化工流体机械简介PPT课件

1、化工流体机械简介 化肥车间 思考：什么是流体？ 具有流动性的气体和液体通称为流体 实际生产中，通常需要将物料从一个车间输送到另一个车 间，或从一个设备输送到另一个设备，即流体的输送。 液体输送机械 气体输送机械 泵 风机 作用： 传递机械能 叶片式泵(透平式泵)：离心泵 轴流泵 混流泵 容积式泵 往复泵：活塞泵 柱塞泵 隔膜泵 回转泵：齿轮泵 螺杆泵 滑片泵 其他类型泵：喷射泵 水锤泵 另外，按压力分为 低压泵（低于2MPa） 中压泵（2-6MPa） 高压泵（高于6MPa） 离心泵简介 甲醇洗单元最具代表性的流体输送机械为离心泵。 200#、300#、400#的主要动设备几乎全部为离心泵 离心

2、？ (a) 排出阶段 叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量，动 能及静压能增加）流体流入涡壳(动能静压能 ) 流向输出管路。 (b) 吸入阶段 液体自叶轮中心甩向外缘 叶轮中心形成低压区 贮槽液面与泵入口形成压差液体吸入泵内。 离心泵结构示意图 为什么在泵启动前要先灌入液体？ 原因：如在启动前泵内未充满液体，则泵内存在空气。由于 空气密度比液体小得多，产生的离心力就很小，因而 在吸入口处的真空度很低，贮槽液面与吸入管口的压 强差就很小，不能推动液体流入泵内。 结论： 气缚：由于泵内存在空气，启动离心泵而不能输送液 体的现象 解决方法：灌泵 离心泵的气蚀？ 现象： 若叶轮中心区域真空区压强太低（

3、低于体的饱和蒸汽压），则被吸上的液体在真空区发生大 量汽化产生气泡。含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空， 周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵 壳的冲击，使材料受到破坏。 原因： 1、进口管路阻力过大或者管路过细 2、输送介质温度过高； 3、安装高度过高，影响泵的吸液量； 解决方法： 、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； 3、降低安装高度； 离心泵的结构 离心泵的主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机离心泵的主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机 封或

4、填料函、联轴器、轴承等。封或填料函、联轴器、轴承等。 在离心泵的众多部件中重点介绍三个：叶轮、机封、轴承 叶轮：是离心泵的做功元件，把原动机(电机)的机械能 传递给液体，提高液体的动能和静压能。 叶轮形式：叶轮由612片叶片组成。 按叶片两侧有无盖板:开式、半开式、闭式。 半开式开式闭式 (a) 后盖板 平衡孔 单吸式双吸式 按吸液方式：单吸式、双吸式。 闭式叶轮：适用于输送清洁液体 开式和半开式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液， 效率低。 单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。 双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。 叶轮 按叶轮数量：单级（300#机泵）、多级（2

5、00#、400#机泵多数机泵） 多级单级 轴向力平衡装置 l离心泵工作时，由于叶轮两 侧液体压力分布不均匀，如图所 示，而产生一个与轴线平行的轴 向力，其方向指向叶轮入口。 l由于轴向力的存在，使泵的整个转子发生向叶轮吸人口的窜动，引起泵的振动，轴承发 热，并使叶轮入口外缘与密封环产生摩擦，严重时使泵不能正常工作，甚至损坏机件。尤其 是多级泵，轴向力的影响更为严重。因此必须平衡轴向力以限制转子的轴向窜动。 离心泵轴向力的由来？ 平衡装置 (1)单级泵的平衡装置 l叶轮上开平衡孔。如图 (a)所示，可使叶轮两侧的压力基本上得到平衡。但由于液 体通过平衡孔有一定阻力，所以仍有少部分轴向力不能完全平

6、衡，并且会使泵的效率 有所降低，这种方法主要优点是结构简单，多用于小型离心泵。 l泵体上装平衡管。如图 (b)所示，将叶轮背面的液体通过平衡管与泵入口处液体相 连通来平衡轴向力。这种方法比开平衡孔优越，它不干扰泵入口液体流动，效率相对 较高。 (a)开平衡孔 (b)接平衡管 (c)叶轮背面带平衡叶片 采用双吸叶轮。双吸叶轮的外形和液体流动方向均为左右对称， 所以理论上不会产生轴向力，但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的 差异，仍可能有较小的轴向力产生，由轴承承受。 采用平衡叶片。如图 (c)所示，在叶轮轮盘的背面装有若干径 向叶片。当叶轮旋转时，它可以推动液体旋转，使叶轮背面靠叶轮中 心部分的液

7、体压力下降，下降的程度与叶片的尺寸及叶片与泵壳的间 隙大小有关。此法的优点是除了可以减小轴向力以外，还可以减少轴 封的负荷；对输送含固体颗粒的液体，则可以防止悬浮的固体颗粒进 入轴封。 (2)多级泵的平衡装置 l 分段式多级离心泵的轴向力是各级叶轮轴向力的叠加，其数值很大，不可能完全 由轴承来承受，必须采取有效的平衡措施。 l 叶轮对称布置将离心泵的每两个叶轮以相反方向对称地安装在同一泵轴上，使每 两个叶轮所产生的轴向力互相抵消，如下图所示。这种方案流道复杂，造价较高。当级 数较多时，由于各级泄漏情况不同和各级叶轮轮毅直径不相同，轴向力也不能完全平衡， 往往还需采用辅助平衡装置。 平衡盘装置因

8、分 段式多级离心泵叶轮沿一 个方向装在轴上，其总的 轴向力很大，常在末级叶 轮后面装平衡盘来平衡轴 向力。平衡盘装置由装在 轴上的平衡盘和固定在泵 壳上的平衡环组成，如图 所示。 多级泵的平衡盘装置 l末级叶轮；2尾段；3平衡套；4一平衡环； 5一平衡盘；6接吸入口的管孔 (四)、轴向密封装置 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

9、的重要条件。常用 的轴封装置有填料密封和机械密封两种。 单端面机械密封单端面机械密封 10轴套密封圈 7轴套 6定位环 5弹簧 4推环 3压盖 1静环 9静环密封圈 2动环 8动环密封圈 构成机械密封的基本元件有; 1静环、2动环、3压盖、4推环5弹簧6定位环、7轴套、8动环密封圈 、9静环密封圈圈等组成。 机械密封的泄漏通道点 1静环密封圈 4压盖密封圈 3动环密封圈 5轴套密封圈 2摩擦副 机封的冲洗机封的冲洗 端面摩擦热过高有下列危害： （1）液膜汽化磨损加剧密封失效； （2）端面热变形加大泄漏和磨损； （3）加剧腐蚀； （4）辅助密封圈老化变质从而失效； （5）石墨浸渍物碳化或熔化而产

10、生泄漏。 所以端面温升是机械密封的大敌。 冲洗是一种控制温度、延长机械密封寿命的最有效措施。冲洗的目的在于带走温度和热 量、降低密封腔温度，防止液膜汽化、改善润滑条件、防止干运转、防止杂质集积和 气囊形成。 锅炉给水泵冲洗方案 正向直通式冲洗、即在泵的内部将出口流道与密封腔贯通，依靠它们的压差，维持介质 从泵出口流到密封腔的正向流动，达到冲洗的目的。由于未经净化及降温处理，只能由 介质将密封腔的摩擦热带走，起控制温度的作用。 正向直通式冲洗 Q/D=急冷/排液 301、302泵冲洗方案 外冲洗（注入式） 对于内装式单端面密封当液体不适宜作密封流体时，比如介质中含有固体 颗粒，需要从外部引进洁净

11、介质，注入到密封腔来改善密封的工作环境。 1.用于颗粒杂质（碱，胺，易结晶流体）工况 2.防气蚀抽空 3.外冲洗应连续,包括启动停车 4.冲洗液与介质相容 5.成本高,只冷却不用32 6.适用于单端面密封的高温泵，易结晶、含固体颗粒或腐蚀性介质泵 7.对水介质，3000r/min，冲洗量330L/min（与轴径有关），对易挥发介质或 温度较高介质，可适当再选大一些 8.冲洗压力高于密封腔0.10.2MPa 200#、400#机封冲洗方案 介质循环冲洗介质循环冲洗，利用装在泵轴或轴套上的 循环轮依靠旋转产生泵效作用，使密封流 体循环的部件。介质从密封腔引出，经过 换热器在回到密封腔进行冲洗，并用

12、节流 套控制工作介质与密封腔介质的热传导， 控制温度作用。常用于内装式单端面机械 密封。 换热器 介质循环冲洗 循环轮 循环轮 1.80以上热水和烃类介质的标准方案 2.只需小换热器 3.换热器不结垢 4.高凝固点和高黏度介质慎用（易导致凝固或黏度变高），宜用PLAN21 5.温度为176260 的非闪蒸烃类 6.温度高于60 的闪蒸烃类 机械密封冲洗方案 轴承的作用是支承轴。 轴承 滑动摩擦轴承 滚动摩擦轴承 滚动轴承的组成、类型及特点 一、滚动轴承的组成 滚动轴承一般由 内圈、外圈、滚动体和 保持架组成。 常见的滚动体有球形或是滚子。 1.两端固定式 2.一端固定、一端游动式 一端支承的轴

13、承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游 动。双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖 之间留有较大的间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度 变化大和跨距较大的场合。 点击看大图 3.两端游动式 机泵的润滑机泵的润滑 润滑油及润滑油的作用润滑油及润滑油的作用 润滑油对于机械转动设备的作用是无法用其他物质代替的。它可润滑油对于机械转动设备的作用是无法用其他物质代替的。它可 以减小转动设备的摩擦阻力，减少零部件的磨损，带走所产生的摩擦热，以减小转动设备的摩擦阻力，减少零部件的磨损，带走所产生的摩擦热， 降低动力消耗，延长设备使用寿命。如果没有润滑油的作用，转

14、动件产降低动力消耗，延长设备使用寿命。如果没有润滑油的作用，转动件产 生的摩擦热顷刻间就会使一大型机组烧毁。生的摩擦热顷刻间就会使一大型机组烧毁。 离心泵的操作 二、离心泵开泵前主要确认工作 1、确认联轴器安装完毕 2、确认泵盘车均匀灵活 3、确认润滑油系统符合要求 4、确认密封液系统符合要求 5、确认冷却水系统符合要求 6、确认暖泵/冷泵已经符合要求 7、确认灌泵已完成 1、联轴节确认 打开联轴节罩，检查所有的联轴节螺栓是否已全部连好，并 向设备员确认联轴节已经对中完好 盘车后确认联轴节罩固定完好 2、盘车要求 盘车必须均匀灵活，不能太沉，也不能有死点。如出现上述两种情况，须向班长汇报。若必

15、须开泵，可在 班长同意后点试一下泵，然后再进行盘车，如情况没有好转，则联系设备员进行检修。 3、润滑油系统确认 确认油箱/轴承箱液位正常，且油杯入轴承箱管子无堵塞，油杯液位清晰 确认润滑油质量合格 确认润滑油泵完好备用 4、密封液系统确认 确认密封罐液位正常 确认密封液进/出罐管线阀门已打开。 确认冲洗水阀门已打开，确认冲洗水冷却水已投用 5、冷却水系统确认 确认冷却水上/回水管线畅通 确认冷却水系统已投用 确认冷却水系统无泄漏 6、暖泵要求 投用暖泵线或稍开入口阀 确认排气完毕 关闭放空阀或密闭排凝阀 盘车180半小时 控制暖泵升温速度50小时 确认泵体与介质温差小于50(合格标准) 6、冷

16、泵要求 投用冷泵线，稍开入口阀 确认排气完毕 关闭放空阀或密闭排凝阀 盘车180半小时 控制冷泵降温速度25小时 确认泵体与介质温差小于25(合格标准) 7、灌泵要求 缓慢打开入口阀 打开泵放空阀排气 确认排气完毕 关闭泵放空阀 灌泵必须彻底，否则有可能导致开泵时发生汽蚀现象，进而损坏叶轮 三、离心泵开泵工作 开泵过程保持与相关岗位操作员联系 确认泵出口阀关闭（带最小流量线的泵，仅打开最小流量线阀） 思考 关闭泵的预热/预冷线阀 启动电机 确认出口压力，电动机电流在正常范围内 缓慢打开泵出口阀（带最小回流线的泵，同时关闭最小回流阀） 调整泵的排量，同时注意泵的入口压力 开泵时异常情况 如果出现

17、下列情况立即停泵 a.异常泄漏 b.振动异常 c.异味 d.异常声响 e.火花 f.烟气 g.电流持续超高 离心泵开泵后确认工作 出口阀全开后，注意入口压力不能有大的波动，防止泵抽空 开泵十分钟后应检查轴承箱温度及冷却水温度，如温度过高 应停泵进行处理 开泵三十分钟后再次检查轴承箱温度，如果过高，用测温仪 检测是否高于70，如果在50 -70 ，联系设备员，如 高于70 ，立即联系中控并停泵；同时检测冷却水温度，如 冷却水温度高于45 ，可认为冷却水不畅或不通 四、离心泵停泵操作 备泵正常后 关闭泵出口阀 停电机 关闭润滑油系统 关闭冷却水系统（视情况） 五、日常检查与维护 检查泵的振动是否在

18、指标范围内 检查轴承温度和声音是否正常 检查润滑油液位（油杯液位）是否正常 检查泄漏是否在标准范围内 检查泵入口压力是否稳定 检查泵出口压力、电流值是否正常 单 级 离 心 泵 运 转 中 常 见 故 障 、 产 生 原 因 及 处 理 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 叶软反转 2 叶轮或进口阀被堵塞 3

19、 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 2 清除堵塞物 3 更换或修理叶轮 4 更换入口密封环 5 提高储槽液位 6 紧固改善密封 故障类别产生原因消除方法 运转声音异常 1 异物进入壳体 2 叶轮背帽脱落 3 叶轮与泵壳摩擦 4 滚动轴承损坏 5 填料压盖与泵轴或轴套摩擦 1 清除异物 2 重新拧紧或更换叶轮背帽 3 调整泵盖密封厚度或调整轴承压盖垫片的厚度 4 更换滚动轴承 5 对称均匀地拧紧填料压盖 泵体振动 1 联轴器找正不良 2 吸液部分有空气漏入 3 轴承间隙过大 4 泵轴弯曲 5 叶轮腐蚀、

20、磨蚀后转子不平衡 6液体温度过高 7 叶轮歪斜 8地脚螺栓松动 9 电动机的震动传递到泵体上 1 找正联轴器 2 紧固螺栓或更换密封 3 更换或调整轴承 4 校直泵轴 5 更换叶轮 6 降低液体温度 7 重新安装或调整 8 紧固螺栓 9 消除电动机震动 轴承过热 1 中心线偏移 2 缺油或油中杂质过多 3 轴承损坏 1 校直轴心线 2 清洗轴承加油或换油 3 更换轴承 故障类别产生原因消除方法 轴承过热 4 泵体轴承孔磨损。轴承外环产生移动，有摩擦热产生 5 轴承压盖压得过紧，轴承内没有间隙 4 更换泵体或修复轴承孔 泵壳过热 1 出口阀未打开 2 泵设计流量大，使用量过小 3 叶轮被异物堵塞 1 打开出口阀 2 更换流量小的泵或增大用量 3 清除堵塞物 机械密封泄 漏量过大 1 冷却水不足或堵塞 2 弹簧弹力不足 3 密封面元件材料选用不当 4 密封面被划伤 1 清洗冷却水管加大冷却水量 2 调整或更换 3 更换耐蚀性能较好的材料 4 研磨密封面 问题和建议？ 离心泵简介 甲醇洗单元最具代表性的流体输送机械为离心泵。 200#、300#、400#的主要动设备几乎全部为离心泵 离心？ 轴向力平衡装置 l离心泵工作时，由于叶轮两 侧液体压力分布不均匀，如图所 示，而产生一个与轴线平行的轴 向力，其方向指向叶轮入口。 l由于轴向力的存在，使泵的整个