泵的基本知识

1、泵的基本知识泵的定义和选型第一章离心泵的工作原理、结构和性能参数第二章泵的汽蚀第三章泵的检验与试验第四章泵的运行特性与维护第五章1第一章泵的定义和选型第一节 泵的定义 泵是一种将能量传递给被抽送的液体，使其能量增加，从而达到抽送液体目的 的机器。能量传递的形式有：（1）原动机泵的机械能传递给它所抽送的液体，使液体的机械能（液体的位能、压 能及动能）增加，从而使被抽送液体克服管路中的阻力，从低能量（位能及压能较 低）的液源经过管路流向高能量（位能及压能较高）液体的地方。这种形式比较常 见。（2 ）泵把液流 A 的能量传递给液流 B，当这两股液流流过泵的时候，液流A 的能量减小，液流 B 的能量增

2、大，两股液流混在一起流出泵，达到抽送液流B 的目的。这种泵称为射流泵。（ 3）泵把一股液流中的能量集中到部分液流中，使这部分液流的能量增大，以达到抽送部分液流的目的 第二节泵的选型一、泵的类型单吸泵、双吸泵单级泵、多级泵蜗壳式泵、分段式泵离心泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力驱动泵高速泵叶片式泵单级泵、多级泵旋涡泵离心旋涡泵混流泵泵轴流泵柱塞(活塞)泵、隔膜泵 电动泵 计量泵往复泵 容积式泵 蒸汽泵 转子泵一一齿轮泵、 泵、罗茨泵、滑片泵 其它类型泵一一喷射泵、空气升液泵、电磁泵二、化工装置对泵的要求 1)必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的要求。 (2)必须满足介质特性的要求：2.

3、1对输送易燃、易爆、有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如 屏蔽泵、磁力驱动泵、隔膜泵等。2对输送腐蚀性介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀材料。3对输送含固体颗粒介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀材料，必要时轴封应采 用清洁液体冲洗。(3) 必须满足现场的安装要求。1对安装在有腐蚀性气体存在场合的泵，要求采取防大气腐蚀的措施。2对安装在室外环境温度低于-20C以下的泵，要求考虑泵的冷脆现象，采用耐低温材料。3对于安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电机。(4)对于要求每年一次大检修的工厂，泵的连续运转周期一般不应小于8000 小时为适应 3 年一次大检修的要求，API610

4、 (第八版)规定石油、重化学和气体工业用泵的连续运转同期至少为3 年。(5)泵的设计寿命一般至少为15 年。API610 (第八版)规定石油、重化学和气体工业用离心泵的设计寿命至少为20 年。(6 )泵的设计、制造、检验应符合有关标准、规范的规定，常用的标准和规范见下表。(7 )泵厂应保证在电源电压、频率变化范围内的性能。我国供电电压、频率的变化范 围为：电压 380V 士 10%, 6000V+5% -7%频率 50Hz 0.5%（8）确定了的型号和制造厂时，应综合考虑泵的性能、能耗、可靠性、价格和制造规 范等因素。螺杆第二章 离心泵的工作原理、结构和性能参数离心泵具有性能范围广泛、流量均匀

5、、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优 点，因此离心泵在工业生产中应用最为广泛。除了在高压小流量或计量时常用往复式 泵，液体含气时常用旋涡泵和容积式泵，高粘度介质常用转子泵外，其余场合，绝大 多数使用离心泵。据统计，在化工生产（包括石油化工）装置中，离心泵的使用量占泵总量的 70%- 80%。离心泵的工作原理第一节离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴封及密封环等组成。一般离心泵启动前泵壳内 要灌满液体，当原动机带动泵轴和叶轮旋转时，液体一方面随叶轮作圆周运动，一方 面在离心力的作用下自叶轮中心向外周抛出，液体从叶轮获得了压力能和速度能。当 液体流经蜗壳到排液口时，部分速度能将转变为静压力能。在液体自

6、叶轮抛出时，叶3轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成力差，于是液体不断地被吸入，并以 一定的压力排出。离心泵的主要零部件 第二节 1、泵壳 泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的，多级泵径 向部分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。 一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道，用以收集从叶轮中甩出的液体，并引向扩散管至 泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。2、叶轮 叶轮是唯一的作功部件，泵通过叶轮对液体作功。叶轮型式有闭式、开式、半开式三 种。闭式叶轮由叶片、前盖板、后盖板组成。半开式叶轮由叶片和后盖板组成。开式叶轮 只有叶片，无前后盖板。闭式叶轮效率较高，开式叶轮效率

7、较低。3、密封环 密封环的作用是防止泵的内泄漏和外泄漏，由耐磨材料制成的密封环，镶于叶轮前后 盖板和泵壳上，磨损后可以更换。4、轴和轴承泵轴一端固定叶轮，一端装联由器。根据泵的大小，轴承可选用滚动轴承和滑动轴承5、轴封轴封一般有机械密封和填料密封两种。一般泵均设计成既能装填料密封，又能装机械 密封。离心泵的性能参数第三节1、流量 Q3/hm 泵的流量是指泵在单位时间内由泵岀口排岀液体的体积量。以Q 表示，单位是3/so或m2、扬程 H泵的扬程是指单位重量的液体通过泵后获得的能量，以 体的液柱高度。3、转速 n4.泵的转速指泵没单位时间内的转数，以n 表示，单位是 r/min。4、功率和效率1、

8、有效功率 Pu 泵的有效功率是指单位时间内泵输送岀的液体获得的有效能量，也称输岀功率。3泵的流量，m/s 式中 QpgQHKWP=u1000泵的程，m H 扬3kg/mP介质密度，2g=9.81sg 重力加速度，泵的轴功率是指单位时间内由原动机传到泵轴上的功，也称输入功率，2、轴功率 PaoW 或 KW 单位是第四节离心泵的特性曲线泵的特性由线反映在恒定转速下的各项性能参数。国内泵厂提供的典型的特性曲线一线。NPSH-Q 线和般包括 H-Q 线、N-Q 线、n-QrH 表示，单位是 m,即排岀液是泵的有效功率与轴功率之比，即泵效率n3、效率nPunPaf的分第五节类离心泵一、按离心泵的结构分类

9、图 例特类分类方式型点单吸泵液体从一侧流入叶轮，存在轴向力液体从两侧流入叶轮，不存在轴向力，泵的流按吸入方式 双吸泵量几乎比单吸泵增加一倍泵轴上只有一个叶轮单级泵同一根泵轴上装两个或多个叶轮，液体依次流按级数多级泵过每级叶轮，级数越式，扬程越高轴水平放置卧式泵拉泵轴方位 立式泵轴垂直于水平面壳体按与轴垂直的平面剖分，节段与节段之间分段式泵用长螺栓连接按壳体型式壳体在通过轴心线上的平面上剖分中开式泵装有螺旋形压水室的离心泵，如常用的端吸式蜗壳泵悬臂离心泵5.透平式泵装有导叶式压水室的离心泵潜水泵 泵和电动机制成一体浸入水中泵体浸入液体中液下泵特殊结构 管道泵 泵作为管路一部分，安装时无需改变管路

10、叶轮与电动机转子联为一体，并在同一个密屏蔽壳体内，不需采用密封结构，属于无泄漏除进、岀口外，泵体全封闭，泵与电动机的磁力接采用磁钢互吸而驱泵起动时无需灌自吸式由增速箱使泵轴转速增加，一般转速可高速特殊结1000r/mi 以上，也称部分流泵或切线增加压进岀口管在上部同一高度上，在内、外两层立式筒体， 内壳体由转子、 导叶等组成，外壳体为进口流通道，液体从下部吸、按工作介质分类的离心泵类型二水 泵 ： 1 、 清 水 泵 ： 最 常 用 的 离 心 泵 ， 采 用 铸 铁 泵 ， 填 料 密封 2、锅炉给水泵：、泵的压力较高，要求保证法兰连接的紧密性；A、应防止泵进口处产生汽蚀，过流部件应采用抗腐

11、蚀性和抗电化学腐蚀的材料；BC、防止温度变化引起不均匀变形。3、热水循环泵、吸入压力高、温度高，要求泵的强度可靠；AB、填料函处于高压、高温下，应考虑减压和降温；C、如采用端吸式悬臂泵时，由于轴向推力大，要求轴承可靠4、凝结水泵 A、对泵的汽蚀性要求高，常采用加诱导轮或加大叶轮入口直径和宽度的方法改善泵的汽蚀性能 B泵运转易发生汽蚀，过流部件有时采用耐汽蚀的材料（如硬质合金、磷青铜等）3、填料函处于负压下工作，应防止空气侵入油泵6.耐腐蚀泵第三章泵的汽蚀汽蚀现象及其危害第一节1、汽蚀现象液体在一定温度下，由于某种原因使泵的进口处的压力低于液体在该温度下的汽化压力（即饱和蒸汽压），液体开始汽化而

12、产生汽泡，并随液流入高压区时，汽泡破裂，周围液 体迅速填充原汽泡空穴，产生水力冲击。这种汽泡的产生、发展和破裂现象就称为汽蚀。2、汽蚀危害性（1）汽泡破裂时，液体质点互相冲击，产生 600-25000HZ 的噪声及机组振动，两者相互激励使泵产生强烈振动，即汽蚀供振现象；（2）过流部件剥蚀及腐蚀破坏；（3）泵性能突然下降。3、汽蚀发生的部位和腐蚀破坏的部位汽蚀发生的部位在叶轮进口处，或是液体高速流动的地方，腐蚀破坏的部位常在叶轮出口或压水室出口处。汽蚀的参数第二节 1、汽蚀余量 NPSH泵吸入口处单位质量液体超过液体汽化压力的富余能量（以米液柱计），称汽蚀余量，其值等于从基准面算起的泵吸入口的总

13、吸入水头（绝对压力，以米液柱计）减去该液体的汽化压力（绝对压力，以米液柱计） ，即：2Up psvsNPSH=-+pg 2gpgpa;从基准面算起的泵吸入口压力，p式中sPa;液体在该温度下的汽化压力，pvm/s;u 泵吸入口平均流速，sp液体密度，kg/m2 基准面按以下两种原则取定位置：基准面为通过叶轮叶片进口的外端所描绘的圆绘的圆标准，ISO） （1、 GB 标准规定的中心的水平面。对于多级泵以第一级叶轮为基准，对于立式双吸泵以上部叶片为基准。7.（2 ）、API 标准规定 对卧式泵，其基准面是泵轴中心线；对立式管道泵，其基准面是泵吸入口中心线，对其它立式泵，其基准面是基础的顶面。2、装

14、置汽蚀余量 NPSHa由泵装置系统（以液体在额定流量和正常泵送温度下为准）确定的气蚀余量，称装置汽蚀余量，也称为有效汽蚀余量或可用汽蚀余量（以米液柱计），其大小由吸液管路系统的参数和管路中流量所决定，而与泵的结构无关。3、必需汽蚀余量 NPSHr由泵厂根据试验（通常用20C的清水在额定流量下测定）确定的汽蚀余量，称泵的必需汽蚀余量（以米液柱计）。必需汽蚀余量在吸入法兰处测定并换到基准面。在比较NPSHa 和 NPSHr 值时应注意基准面是否一致，如不一致应换算至同一基准面。4、吸上真空度 H吸上真空度 H。是从泵基准面算起的泵吸入口的真空度（以米液柱计），也称吸上真空高度。国内老式样本以吸上真

15、空度反映泵的汽蚀性能，现该指标已淘汰。H 与 NPSHr 值的换算按下式：NPSHr=10-H5、泵的安装高度 s泵的安装高度 s 也称泵的吸液高度，是指泵的基准面至吸入液面之间的高度差。6、汽蚀曲线NPSHa 和 NPSHr 均随流量的变化而变化。一般NPSHr 随流量的增加而增大，而NPSHa则随流量的增加而减小。泵厂提供的泵性能曲级上一般应有NPSHr-Q 曲线。7、离心泵的 NPSHa 安全裕量 S为确保不发生汽蚀，离心泵的NPSHa 必需有一个安全裕量 S,满足 NPSHa-NPSHPS。对于一般的离心泵，S 取 0.6-1.0m。但是对于一些特殊用途或条件下使用的离心泵，S 值需按

16、表 2-19 取定。8、汽蚀比转数 C汽蚀比转数是泵在最佳工况下泵的吸入特性参数：5.62nVQ=C- NPSHr泵的转速，nr/min 式中31/2Q）双吸为一泵的额定流量，Qm/s（8.防止汽蚀产生的方法第三节方法川优点缺点备夹渣2注、降低泵的安装 高度 1 （提取高 液面位置或降 低泵的安装位 置）灌方式 2、减小吸入管路 的阻力，着色渗透探伤炎： 焊接件铸 件IVV可选用效率此法最好冷铁和型心撑1 疏松度1增加安装费用且方便，建议较高，维修方焊缝1，必要时采 用倒尽可能米用便的泵需符合ASME 规范第V篇，第 6条规定的检验方法。验收标准ASME规范第忸篇、第ASME 规范第忸篇、第可

17、改进吸入增加投资费用 1 分篇附录 8 I 分篇附录 7如加大管径、减 少管路附件、 买底阀、弯管、 闸阀等方采3、增加一台升 压泵取的 方 4、降低泵送液体温度，法 以降低气化压 力 5、避免在进 口管路采用项目规定有观察、 目睹和非目睹 三种检验方式， 用户可以任意 选疋其中一种1、观察试验日 期是指制造厂 在安排生产计 划时已排定的时间。用户如果条件，节约能（指管径放大）耗内容未按指定时间 到达现场，制造 厂可以不等候 用户代表，照常 进行试验，并可 进行计划中的 下一道工序的 工作。 2、目睹 试验用户人员到场一起参加 试验或检查。对 于泵的机械运 转试验和水力 性能试验，制造厂通常在

18、用户 代表到达现场 之前需要先进 行一次试验，待 试验合格后，再邀请用户代表 b、对于铸铁件 的检查需符合 上述的磁粉探伤、着色探伤的 各项要求 3、机 械检验如果用 户要求，制造厂 可以向用户提供该设备和所 有管路及附件 的清洁程度，零 件、焊缝或热影 响区的硬度在允许范围内0.79MPa 规可降低主泵增加设备和管路在试验（或 检查）之前， 制造厂需事 先通知用户 具体试验日 期，该 1、承受内压的 零件需采用价格，提高主维修量增大泵效率可选用效率1.5 倍最大允许工作压力进行水压试验这种试验(或 检查)是制 造厂在生产 计划中排定 的，且必须要有 2、轴 承、填料箱、 支架的冷却 室，油冷

19、却 器和密封器 的冷却通常采用压力 进行水压试 验 3、双层 壳体泵、卧 式多级泵和其它特殊设 计泵可以分 段，每段按 适当的较高，维修方需增加冷却系统便的泵避免局部阻阀节流力损失、在流量、扬程相冋情6 有时也可考虑 NPSHr 况下，米用双吸泵，其米用 值小、提高流道表面光洁度，1 经常采用方法简单加工成本上升对流道进行打磨和清理卖回流的可能性增方、加大叶轮进口处直长，2 大，不利于稳定运一般很少采用方法简单以降低进口流速采转取同样的流量、扬的程下，低速泵价格一般较少采用、降低泵的转速 3 简单易行方高、效率低法泵的最大工作范经常采用简单易行、在泵进口增加诱导轮 4 围有所缩小到场后再进行下

20、一次重复前次的试验。检 3、非目睹试验指用户代表可以不在现场的情况下，制造厂自行试验或检查(1)卖方应将下列资料至少保留5 年，以备用户代表查询；a、材料证书，如钢厂的试验报告(材料成分、力学试验结果)验 b、材料清单上各项采购技术规范c 证明已经达到技术规范要求的试验资料d 试验结果和检查结果的书面资料方 e 装配后的维护和运转间隙。(2 )材料检验压力进行试验4、对于输送高温介质的泵，试验压力需乘以室温下材料的许用应力除以水 运转温度下的材料许用应用，做为水压试验的压力。定压 5、对于奥氏体不锈钢制的泵类设备，水压试验和液体含氯量不允许超过50ppm 试 6、水压试验时间不少于30min，

21、大型和重型铸件可以要求更长的试验时试间验 7、如果泵的使用条件或材料符合下列任何一项者，买方可以规定水压试验的液体需加入湿润剂，以减少表面张力验 a、泵送介质在泵送温度下相对密度小于0.7b 泵送温度高于 260 Cc 泵壳是从新模型或修改模型铸出的9.5、对叶片可调的混流泵、轴流泵，可采用调节叶片安经常采用装角度的方法泵的结构、6、过流部件采用耐汽蚀性能曲线均不的材料，如硬质合金、磷青材料成本上升 较少采用 变钢等铜、18-8、Cr-Ni第四章泵的检验与试验API610 标准规定一、检验项目.用户可规定对焊缝或材料需进行检验的项目：X 射线照相、超声波探伤、磁粉探法伤或着色渗透探伤检验a、对

22、一于焊缝、铸钢和锻件的检验 X 射线照相需符合 ASTME94 和 E142 规定的检验方法。焊接件的验收标准需符合 ASME 规范第忸篇，第 I 分篇的 UW-52 的要求，对铸件的验收标准需符合ASME 规范第忸篇，第 I 分篇附录 7 的要求需符合 ASME 规范第V篇、第 5 条规定的检验方法。验收标准为:10.铸件 ASM 规范，第忸篇，第 I 分篇、附录 7磁粉探伤对于湿粉或干粉探伤需符合ASTME709 规定的检验方法。验收标准为：焊接件ASME 规范第忸、第 1 分篇，附录6铸件需与 ASTME125 中标准照相图片相比较，对每种缺陷不应超过下列规定：种类缺陷最大严重程度I线性

23、断裂1n冷缩211.水力 1、 泵在额定转速和额定流 量下运转时，其性能允差如下：规性能工况 试验 额定扬额定点，%-20-152m +5-2关死点，% +10-10 +8153-305m 程允差额定功率允差+3 -2 305m+2 +4-8+5-5额定效率允差 2、 泵的水力性能 试验至少有纟头稳疋流量点、最小流量与额定流量之间的中间点、 额定流量点、5 个点的试 验数据，通常为 关死点、 最小连-0.5110%额定流量点。除非双方商定，否则试验 转速误差应在额定转速的泵在 水力性能试验其间应达到下列43C的条件 下，轴承箱用强 制润滑的油温3%以内、焊接件 ASME 第忸篇，第I 分篇、附

24、录 12-超声波探伤12.要求 1、轴承温度在规定的运转和环境温度为温升不高于 28C，轴承岀口油温 不高于需特殊考虑。轴承箱用油 环润滑或飞溅润滑的油温需低 于17C。如果入 口油温高于82C49C，设计时泵在上述轴承温度极限范围内， 应能保证正常运转2、振动泵在额定转速和（90%-110%方还可 以规定增加其它流量点下的振 动测定值作为验收指标。）额定流量作水 力性能试验时 测定振动值。买疋试验运对于装有滚动轴承的泵，在 轴承室上垂直于轴测得未滤波 振动值不应超过下图所示的速 度值或位移值，取其中较大值。 转对于装有滑动轴承的泵，在轴上 测得未滤波振动值不应超过下 图 度值或位移值，取其中

25、较大 值试对于采用刚性联轴器的立 式泵，需在电动机的上轴承室测 出振动值。对于 采用弹性联轴器的立式泵，其振动值需在泵上 轴承室测得b 所示速验转速 n 1800r/mi n 分别见图时，装有滚动 轴承或装有滑 动轴承的泵，振 动允许值nW1800r/min 转速装有滑动轴 承的泵，允许振动速度按式（u=n /2000时，装滚动轴 承的泵，允许振 动速度按式（)计算 2 (1)。1）计算o.7u=（n/6400）（2）u峰值振动速度，in/s 式中转速，r/minn作为+0%必需汽蚀余量允差：，应以扬程（多级泵为第一级扬程）下跌3%自 汽蚀 性能判断标志；对于多级泵，用总扬程除以离心泵叶轮级数，即得近似的第一选余量级扬程。试4 点：最小连续稳