离心泵(催化裂化)

1、2011集团公司强化比武培训集团公司强化比武培训流体输送设备流体输送设备刘冬琪202022-4-192泵及其分类离心泵工作原理离心泵构造离心泵的主要特性工作点和流量调节主要内容主要内容 气蚀现象和安装高度机泵的润滑机泵的型号其它类型泵202022-4-193第一部分第一部分 泵及其分类泵及其分类 定义二定义二：是用来输送液体并直接给液体增加：是用来输送液体并直接给液体增加能量的机械设备。能量的机械设备。v 泵的定义泵的定义定义一定义一：一种将原动机的机械能转化成被输：一种将原动机的机械能转化成被输 送液体的压力能与动能的机器。送液体的压力能与动能的机器。202022-4-194v 泵的分类 根

2、据根据工作原理工作原理：容积泵、叶片泵、流体作用泵。：容积泵、叶片泵、流体作用泵。 容积泵：对液体的压送靠泵体工作容积的改变来完成。容积泵：对液体的压送靠泵体工作容积的改变来完成。 例如：往复泵、螺杆泵、齿轮泵等例如：往复泵、螺杆泵、齿轮泵等 叶片泵：对液体的压送靠叶片的叶轮高速旋转来完成。叶片泵：对液体的压送靠叶片的叶轮高速旋转来完成。 例如：离心泵、轴流泵、旋涡泵等例如：离心泵、轴流泵、旋涡泵等 流体作用泵：是利用一种流体的作用，产生压力或真流体作用泵：是利用一种流体的作用，产生压力或真 空，从而达到输送另一种流体的目的。空，从而达到输送另一种流体的目的。 例如：喷射泵、酸蛋例如：喷射泵、

3、酸蛋 202022-4-195根据根据输送介质输送介质：水泵、油泵、酸泵、碱泵。：水泵、油泵、酸泵、碱泵。根据根据原动机原动机：蒸汽泵、电动泵：蒸汽泵、电动泵v 泵的分类202022-4-196第二部分 离心泵的工作原理 v 离心泵的工作原理排液原理 吸液原理 202022-4-197 在开泵之前，泵内首先充满液体。启动后，叶轮带动液体高速旋转，在离心力的作用下，液体被从叶轮中心被甩向边缘，动能增加，当液体进入泵壳之后，由于蜗壳形的通道逐渐扩大，流速逐渐降低，一部分动能转化为静压能。于是液体以较高的压强被压出，与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成低压区，与吸入液体的压力形成压差，在压差的作

4、用下，液体被吸入，由于离心泵不停旋转，液体就被源源不断的吸入和排出。202022-4-198小组讨论202022-4-199 当离心泵启动时，若泵内，没有充满液体而存在大量的空气，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力很小，因而叶轮中心处形成的低压不足吸上液体，这就是气缚现象。说明离心泵没有自吸能力。 启启 示示离心泵启动前必须罐泵 202022-4-19101. 离心泵主要依靠叶轮的高速旋转产生()使液体提高压力而径向流出叶轮。 A、离心力 B、离心力和轴向力 C、轴向力 D、切向力2. 液体在离心泵的后弯式叶轮流动时，其出口相对速度比入口相对速度 ()。 A、低 B、同等

5、C、高 D、相等或高AA202022-4-19111. ( )离心泵主要依靠叶轮的高速旋转使液体获得压力能和动能，并通过转能装置将大部分动能转化压力能。答案：正确答案：离心泵的工作流程是先经过叶轮，再经过扩压管（泵体），最后经过压液室而排出泵外。答案：2. ( )液体在离心泵的工作流程是先经过叶轮，再经过压液室，最后经过扩压管（泵体）而排出泵外。202022-4-1912v传动装置第三部分 离心泵的构造v 叶轮（主要作功部件）v泵壳（蜗壳形的通道）v密封装置v平衡装置202022-4-1913v 叶叶 轮轮 作用：离心泵中传递能量部件，通过它将原动机作用：离心泵中传递能量部件，通过它将原动机

6、传来的机械能转变为液体的静压能和动能。传来的机械能转变为液体的静压能和动能。 分类分类开开 式式半闭式半闭式闭闭 式式202022-4-1914v 叶叶 轮轮按吸液方式不同按吸液方式不同单单 吸吸双双 吸吸按叶轮数目不同按叶轮数目不同单单 级级多多 级级202022-4-1915单级单吸离心泵单级单吸离心泵多级离心泵多级离心泵多级离心泵外观多级离心泵外观单级双吸离心泵单级双吸离心泵202022-4-1916v 泵 壳 作 用：将液体导向下一级叶轮或送入排 出管路，同时使甩出的液体的部 分动能有效地转化为静压能。 导叶轮：可以使高速旋转的液体在通过导 叶轮时，均匀而缓和地将部分动 能转化为静压能

7、，使能量损失减 小到最低程度（导轮）。202022-4-1917叶轮吸入口的外园与泵壳内壁的接缝处。此处的 泄露称为内泄露内泄露会使泵的容积效率降低， 同时影响泵的吸入性能。泵轴与泵体之间的密封，此处的泄露称为外泄露。 当泵内为负压时，空气进入泵内；当泵内为正压 时，介质漏出泵外。填料密封 v 密封装置 机械密封密封环轴封202022-4-1918202022-4-1919填料密封填料密封 寿命短，维修工作量比较大；功率损失比较大；密封性能较差，故不适于输送易 燃、易爆、有毒和贵重的液体。组 成 缺 点填料函壳、软填料和填料压盖。优点结构简单,便于检修202022-4-1920填料密封2020

8、22-4-1921机械密封（端面密封机械密封（端面密封） q定义定义：由至少一对垂直于旋转轴线的端 面在流体压力和补偿机构的弹力 (或磁力)的作用以及辅助密封的 配合下，保持贴合并相对滑动而 构成的防止流体泄漏的装置。 202022-4-1922机械密封（端面密封机械密封（端面密封） q组成：安装在轴上随轴旋转的动环和固 定在泵壳上的静环；由弹簧元件 为主要零件的缓冲补偿机构;辅助 密封圈;带动动环随轴一起回转的 传动机构.202022-4-1923机械密封202022-4-1924q优 点密封性能好，结构紧凑密封性能好，结构紧凑消耗功率低，使用寿命长消耗功率低，使用寿命长q缺点零件加工要求高

9、，成本高零件加工要求高，成本高装卸和更换不便装卸和更换不便机械密封（端面密封机械密封（端面密封） 202022-4-1925q 端面比压端面比压 定义：动环和静环密封面单位面积上的定义：动环和静环密封面单位面积上的 作用力。作用力。 影响因素：结构形式（密封端面影响因素：结构形式（密封端面 的内园的内园 和外圆直径）、弹簧大小和液和外圆直径）、弹簧大小和液 体压力有关。体压力有关。 符号：用符号：用“pg” 表示 202022-4-1926q 机械密封分类1、平衡型和非平衡型 平衡型：液体压力对端面比压影响较小， 比 较适合输送高压力的液体 （0.84Mpa）。 非平衡型：液体压力对端面比压影

10、响较 大，比 较适合输送低压力的液 体（低于0.7Mpa）。202022-4-19272 2、内装式和外装式、内装式和外装式 内装式：把弹簧置于工作介质以内。 比 较适合输送高压力的液体 外装式：把弹簧置于工作介质以外。 比 较适合输送低压力的液体202022-4-19283 3、单弹簧和多弹簧、单弹簧和多弹簧 单弹簧：仅有一根大弹簧与轴同心安装。 耐腐蚀性强，大轴径时但均匀 性较差，在高速下使用容易变形。 多弹簧：由数根小弹簧沿圆周均匀布置。 耐腐蚀程度较差，大轴径时但均 匀性较 好，在高速下使用不容易 变形。202022-4-19294 4、单端面式和双端面式、单端面式和双端面式 单端面式

11、：密封机构中仅有一对摩擦副。单端面式：密封机构中仅有一对摩擦副。 双端面式：密封机构中有两对摩擦副。两双端面式：密封机构中有两对摩擦副。两 对摩擦副背对背放置，中间有对摩擦副背对背放置，中间有 封液入口封液入口。 多多端面式端面式：密封机构中有密封机构中有多多对摩擦副。对摩擦副。202022-4-1930冲洗作用冲洗作用q 机械密封的循环保护系统冲洗1、带走密封腔中机械密封的摩擦热，以降低密封端面温度，保证密封端面上液膜的稳定。2、阻止固定杂质和油焦淤积于密封腔中，使密封能在良好、稳定的工作环境中工作，并减少磨损和密封零件实效的可能。202022-4-1931 外冲洗：由于泵本身输送的介质粘度

12、和 重度大，从外面引入较干净的介质进入泵内。 自冲洗：利用泵本身输送的介质经机械密封压盖上的小孔打入密封腔内，与泵的介质混合。循环冲洗：从外面引来的冲洗油进入密封腔内，由一根专用管线引出，经冷却过滤后进入密封腔。冲洗类型冲洗类型202022-4-1932离心泵产生轴离心泵产生轴向力的原因？向力的原因？202022-4-1933q轴向力的危害电机的负荷增大；严重时会引起叶轮与泵壳接触，发生振动和磨损。q轴向力的平衡方法单级泵单级泵多级泵多级泵开平衡孔；开平衡孔；采用双吸式叶轮；采用双吸式叶轮；采用平衡管。采用平衡管。叶轮对称安装；叶轮对称安装；采用平衡鼓加平衡管；采用平衡鼓加平衡管；采用平衡盘加

13、平衡管。采用平衡盘加平衡管。平衡装置平衡装置 202022-4-1934第四部分 离心泵的主要特性v主要性能参数定义定义：单位时间里排出的液体体积。(Q)单位单位 ：m3/h、l/s、 m3/s 流流 量量影响因素影响因素：流量与结构、尺寸、转速以及密封装置的可靠程度有关。202022-4-1935 扬 程定义：指离心泵对于单位重量的液体所提供的定义：指离心泵对于单位重量的液体所提供的能量，又称压头。能量，又称压头。(H)(H)单位：单位：(m)(m)米液柱米液柱影响因素：扬程与结构、转速以及流量有关。影响因素：扬程与结构、转速以及流量有关。对于同一台泵，在转速和正常工作范围之内，对于同一台泵

14、，在转速和正常工作范围之内，流量增加，扬程降低。流量增加，扬程降低。H=(z2- z1)+(u22- u12 )/2g + (p2- p1) /g +h损202022-4-1936 轴功率轴功率：单位时间内电动机传给泵的功率动机传给泵的功率(N轴轴) 单单 位位：J/SJ/S或或w w、kwkw 功 率 和 效 率电动机电动机(N电电)离心泵离心泵(N轴轴)液体液体(Ne)叶轮叶轮轴轴202022-4-1937有效功率有效功率：单位时间内液体经泵所实际 得到的功。(Ne) 单单 位位：J/S或w、kw 计 算：Ne =QHg (w) Ne = QH /102 (kw)Q:m3/s ; H:m

15、; :/m3202022-4-1938为什么轴功率大于有效功率？流量损失：泵在运行中不严密，产生漏损。（容积损失）水利损失：泵在运行中，液体与泵体之间以及液体相互之间产生摩擦损失。机械损失：各机件之间摩擦损失。202022-4-1939容积效率容积效率：实际流量Q与理论流量QT之比，用来衡量离心泵泄露的大小。（v ）QT：指不考虑泵的转动部分和静止部分之间的间隙所造成的流量损失时的流量。 v = Q / QT 100%202022-4-1940水力效率水力效率：有效扬程H与理论扬程HT之比，用来衡量流动损失所占比例。（h ）HT：指不考虑泵内液体流动的能力损失，液体获得的扬程。h = H /

16、HT 100%202022-4-1941机械效率机械效率：水利功率Ni与轴功率N轴之比，用来衡量机械摩擦损失的大小。（i ）Ni ：离心泵的水利功率是指单位时间内泵的叶轮给出的能量。 Ni =QTHTg (w) i = Nh / N轴100%202022-4-1942效率效率：有效功率与轴功率之比,又称为泵的总效率。（ ）影响因素影响因素：效率与泵的大小、类型及加工状况有关。一般离心泵的效率为50%70%，大泵可以达到90%。 = Ne /N轴100%= v h iN电=（1.11.2)N轴 K= 1.11.2202022-4-1943某离心泵流量为120 m3/h，扬程为60米，所输送介质的

17、密度为860kg/m3，泵的效率为53%，求该泵的轴功率，如 k=1.1，则应选择多大功率的电动机。Ne =QHg=120/360060 860 9.81 =16873.2w=16.87kw = Ne /N轴100%N轴= Ne /=16.87/0.53=31.84kw N电=1.1 N轴=1.1 31.84=35.02kw举例202022-4-1944某台柴油离心泵的理论扬程为68m，实际扬程为60m，理论流量为180 m3/h，实际流量为160 m3/h，柴油重度为860kg/ m3，试求该台柴油离心泵的有效功率？ 举例202022-4-1945已知已知:H=68m:H=68m，H=60m

18、H=60m，Q=180 mQ=180 m3 3/h/h，Q=160 mQ=160 m3 3/h/h， =860 kg/m=860 kg/m3 3， =73%=73%，求，求NeNe 解解: :（1 1）求水力效率）求水力效率 h h h h=H/H=H/HT T=60/68=60/68 100%=88.2%=88.2% （2 2）求容积效率）求容积效率 v v v v=Q/Q=Q/QT T=160/180=160/180100%=88.9%=88.9% （3 3）求水力功率）求水力功率N Ni i N Ni i=(Q=(QT T H HT T )/102=(0.05)/102=(0.05 68

19、68 860)/102= 28.7(KW)860)/102= 28.7(KW) （4 4）求有效功率）求有效功率 NeNe=N=Ni i h h v v =287 =287 88.2% 88.2% 88.9%= 22.50(kW) 88.9%= 22.50(kW)202022-4-1946 离心泵工作时，用来表示流量与 扬程、流量与功率、流量与效率等参数之间的关系曲线。v 离心泵的特性曲线v 离心泵的特性曲线202022-4-1947 QH 表明：扬程随 流量而变化，流量越 大，扬程越小。 QN表明：流量越大， 泵所需的功率 越大。 Q=0时，功率最小。 Q 表明：效率开始 随流量的增大而增大

20、， 当达到最高值后，随流 量的增大而减小。202022-4-1948v泵的特性参数与转速、叶轮直径的关系Q/Q, =n/n, H/H, =(n/n,)2 N/N, =(n/n,)3 Q/Q, =D/D, H/H, =(D/D,)2 N/N, =(D/D,)3v离心泵的特性参数与密度的关系 泵所输送液体粘度增加，能量损失增加，使泵的Q、H、都下降，而轴功率增大。v离心泵的特性参数与粘度的关系 泵所输送液体密度增加，泵的Q、H、都不变，而轴功率增大。202022-4-19491. 离心泵的理论扬程与叶轮直径大小成( )关系。 A、正比 B、反比 C、无关 D、平方2. 液体粘度越小，需要离心泵的轴

21、功率()，而与叶轮磨擦产生温度越低。 A、越大 B、越小 C、不变 D、不能确定 AB202022-4-19501. ( )离心泵的理论扬程与输送液体的密度有关。1351. ( )降低离心泵转速，其理论扬程减小。答案：正确答案：离心泵的理论扬程与输送液体的密度无关。答案：202022-4-1951第五部分 工作点和流量调节 管路的特性曲线与泵的特性曲线的交点。 v 管路的特性曲线 表示管路所需的外加压头与流量之间的关系曲线。v 离心泵的工作点202022-4-1952管路特性曲线泵的工作点如果工作点在泵的特性曲线上对应的效率比较高，则说明泵选择的合适。输送液体的量增大，管路要求泵提供的外加能量

22、越大。202022-4-1953切削叶轮：改变叶轮直径，实际上改变 泵的特性曲线v离心泵的调节节流调节：改变出口阀开度，从而改变 管路特性曲线。改变泵的转速：变速调节，实际上改变 泵的特性曲线。202022-4-1954并联：单台泵扬程足够，而流量不能满 足生产要求，可采用型相同的泵 进行并联。增加流量（Q并 2Q单）v 离心泵的串联和并联串联：单台泵流量足够，而扬程不能满 足生产要求，可采用型相同的泵 进行串联。增加扬程（H串2H单）202022-4-1955小组讨论气蚀现象是如气蚀现象是如何产生的？何产生的？202022-4-1956 离心泵叶轮入口处的压力较低，当此处的压力等于或小于此工

23、作温度下所输送液体的饱和蒸汽压时，液体就会沸腾，汽化而产生大量汽泡，同时这些汽泡随同液体流到叶轮内压力较高处，又凝结成液体而破裂，四周的液体以极大的速度冲向这个凝结空间，给泵造成冲击振动并发出噪音，在压力频率很高的液体质点连续冲击下，金属表面逐渐疲劳而破坏，这种现象就是汽蚀。v汽蚀原因第六部分 气蚀现象和安装高度202022-4-1957v气蚀现象的危害 1.使泵产生噪音和振动。2.缩短了叶轮的使用寿命。v 气蚀现象表示参数 允许汽蚀余量：它表示保证不发生汽蚀现象，泵入口处液体的液柱压强比操作温度下液体的液柱饱和蒸汽压强必须高出的最小余量。（ h允）油泵标出铭牌上标出的h允是在1atm、20

24、条件下，用清水测定，如果输送其它液体时 ， h允应校正。202022-4-1958 允许吸上真空度：泵入口处可达到的最 大真空度。（ Hs允）水泵标出 铭牌上标出的Hs允是在1atm、20 条件 下，用清水测定，如果输送其它液体时， Hs允应校正。 两者之间换算 Hs允=10- h允202022-4-1959v 离心泵的安装高度 Zs= Hs允hf吸-WR2/2gZs= P0/g Pt/gh允hf吸Zs= Zs (0.51)q理论安装高度 q实际安装高度 202022-4-1960q 对于挥发性较大的热油品，Zs可能是负值，这表 示泵的吸入口应比容器液面低Zs，所以为注入式， 因此油泵的进出口

25、都朝上。q 为了提高离心泵的吸入性能，确保不发生气蚀现 象，应尽量减少吸入管路阻力损失(hf吸)。所以 泵的吸入管径都比排出管径大，泵的位置尽量靠 近液源，以缩短吸入管的长度，同时吸入管线应 少拐弯，省去不必要的管件。结论202022-4-1961现有100Y60型油泵作为常压精馏塔塔顶回流管线用泵，回流罐离泵入口距离为10m，吸入管线阻力估算为hf吸=0.5m油柱，回流罐通大气，试核算此泵安装位置是否合适？ 已知工艺条件如下：回流汽油的温度为50， 50汽油的饱和蒸汽压强Pt=120kPa，密度为640/m3，该泵的h允=4.4m水柱，一般对于汽油、煤油和柴油h允可以不校正。举例202022

26、-4-1962举例一台泵吸入管口径为200mm，流量Q=7.78L/s，样本给定性能参数Hs允=3.6m ，估算h=0.5m，分别计算标准状态下和在拉萨地区从开式容器中抽送40C清水时的理论安装高度(已 知:拉萨地区大气压 P0=6.62mH2O，抽送液体温度下的饱和蒸汽压Pt=7355Pa， 40C下清水密度=992.2kg/m3 ;泵样本上给出的性能参数为标准大气压P0=10.33mH2O 和20C清水饱和蒸汽压Pt=0.24mH2O下测得的数值。） 202022-4-1963第七部分第七部分 机泵的润滑机泵的润滑v 摩 擦 一个物体沿着另一个物体表面滑动而受到阻力的现象，就叫做摩擦。v

27、润 滑 采用某些物质把两个摩擦面隔开，使摩擦面上的凸出部分之间不再发生碰撞或减轻碰撞，同时也消除了两个摩擦面间的分子间的吸引力的作用，从而减小了摩擦力，这个方法叫润滑。202022-4-1964v 润滑原理 摩擦面之间注入润滑油后，在一定条件下形成油膜，一个完整油膜有边界油膜和流动油膜两部分组成，于是这两个摩擦面之间的固体干摩擦就会被油膜内部油分子之间的摩擦所代替，由于后者的摩擦力远远小于前者，因而大大改善了机械的工作条件。202022-4-1965v润滑的作用润滑冷却冲洗密封减振保护卸菏v润滑油的管理制度大油桶小油桶油壶注油点 202022-4-1966第八部分 离心泵的型号按输送介质不同离

28、心泵可分为：清水泵 耐腐蚀泵 油泵等。 v 清水泵适用于输送水及性质与水相似液体。包括IS型、D型和S型。202022-4-1967IS100-65-200IS:单级单吸离心水泵100:吸入口直径为100mm65:排出口直径为65mm200:叶轮的名义直径是200mmv 清水泵-单级单吸202022-4-1968100D454100:吸入口直径为100mmD :多级离心泵代号45:每一级的额定扬程为45m4:泵的级数v 清水泵-多级离心泵202022-4-1969100S90A100:吸入口直径为100mmS :双吸式离心泵代号90:表示额定扬程为90mA:泵的叶轮经过一次切割v 清水泵-双吸

29、离心泵202022-4-1970v 耐腐蚀泵适用于输送酸、碱等腐蚀性液体的泵的总称。80FS2480:吸入口直径为80mmF:耐腐蚀泵代号S:材料代号（聚三氟氯乙烯塑料）24:额定扬程为24m202022-4-1971150YS-1502150:离心泵的吸入口直径(150mm)YS:双吸式离心油泵:三类材料(合金钢)150:单级额定扬程(150m)2:二级叶轮v 油泵油泵用来输送油类及石油产品的泵。202022-4-1972 根据输油的温度不同，采用三类材料类：铸铁(适用-20200，常称为冷油泵)类：铸钢(适用200400，常称为热油泵)类：合金钢(适用200400，耐中等硫腐蚀)150Y-60A A表示叶轮第一次切割 B表示叶轮第二次切割202022-4-19731. 关于50AYIII60 3A型离心油泵表达正确是()。 A、50表示泵出口直径50mm B、AY表示经过改造后的Y型离心泵 C、60表示三级扬程（mm） D、3表示3类材质 答案：B说明：AY 型离心油泵系列，是在 Y 型离心油泵