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1、 天赐湾输油首站交流课 授课人 邵小东 时间 2011 7 21 离心泵基础知识 目录 一 绪论二 泵的定义和作用三 离心泵的分类四 离心泵的工作原理五 离心泵的基本构造及其作用六 离心泵的性能参数七 离心泵的型号及选用八 离心泵的汽蚀及其危害九 离心泵的汽敷现象十 离心泵的基本操作及维护保养 一 绪论 绪论 泵是用来输送液体并提高其压力的设备 它能够将液体从低处送往高处 从低压升为高压 或者从一个地方送往另一个地方 作为液体输送设备 泵在国民经济的各个部门中得到了广泛的应用 如农业的灌溉和排涝 城市的供排水 热力发电厂的锅炉给水 原油长途输送等 在化工生产中 由于原料 半成品 成品大多是液体
2、 就需要用泵将它们从一个设备输送到另一个设备 或从一个车间输送到另一个车间 或从一个地方送往另一个地方 直至产品灌装出厂 均需提供工艺所需的压力和流量 泵是维持化工生产连续性的重要设备之一 泵的正常运转是保证生产正常进行的关键 如果泵发生了故障 就会影响生产 甚至使全厂处于停顿状态 如果把管路比作人体的血管 那么泵就好比是人体的心脏 二 泵的定义和作用 泵的定义 泵的定义 通常把提升液体 输送液体或使液体增加压力 即把原动机的机械能变为液体的能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵 泵的作用 离心泵是一种水利机械 从原动机得到能量 一部分用于克服泵转动时所产生的阻力 大部分能量传递给液体 使液体
3、具有一定的压能和动能 三 离心泵的分类 离心泵的分类 按工作叶轮数目分 单级泵 泵轴上只有一个叶轮多级泵 泵轴上有两个或两个以上的叶轮按工作压力分 低压泵 压力低于100m水柱压力在100 650m水柱之间压力高于650m水柱 离心泵的分类 按叶轮进液方式分 单侧进液泵 又叫单吸泵 叶轮上只有一个进液口双侧进液泵 又叫双吸泵 叶轮两侧各有一个进液口按泵轴位置分 卧式泵 泵轴位于水平位置立式泵 泵轴位于垂直位置 离心泵的分类 按叶轮出来的液体引向吸入室方式分 蜗壳泵 液体从叶轮出来后 直接进入具有螺旋线形状的泵壳导叶泵 液体从叶轮出来后 进入它外面设置的导叶 之后进入下一级或出口管路 卧式离心泵
4、和立式离心泵的区别 外形不同 即轴与水平面的相对位置不同 占地空间不同 立式泵占地面积小 维修难度不同 立式泵的维修难度大 连接形式不同 立式泵自下而上叠加连接 卧式泵纵向排列于底座上 功率不同 立式泵功率不宜做的太大 75Kw 卧式泵功率可以做很大 一般小流量 高扬程用立式多级离心泵 建筑给水系统常用 流量扬程比较均衡的一般选用立式单级离心泵 大流量低扬程选建议卧式泵 图片 单级单吸离心泵 图片 单级双吸离心泵 图片 多级离心泵 图片 立式离心泵 四 泵的工作原理 离心泵工作原理 离心泵是根据离心原理设计的 高速旋转的叶轮叶片带动液体转动 将液体甩出 从而达到输送的目的 离心力 由于物体旋转
5、而产生脱离旋转中心的力 离心原理 做圆周运动的物体 在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时 将做逐渐远离圆心的运动 利用离心运动的原理制成的机械 称为离心机械 例如离心分液器 离心节速器 离心式水泵 离心式调节阀离心球磨机等都是利用离心运动的原理 离心泵在启动之前 泵内应灌满液体 此过程为罐泵 启动后工作时 驱动机通过泵轴带动叶轮旋转 叶轮中的叶片驱使液体一起旋转 因而产生离心力 在离心力的作用下 液体被甩向叶轮出口 并流经蜗壳送入排出管 液体从叶轮获得能量 使压力能和速度能均增加 并依靠此能量将液体送到储罐活工作地点 离心泵工作原理 离心泵的工作原理 在液体被甩向叶轮出口的同时
6、叶轮入口中心处形成低压 从而在吸液管和叶轮中心处得液体之间产生了压差 吸液罐中的液体在这个压差的作用下不断的经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中 这样 叶轮在旋转的过程中 一面不断的吸入液体 一面又不断的给吸入的液体一定的能量 将液体排出 离心泵就是如此连续不断的工作的 离心泵工作原理 为什么要罐泵 罐泵的目的在于使泵产生抽吸液体必须的低压或真空度 由于液体的密度比气体的大的多 所以抽送液体产生的离心力要比不罐泵抽送空气产生的离心力大 这样才能形成抽吸液体的真空度 离心泵工作原理 离心泵工作过程 离心泵工作原理 离心泵工作原理 多级离心泵 离心泵工作原理 五 离心泵基本构造及其作用 离心泵基本构造
7、及其作用 单级卧式离心泵的结构 1 轴2 机封3 扩压管4 叶轮5 吸入室6 口环7 蜗壳 离心泵基本构造及其作用 单级双吸离心泵的基本结构 离心泵基本构造及其作用 单级立式离心泵的简单结构 离心泵基本构造及其作用 离心泵的主要部件 叶轮它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件 叶轮用键固定于轴上 随轴由原动机带动旋转 通过叶片把原动机的能量传给液体 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 离心泵基本构造及其作用 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
8、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 离心泵基本构造及其作用 泵体即泵的壳体 包括吸入室和压液室 吸入室 它的作用是使液体均匀地流进叶轮 压液室 它的作用是收集液体 并把它送入下级叶轮或导向排出管 与此同时降低液体的速度 使动能进一步变成压力能 压液室有蜗壳和导叶两种形式 离心泵基本构造及其作用 泵轴轴是传递机械能的主要部件 将原动机的扭矩通过它传给叶轮 轴上装有叶轮 轴套 平衡盘等零件 泵轴靠两端轴承支承 在泵中作高速回转 因而泵轴要承
9、载能力大 耐磨 耐腐蚀 泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理 离心泵基本构造及其作用 轴承是套在泵轴上支撑轴的部件 有滚动轴承和滑动轴承之分 滚动轴承结构简单 摩擦力较小 可以减少启动时的摩擦损失 并能保证泵轴晃动量小 因而密封的径向间隙较小 从而降低泄露损失 提高容积效率 离心泵基本构造及其作用 滚动轴承 是在承受载荷和彼此相对运动的零件间有滚动体作滚动运动的轴承 是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦 从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件 滚动轴承一般由外圈 内圈 滚动体和保持架组成 一般见到的都是滚动轴承 应用于较小的机械 承受较低的载荷 1 外圈 装在轴承座孔内 一般不转
10、动2 内圈 装在轴颈上 随轴转动3 滚动体 滚动轴承的核心元件4 保持架 将滚动体均匀隔开 避免摩擦 离心泵基本构造及其作用 滚动轴承 离心泵基本构造及其作用 滑动轴承 在滑动摩擦下工作的轴承 在液体润滑条件下 滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触 还可以大大减小摩擦损失和表面磨损 油膜还具有一定的吸振能力 滑动轴承一般用于大型机械 承受的载荷较大 用轴承瓦来减少磨损 轴承瓦可以更换的 离心泵基本构造及其作用 滑动轴承 离心泵基本构造及其作用 轴封由于泵轴转动而泵壳固定不动 在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙 为避免泵内高压液体沿间隙漏出 或防止外界空气从相反方向进入泵内 必须设置轴封装置 轴封
11、装置主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中 以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的 轴封的形式有带骨架的橡胶密封 填料密封和机械密封 目前主要采用机械密封 离心泵基本构造及其作用 机械密封的工作原理 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 离心泵基本构造及其作用 常用机械密封结构如图所示 1 静止环 静环 2 旋转环 动环 3 弹性元件4 弹簧座5 紧定螺钉6 旋转环辅助密封圈7 防转销8 静止环辅助密封圈9 压盖 离心泵基本构造及其作用 轴承箱轴承的作用是对泵轴进行支撑 实质是能够承担径向载荷 也可以理解
12、为它是用来固定轴的 使轴只能实现转动 而控制其轴向和径向的移动 轴承箱则用来固定轴承 同时作为装载轴承润滑油的容器 离心泵基本构造及其作用 轴承的润滑要求 离心泵大部分采用滚动轴承 而滚动轴承各元件 滚动体 内外圈 保持架 接触面积小 单位面积压力往往很大 如果润滑不良 元件很容易胶合 或因摩擦升温过高 引起滚动体回火 使轴承失效 所以轴承时刻都要处于油膜的涂覆之中 轴承润滑通常用油槽或油雾进行润滑 为了保证滚动体和滚道接触面间形成一定厚度的油膜 油质一定要合格 在油槽润滑中 轴承部分浸在油中 油浸润高度以没过轴承底的50 为宜 如果超过50 过量的油涡流会使油温上升 油温升高会加速润滑油脂的
13、氧化 使其变质从而降低润滑性能 如果低于50 则油对轴承的冲洗作用降低 润滑效果不好 六 离心泵的性能参数 离心泵的性能参数 离心泵的主要工作参数有 流量 扬程 功率 效率 转速和汽蚀余量等 流量流量也称排量 是泵在单位时间内排出液体的数量 可以用体积流量和质量流量两种单位表示 体积流量用Q表示 其常用单位是m3 h m3 s或L s 质量流量用M表示 其常用单位是Kg h或Kg s 质量流量M与体积流量之间的关系 M Q式中 液体密度Kg m3 离心泵的性能参数 扬程泵的扬程是指单位质量液体从泵进口到泵出口的能头增加值 也就是单位质量的液体通过泵以后获得能量的大小 常用符号H表示 单位为J
14、Kg 在生产实际中 泵的扬程习惯用被输送液体的液柱高度表示 亦可用压力来表示扬程 单位为Pa 压力与扬程的换算 Pa gh 离心泵的性能参数 转数泵轴每分钟旋转的次数 常用符号n表示 单位为r min 功率单位时间内泵对液体所作的功 用N表示 单位有W或KW 泵的功率分输入的轴功率N轴 原动机的有效功率 和输出的有效功率Ne 有效功率表示在单位时间内泵输送出去的液体从泵中所获得有效能头 泵的有效功率为 N HQ 1000 离心泵的性能参数 效率泵的效率等于有效功率和轴功率之比 是衡量离心泵工作经济性的指标 用符号 表示 表达式为 Ne N轴 100 离心泵的性能参数 离心泵的特性曲线当转速一定
15、时 H N 与Q的关系曲线 离心泵的性能参数 H 泵特性曲线 管路特性曲线 工作点 Q 离心泵的工作点 七 离心泵的型号及选用 离心泵的型号及选用 离心泵的型号各类离心泵已实现了标准化 并依照用途的不同实现了系列化 以一个或几个汉语拼音字母作为系列代号 在每一系列内 又有各种不同的规格 我国泵类产品型号的编制主要由三个部分组成 I 代表泵主要尺寸规格 用数字表示 一般为泵的吸入口直径 单位为mm或inII 代表泵的形式或特征 用汉语拼音字母表示 B表示单吸悬臂式离心泵 S表示单级双吸离心泵 D表示分段式多级离心水泵 F表示耐腐蚀泵 Y表示单级离心式油泵 YS表示双吸式油泵等 III 代表泵参数
16、 用数字表示 例如扬程 单位为m 及级数等 有的泵在III后还带字母A B或C表示在泵中装有切割过的叶轮 离心泵的型号及选用 离心泵基本形式标号 离心泵的型号及选用 例如 3B33A 表示吸人口直径3英寸 扬程33m 叶轮经第一次切割的单级单吸悬壁式离心水泵 100D16 8 表示吸人口径为1OOmm 单级扬程为16m 总扬程为16 8 128m8级分段式多级离心泵 离心泵的型号及选用 IS25030A150D60 55Y57A 吸入口直径mm 扬程m 第一次切割 吸口直径mm 多级泵 扬程m 吸口直径英寸 单级单吸泵 第一次切割 扬程m 油泵 级数 离心泵的型号及选用 离心泵的型号及选用 离心泵的型号及选用 离心泵的选用在石油产品的储运集输生产中 根据工艺要求选择离心泵时 应考虑一下几点 1 必须满足生产工艺提出的流量 扬程及输送油品性质的要求 2 离心泵应有良好的吸入性能 为保证正常运转 常相应的采用罐注头或正压吸入措施 3 泵的工作范围广 即工况变化时仍能在高效区工作 4 泵的尺寸小 质量轻 结构合理 成本低 5 满足其他特殊要求 如防爆 抗腐蚀等 八 离心泵的汽蚀及其危害 离心
