煤化工动设备知识

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泵按泵作用于液体原理分类

1、叶片式泵（动力式泵）

由泵内叶片在旋转时产生的离心力作用将液体连续的吸入并压出。叶片式泵包括离心泵、混流泵、轴流泵、部分流泵及旋涡泵。

2、容积式泵(正排量泵）

包括往复式泵和容积式泵。它们分别由泵内活塞作往复运动或转子作旋转运动而产生挤压作用将液体吸入并压出。前者排液过程是间歇的。常见的往复式泵有各种型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常见回转式泵有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、回转径向柱塞泵、回转轴向柱塞泵、滑片泵罗茨泵及液环泵等。

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3、其它类型泵

包括利用流体静压或流体流体动能来输送液体的流体动力泵。如喷射泵、空气升液器、水锤泵等。另外还有利用电磁力输送液体的电磁泵。按泵的用途分类

按泵的用途可分为进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等。按所适用的介质分类分为清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、碱泵、冷油泵、热油泵、低温泵等。第3页/共50页泵的基本参数流量Q（m3/h），扬程H（m），转速n(r/min),功率（轴功率和配用功率）P（kW），效率η（%），汽蚀余量（NPSH）r(m),进出口径φ（mm），叶轮直径D（mm）,泵重量W（kg）流量V:液体在泵出口截面的流量扬程He：每牛顿重量液体在泵出口截面具有的总机械能与在泵进口界面具有的总机械能的差值有效功率Ne：由流量及扬程算得的液体流过泵体所得的功率轴功率Na：外界输入泵的功率泵的功率：有效功率与轴功率之比第4页/共50页离心泵工作原理：被输送液体经吸入室进入泵内，并充满泵腔，原动机驱动轴带动叶轮旋转，叶轮的叶片带动被输送液体与叶轮一起旋转，在离心力的作用下，被输送液体由叶轮中心向叶轮边缘流动，其速度逐渐增大，在流出叶轮的瞬间其速度最大，然后进入蜗室，被输送液体速度逐步降低，将大部分动能转换为压力能，再经压力管进一步降低速度，被输送液体的压力继续升高，达到需要的压力后将液体压入泵的排出管路。当液体由叶轮中心流向叶轮边缘后，叶轮中心呈现低压状态，利用压差液体被吸入泵内。如此叶轮连续旋转完成液体输送。第5页/共50页

原理图当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。第6页/共50页

离心泵的种类一、按工作叶轮数目来分类

1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。

2、多级泵.：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。二、按工作压力来分类

1、低压泵：压力低于100米水柱；

2、中压泵：压力在100~650米水柱之间；

3、高压泵：压力高于650米水柱。第7页/共50页三、按叶轮进水方式来分类

1、单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；

2、双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。四、按泵壳结合缝形式来分类

1、水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。

2、垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。五、按泵轴位置来分类

1、卧式泵：泵轴位于水平位置。

2、立式泵：泵轴位于垂直位置。第8页/共50页

离心泵的结构第9页/共50页化学水处理第10页/共50页

叶轮叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能主要增加静压能。叶轮一般有6~12片后弯叶片。叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图所示。开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。有一个进水口的是单吸，可以从两面一起进水的为双吸。根据叶轮上叶片上的几何形状，可将叶片分为后弯、径向和前弯三种，由于后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能，故而被广泛采用。第11页/共50页叶轮第12页/共50页第13页/共50页第14页/共50页

泵壳

作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置

第15页/共50页第16页/共50页第17页/共50页激冷水泵第18页/共50页

轴封装置有填料密封和机械密封两种填料密封

填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。这就是填料密封的机理。显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。也就是说，要保持良好的润滑和适当的压紧。若润滑不良，或压得过紧都会使油膜中断，造成填料与轴之间出现干摩擦，最后导致烧轴和出现严重磨损。

第19页/共50页为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。

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机械密封机械密封机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。常用机械密封结构由静止环（静环）1、旋转环（动环）2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。第21页/共50页第22页/共50页第23页/共50页

离心泵的气蚀现象

泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，用（NPSH）r。吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

标准大气压能压管路真空高度10.33米。

第24页/共50页产生气蚀的原因：其吸入压力低于输送温度下液体的气化压力。引起离心泵吸入压力过低的因素如下：泵吸上的安装高度过高，关注泵的灌注头过低；泵送液体的温度高于规定温度；泵吸入管局部阻力过大；泵的运行工况点偏离额定点过多；闭式系统中的系统压力下降。第25页/共50页离心泵的特性曲线

离心泵的H、η

、N都与离心泵的Q有关，它们之间的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组关系曲线：第26页/共50页H～Q、η～Q、N～Q——离心泵的特性曲线注意：特性曲线随转速而变。各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点。1）H～Q曲线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外）2）N～Q曲线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保护电机。3）η～Q曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增大，效率便下降。第27页/共50页

双吸泵第28页/共50页

其他类型的泵往复泵：往复泵其构造主要是由泵缸、活塞及单向阀组成第29页/共50页单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞移至左端，则排液完毕，完成了一个工作循环，周而复始实现了送液目的。因此往复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。在一次工作循环中，吸液和排液各交替进行一次，其液体的输送是不连续的。活塞往复非等速，故流量有起伏。第30页/共50页主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。第31页/共50页齿轮泵齿轮泵也是正位移泵的一种，如图。泵壳内的两个齿相互啮合，按图中所示方向转动。在泵的吸入口，两个齿轮的齿向两侧拨开，形成低压将液体吸入。齿轮旋转时，液体封闭于齿穴和泵壳体之间，被强行压至排出端。在排出端两齿轮的齿相互合拢，形成高压将液体排出。齿轮泵产生较高的压头但流量小，用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的悬浮液。第32页/共50页第33页/共50页

螺杆泵：由泵壳和一根或几根螺杆构成。一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆排送液体。特点是压头高，效率高，噪音小。适于在高压下输送粘稠性液体。流量调节时用旁路(回流装置)调节。第34页/共50页第35页/共50页水环真空泵水环真空泵的工作原理，其外壳式圆形的，叶轮偏心安装，液环亦呈圆形，由相邻叶片、叶轮内筒及液面构成往复泵缸体。随着叶轮的转动，泵缸容积发生变化。水环真空泵可抽到600mmHg真空度。因通常泵内充水，故称为水环真空泵，如泵内充其他液体，则称为液体真空泵。第36页/共50页第37页/共50页喷射泵

它是利用文丘里管，在截面最小处流速最大，压强最小，压强最低处常用来抽吸气体。喷射泵内的流动流体一般为水或者水蒸气，其抽吸能力与水环真空泵相近，约可抽到600mmHg真空度左右。因其结构简单，，没有运动部件，操作可靠，只需一台泵运转即可，故具有较好的应用前景。第38页/共50页第39页/共50页计量泵：计量泵是可以调节流量、并可以对流量进行精确计量的泵类。计量泵主要用于化工、石油化工、医药、食品、日用化工、水处理等行业的生产中，定量输送各种液体物料。在化工生产中，常用于按要求的配比同时将增加了流量调节和计量系统，对结构和选材进行必要的改进，并提高制造精度，减少泵的内漏和外漏损失，保持流量稳定。计量泵多为容积式泵，因为在理论上容积式泵的流量与排出压力的变化（扬程）无关，易于计算。常用的计量泵有往复式和旋转式两大类。第40页/共50页往复式计量泵的输送部分称为泵头，按泵头的形式，往复式计量可分为柱塞式、隔膜式、隔罩式、隔套式和波纹管式。旋转式计量泵系由转子泵发展而成。由转子泵、减速器、和可调节转速的原动机组成。旋转式计量泵的输送部分称为泵头，按泵头的形式，旋转式计量可分为齿轮式、软管式。第41页/共50页无泄漏泵：无泄漏泵的主要类型及结构

无泄漏泵包括屏蔽泵、磁力泵、气动式隔膜泵、电磁泵等。根据工程习惯，本文所述无泄漏泵系指屏蔽泵和磁力泵，国外文献常称之为无轴封泵。屏蔽泵

在无泄漏泵中，屏蔽泵使用较广。屏蔽泵主要有泵体、叶轮、定子、转子、前后轴承及推力盘等组成，电机与泵合为一体，定、转子之间用非磁性薄壁材料制屏蔽套隔开，转子由前后轴承支承浸在输送介质中。定子绕组通电后，电磁能透过屏蔽套传入带动转子转动，进而带动叶轮输送介质第42页/共50页第43页/共50页磁力泵

磁力泵是通过分别装在泵轴和电机轴上的内、外磁转子所产生的磁力，将电机转矩传递给泵轴，进而带动叶轮输送介质。当电机旋转时，外磁转子