离心泵与轴封装置操作要领维修及故障排除

離心泵與軸封操作維修及故障排除

高廠修護組轉動機械課田開華

1前言:

泵浦在煉油石化工廠，是一項非常重要的設備，是輸送各樣原料、油料的原動力，如果泵浦有故障情況出現，可能會造成工廠停爐，損失將很慘重，如何避免這種情況出現，除了維修人員須將故障原因徹底排除外，操作人員亦須依標準操作程序來開、停俥，平時的巡檢也要確實，大家一起合作，發揮團隊精神，才能共創雙贏局面。

2

臥式單段離心泵3

二.基本原理

離心泵，顧名思義，就是利用離心力作用

的泵浦，以圓形途徑的運動力量產生離心力，使

液體遠離它所運動的圓形物體中心。利用馬達或

汽輪機的旋轉運動，帶動在離心泵泵殼內的葉輪

產生旋轉，使通過葉輪中心進口的水，得到快速

旋轉運動而產生離心力，離心力會迫使水通過

葉輪的出水口，從泵殼流出，水流出之後，泵殼

內成了真空，大氣壓力會迫使水從泵殼的進口

端，繼續進入泵殼中，再經過葉輪的旋轉，一直

重複這樣的動作，水就可以繼續不斷的從出水口

流出，這就是離心泵的基本原理。

4三.主要基本構件：

1.

泵軸(shaft)

2.

葉輪(impeller)

3.

泵殼與軸承箱(casingandbearinghousing)

4.

軸承(bearing)

5.

機械軸封(mechanicalseal)

6.

聯軸器(coupling)

5

臥式單段離心泵-16

臥式單段離心泵圖形7

1.

泵軸：

泵軸是泵浦帶動旋轉的主要元件，由於機械軸封

及聯軸器等均安裝在泵軸上，靠聯軸器與馬達或汽輪

機的聯軸器連接，產生同步旋轉，因此泵軸的製作非

常重要，必須要考慮到：材質的選擇、調質處理與表

面硬化、尺寸的精準度、加工後的直度。

(標準值為0.05mmTIR以內)。TotalIndicatorReading

8

泵軸(shaft)9

2.葉輪：

葉輪是泵浦的心臟，泵浦就是靠葉輪旋轉，

將液體以其圓周速度旋轉產生速度能，經渦殼

轉換為壓力能。離心泵浦的流量與壓力大小，

是由葉輪的形狀、大小及轉速來決定。葉輪安

裝前，要做動平衡校正，標準值依ISO規定G6.3

級以內為合格。

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葉輪(impeller)11

單吸口式葉輪12

葉輪有平衡孔13

雙吸口式葉輪

14

泵軸(shaft)與葉輪組合後稱為

轉子(rotor)準備作動平衡校正

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泵軸與葉輪(轉子)16

雙吸口式泵浦-117

雙吸口式泵浦-218

封閉式葉輪：

封閉式葉輪在進口端再加裝耐磨環(wearingring)，則其流量之漏 損可降至最低，對於泵浦效率可以提高很多，因此封閉式葉輪適用 於泵送一般液體，使用亦最廣泛。通常於葉輪與泵殼間，各裝有一 個耐磨環(wearingring)兩者之間要有適度的間隙，間隙的多少，除依製 造廠家規定外，亦可參考美國石油協會(API)的規定。若間隙過大， 漏損量會增加，泵出的流量就會減少，但若間隙過小，則兩耐磨環 易產生磨擦，甚至卡死，因此如何選擇確定間隙的多少

，非常重 要。另外材質、硬度的選擇及溫度因素亦要仔細考慮。

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封閉式葉輪：2021

3

.軸承箱(bearinghousing)

軸承箱(bearinghousing)是安裝徑向軸承及止推軸承的地方，注意公差尺寸及同心度。防止打滑及振動產生。在止推軸承端蓋，要保持0.05至0.20mm預留膨脹間隙。

3-1.填料函(stuffingbox)

是泵殼的一部分，是防止液體洩漏與氣體進入之處，亦是安裝機械軸封的地方。要注意喉頸軸套(throatbushing)與機械軸封軸套的尺寸間隙。22

轉子裝入軸承箱23

泵殼casing24

填料函25

4.軸承：

離心泵的軸承分為：

1.徑向軸承：一般為深溝滾珠軸承，

以6為字頭的軸承。如6311、6214等。

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2.止推軸承：為斜角滾珠軸承，

以7為字頭的軸承。如7311、7312、7313等。27軸承安裝前須先檢查軸承是否完好，軸承的安裝，不可以敲打方式安裝，以電力加熱方式安裝為宜，溫度勿超過110℃，安裝前，要注意軸承內徑與泵軸，外徑與軸承箱的公差尺寸，及各種組配方式。組配方式依泵浦說明書建議方式為準

一般止推軸承以背對背方式組配28

軸承與泵軸組裝29

5.機械軸封：

機械軸封最主要的目的是密封液體，並且防

止泵送的液體產生洩漏，造成污染及危險。

機械軸封的基本組件有：軸封法蘭、軸套、

轉動環、固定環、保持器、密封元件。

組裝機械軸封，首重清潔，並注意測量轉動

環與固定環間的壓縮量，一般約為3-5mm。

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機械軸封(mechanicalseal)31

軸封法蘭32

機械軸封組件33

機械軸封BellowType34

6.聯軸器：

聯軸器是將泵浦軸與馬達軸，接合在一起，傳送馬達的動力，帶動泵浦運轉的一個元件，聯軸器的選擇，必須考慮到額定的扭力能量，

調節兩軸的不對準誤差(misalignment)，即要求兩軸必須完全對準(alignment)，且幾乎完全同心才可以，平行度與角度偏差應在0.05㎜TIR以內。由於有不對準的存在以前使用的齒輪式聯軸器(gearcoupling)不對準誤差大已漸漸淘汰，可橈性聯軸器(flexibledisccoupling)是最佳選擇，可橈性聯軸器的釸鋼片(disc)來吸收不對準的誤差，減少振動源。若釸鋼片有損壞，就是警訊，必須檢查不對準的誤差是否過大，或是泵浦、馬達過緊造成。

35

聯軸器(coupling)

36

聯軸器37

馬達與泵浦及聯軸器組合38

聯軸器釸鋼片39

四.油杯的作用：

油杯的目的為能適時自動補充潤滑油。

軸承安裝軸承箱內，必須添加適質、適量的

潤滑油來潤滑軸承，本廠一般使用R-68潤滑

油，軸承常因潤滑油有減少或不夠時，會因

油量不足而燒毀，除會損壞泵浦外，更有可

能造成工安事件，不能輕忽之，因此安裝油

杯，使用油杯內的油量，來適時自動補充潤

滑油，若油杯的油位調整不適當，或油管有

堵塞時，則無法發揮油杯的功能，如何調整

油杯的油位，如下：

4041

油位圖42

油位太低或失油慘狀一43

失油慘狀二44

失油慘狀三45

五.泵浦的操作：

1.先將軸承箱加入適質、適量的潤滑油，一般使用R68循環機油，

油杯、油量需清晰可見，油量保持八分滿為宜。

2.檢查各項冷卻水、沖洗油、密封蒸汽是否已打開。

3.確認馬達轉向在正確方向。

4.先慢慢打開進口閥，讓泵液進入泵殼內，再打開排氣閥，排氣

閥在出口管線上任何點，將泵殼內空氣完全排出，看到泵液流

出後，關閉排氣閥，再將進口閥完全打開。並打開出口閥1至2轉。

5.啟動馬達或汽輪機。

6.迅速打開出口閥，不可讓泵浦在出口閥關閉下，長時間運轉，並

立即察看流量、壓力是否正常穩定，若有不正常，立即停車檢查。

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7.軸承溫度，以不超過82C為宜，並測振動值以8mmsec以下為宜。

8.運轉後及平時巡檢，都要查看泵浦的機械軸封是否有洩漏，軸承

的溫度及振動值是否合格，出口壓力表指針是否穩定，以及是否

有異聲及潤滑油是否足夠或變質，若有不正常，應立即停車檢查

，並作應變處理，不要勉強繼續使用，易造成更大故障情況。

9.若泵浦是由汽輪機帶動，可以升降轉速來調整流量；若是由馬達帶

動，可以關小出口閥來調整流量，或配一旁路以導出泵液，以避免

泵浦過熱或泵液產生汽化現象。

10.泵浦停車後，須先關出口閥，再立刻關進口閥，最好加裝止迴閥， 以避免泵液倒灌，造成泵浦反轉，反轉易造成泵浦損壞。

11.欲泵浦操作順利有四要1.要有充足泵液2.起動前泵殼內的空氣要完

全排出3.軸承箱要有適質、適量的潤滑油4.要勤清進口濾網。

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六.故障原因及排除：

1.機械軸封洩漏：（約佔70﹪）

1-1檢查軸封法蘭。

1-2檢查軸套。

1-3更換全套機械軸封或部份配件。

1-4檢查或更換軸封法蘭墊圈。

1-5檢查沖洗油管是否堵塞。

1-6檢查密封蒸汽管是否打開。

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2.振動：（約佔5﹪）

2-1基礎不堅實或管線變形或螺絲未鎖緊。

2-2

聯軸器故障。

2-3兩軸不對準。

2-4

泵軸直度超出標準值。

2-5

葉輪破損或有雜物，產生不平衡。

2-6

軸承鬆動或損壞。

2-7

有旋渦真空現象(cavitation)。

2-8進口濾網堵塞或進口量不足。

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3.量不足或無量：（約佔5﹪）

3-1泵內空氣未排盡。

3-2轉向錯誤。

3-3進口量不足。

3-4進口濾網堵塞。

3-5葉輪鬆脫或有堵塞。

3-6葉輪耐磨環磨損過多。

3-7旁路(bypass)被打開。

3-8泵液有汽化現象。

3-9轉速不足。

3-10相同進口，被另一台吸走。

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4.出口壓力不足：（約佔5﹪）

4­1泵內空氣未排盡。

4-2轉向錯誤。

4-3進口量不足

4-4進口濾網堵塞。

4-5葉輪鬆脫或有堵塞。

4-6葉輪耐磨環磨損過多。

4-7泵液有汽化現象。

4­8轉速不足。

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5.軸承故障：（約佔5﹪）

5-1使用潤滑油號別不合規定。

5-2潤滑油油量過少或含有水分。

5-3軸承與軸承箱公差尺寸太緊。

5-4軸承箱兩端軸承的同心度不對。

5-5兩軸不對準。

5-6空氣透氣口有堵塞。

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6.異聲：（約佔5﹪）

6-1軸承鬆動或損壞。

6-2檔油環鬆脫。

6-3葉輪耐磨環鬆脫或磨擦。

6-4有旋渦真空現象cavitation)。

7.馬達易跳車：（約佔5﹪）

7-1馬達或M.C.C.故障。

7-2泵浦軸承損壞。

7-3泵殼內有機件鬆脫或損壞。

7-4泵殼內有雜物卡住葉輪。53七.檢修時應注意事項：

1.

檢修前應知所有故障情形，一併檢修。2.

拆卸泵浦時，應檢視滑油狀況，以判斷軸承是否正常。3.通知操作人員清潔進口濾網。4.檢視故障配件，研判故障原因。5.若有更換軸承，必須清洗軸承箱。6.組裝及安裝後，要用手慢慢轉動，以檢視是否有鬆緊或卡住。7.螺絲鎖緊應注意扭力值。54

八.維修人員的檢修觀念：

維修人員檢修泵浦，就如同醫生看診病人，但病人可將病狀告訴醫生，因而可對症下藥，然而，泵浦卻無法將症狀告訴維修人員，只能出現徵兆來表達，如：洩漏、振動、異聲、無量….等，因此，當有徵兆出現時，應立即停俥檢修，不可有等到用壞了再修的觀念，（操作人員亦要有這種觀念），否則很容易將原本簡單的小修工作，變成複雜的大修工作，除增加自己的工作量外，維修成本亦會增加不少。

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維修人員對於故障原因的研判，除要檢視

損壞的備件外，亦要研判可能造成的原因，

才能徹底解決故障的原因，否則只是更換備

件，故障原因未察，故障情形仍會不斷發生

，修不勝修，耗工耗材。泵浦是轉動機械的

一種，組裝及安裝中，要時常用手慢慢轉動

，以檢視是否有鬆緊現象，可立即重新檢修。

檢修工作看似粗魯黑手工作，其實是粗中帶細的

精密工作，不但尺寸要精準，注重清潔，安裝要 有技巧，除要依標準作業程序施工外，還要有一次

就要完全修好的觀念，修的好比修的快還重要。

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檢修工作看似粗魯的黑手工作，其實是粗中帶細的精密工作，不但尺寸要精準，注重清潔，而且安裝還要有技巧，除要依作業標除準程序（SOP）施工外，還要有一次就要完全修好的觀念，提昇檢修品質，修的好比修的快還重要。

THEEND

57第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性