快速关闭泵以保护靠泵内液体润滑的部件；关闭吸入阀；若停机时间较长，必须排放掉泵内液体，防止液体结晶、冻结或泵的冻裂，且应定期转动转子，以利启动。,离心泵常见故障及处理方法,常见问题,轴承温度过高或轴承损坏可能原因：润滑油或脂不够、过多、含杂质、变质、牌号不合适；轴对中不好；运行工况严重偏离设计工况；发生机械磨擦；轴承腔入水；抽送介质温度过高。,常见问题,机封漏水、填料漏水严重可能原因：机封本身质量问题；轴或轴套表面受损；机封中橡胶件老化失效；装配问题；没有正确提供冲洗冷却液；抽送介质含颗粒或腐蚀性、机封材质选用不当；填料过松、填料磨损严重。,振动及噪音大可能原因：轴对中不好；发生汽蚀；基础松动；转子不平衡；运行工况严重偏离设计工况；有机械摩擦发生。,常见问题,常见问题,发生汽蚀可能原因：流量过大；吸入管阻力大；泵进口压力偏低；底阀没打开或堵塞；抽送介质温度过高；吸入管路漏气或有窝气。,常见问题,泵不吸水或运行一段时间后不吸水或流量不够可能原因：泵或吸入管内仍有气体或有窝气；吸入管阻力大、吸入高度太高、阀或管路没开或堵塞；泵堵塞、叶轮磨损；发生汽蚀；吸入管漏气；转速过低或转向不对；阀门、泵进出口接反、叶轮装反；介质温度过高。,常见问题,零件磨损或腐蚀快可能原因：抽送介质含颗粒；抽送介质有腐蚀性；零件材质选用不合适。,常见问题,泵轴功率过大可能原因：填料过紧、机封工作长度装得不合适；流量太大；有机械磨擦；有结垢、结晶；输送介质密度偏大；轴承损坏。,常见问题,流量不足或扬程太低可能原因：叶轮或进、出水管路堵塞；密封环磨损过多；叶轮发生汽蚀或损坏；转速不够。,常见问题,联轴器连接件损坏可能原因：轴对中不好；橡胶件老化；没按图纸要求进行泵组安装；连接件本身质量问题。,离心泵日常维护,装拆注意事宜,装配前必须将所有零件加工表面毛刺、污物去除干净，并在表面涂上一层机油；装配困难时，不能任意锉削或锤打；对于有高精度配合（如止口部位）的零件及磨光的轴等，要求搬运及装配的过程中，不得碰伤表面；凡重要装配表面，在装配前必须洗刷洁净，用压缩空气吹干，并涂上机油；非耐油橡胶材质零件（制品）