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1、机泵运行管理及维护保养,知识概述,2,首页,什么是机泵 机泵的种类 机泵的工作原理、结构特点、性能参数及日常使用、管理、维护要点 双河油矿在用机泵状况,什么是机泵 ？,泵是工农业生产、科研、国防和其它行业以及人们日常生活中用于输送流体的设备。习惯上一般将由机械动力设备提供动力的流体输送装置称为机泵 。,4,机泵的种类,机泵的主流结构形式有两种 ： 1）离心式泵：主要包括离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵等叶片类型的泵。 2）容积式泵：主要包括往复式活塞泵、往复式柱塞泵、齿轮泵、滑片泵、螺杆泵、罗茨泵等。,5,机泵的种类,机泵在各行各业的应用都非常广泛。举个例子：机泵消耗的能源总量十分巨大，据不完全
2、统计，世界各国机泵消耗的电能，约占全国总发电量的20%-25%；中国为21%，国内机泵年耗电近4000亿度。目前，在用机泵实际使用效率的平均值普遍较低，一般不超过50%，也就是说，机泵所消耗的电能约有一半做的是无用功，基本上被白白损失掉了。这一方面说明了机泵应用的普遍程度，另一方面也说明机泵技术有着非常广阔的研究和开发空间。,6,机泵的种类,离心泵由于动力配接便利，结构简单，应用方便，流量调节范围大，成为机泵的绝对主导产品，其总量占到了机泵应用总量的70%-80%。离心泵的缺点主要在于一些应用技术性能指标不理想。首先是多数离心泵的实际使用效率普遍较低；其次是使用过程中的实际流量随压力而明显变化
3、；对转速的要求也很严格；加之还存在单级扬程较低；一般不具备自吸能力等问题。这些都一一构成了离心泵性能的不足，在一定程度上影响了离心式泵类产品的推广应用。,7,机泵的种类,容积式泵主要应用于各种特殊用途的专门领域，包括石油、化工、液压、制冷、制药、食品、真空、空气压缩等行业。容积式泵一些应用技术指标优于离心泵，如效率、压力、自吸能力等。但这类机泵通常存在结构复杂、加工精度高、对材料要求高、排量较小、动力配接难度大、使用不方便等不足，使其推广应用范围受到了很大的限制。 注意：* 双河油矿目前应用最多的是卧式多级离心泵和卧式三柱塞往复泵,8,机泵的工作原理、结构特点、性能参数及日常使用、管理、维护要
4、点,第一讲：离心泵 离心泵的种类很多，但工作原理都基本相同，结构大同小异。其主要构件为高速旋转的叶轮和固定不动的泵壳（也称蜗壳或蜗形壳）。叶轮为直接对液体做功的部件，上面有3-12片向后弯曲的叶片，泵壳为一蜗形转能装置。,9,离心泵的工作原理,图1是一个单级离心泵的结构示意图。泵的主要工作部分是安装在泵轴6上的叶轮1，叶轮上面有一定数量的叶片2，泵的外壳是渐开线形的扩 散室3。泵的吸入口和吸入 管 4连接，吸入管末端安装 有吸入阀（也称底阀）7,并 置于贮液池8中；排液口和 排液管5连接。 1叶轮；2叶片； 3扩散室；4吸入管； 5排液管；6主轴； 7吸入阀；8贮液池 图1 离心泵示意图,10
5、,离心泵的工作原理,开动前泵壳内须先充满液体。叶轮旋转后，叶轮中的液体在叶片的推动下获得一定的动能和压力能，以较高的速度自叶轮中心流向叶轮四周，并经扩散室流入排液管。叶轮内的液体向外流动时，叶轮的中心部位就形成了一定的真空，大气压力作用于贮液池的液面，使液体经吸入管上升而流入叶轮。这样，就使液体连续地进入水泵，并在泵中获得必要的压头，然后从排液口排出。,11,离心泵的工作原理,综上所述，离心泵的种类很多，但结构和工作原理大同小异。其中主要构件为旋转的叶轮和固定的泵壳。叶轮为直接对液体作功的部件，上面有多片后弯叶片,泵壳为一蜗形转能装置。离心泵在启动前需先向壳内充满被输送的液体，启动后泵轴带动叶
6、轮一起旋转，迫使叶片间的液体旋转。液体在惯性离心力的作用下，自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强增高，流速增大可高达15-20m/s。液体离开叶轮进入泵壳后，因壳内流道逐渐扩大而使液体减速，部分动能转换成静压能。只要叶轮不断地旋转，液体便连续地被吸入和排出。,12,离心泵的工作原理,离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力的作用下获得能量以提高压强。 注意： * 离心泵无自吸能力，在启动前必须向泵壳内灌满液体,以防发生“气缚现象”； * 吸入管路安装底阀的作用是，防止启动前灌入的液体从泵内流出； * 进口滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵
7、塞管道和泵壳。,13,离心泵的主要部件 如前所述，离心泵由两个主要部分构成：一是包括叶轮和泵轴的旋转部件；二是由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件。但最主要的部件是叶轮和泵壳，下面分别简述其结构和作用。 一、叶轮 叶轮是离心泵的关键部件，因为液体从叶轮获得了能量，或者说叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使通过离心泵的液体静压能和动能均得到提高。 叶轮通常由3-12片向后弯曲的叶片组成。按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种叶轮。,14,离心泵的主要部件,叶轮结构 叶片两侧带有前、后盖板的称为闭式叶轮，它适用于输送清洁液体，一般离心泵多采用这种叶轮。 没有前、后盖板，仅由叶片和轮毂组成的称为
8、开式叶轮。 只有后盖板的称为半闭式叶轮。 开式和半闭式叶轮由于流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液。但由于没有盖板，液体在叶片间流动时易产生倒流，故这类泵的效率较低。,15,离心泵的主要部件,叶轮按其吸液方式不同可分为单吸式和双吸式两种。单吸式叶轮的结构简单，液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。显然，双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力，而且可基本上消除轴向推力。,16,离心泵的主要部件,二、泵壳 通常将离心泵的泵壳制成蜗牛形，故一般也称泵壳为蜗壳。叶轮在泵壳内沿着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体的出口，流道截面积愈大。液体从叶轮外周高速流出后，流
9、过泵壳蜗形通道时流速将逐渐降低，因此减少了流动能量损失，且使部分动能转换为静压能。所以泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件，而且又是一个能量转换装置，简称转能装置。,17,离心泵的主要部件,为了减少液体直接进入泵壳时因碰撞引起的能量损失，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而且带有叶片的导轮。由于导轮具有若干逐渐转向和扩大的流道，使部分动能可转换为静压能，而且又减少了能量的损失。,18,离心泵的主要部件,注意： 由于泵轴转动而泵壳固定不动，轴穿过泵壳处必定会有间隙。为了防止泵内高压液体沿间隙漏出，或外界空气以相反方向进入泵内，必须设置轴封装置。普通离心泵所采用的轴封装置是填料密封，即将泵轴穿
10、过泵壳的环形间隙作成密封函，在其中填入软填料（例如浸油或涂石墨的石棉绳），以将泵壳内、外隔开，而泵轴仍能自由转动. 为了反映离心泵的工作情况，通常在泵的吸入口附近安装一只真空表（有时为压力表）；在排出管的调节阀前安装一只压力表。当调节流量时，压力表的指针随之变化。,19,离心泵的性能参数与特性曲线,要正确地选择和使用离心泵，就必需了解泵的性能参数以及它们之间的相互关系。离心泵的主要性能参数有流量、压头、轴功率、效率等。离心泵性能参数间的关系通常用特性曲线来表示。 一、离心泵的主要性能参数 1、流量:离心泵的流量（Q）-离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积。常用单位为L/s或m3/h。 离
11、心泵的流量与泵的结构、规格尺寸及转速等性能参数密切相关。,20,离心泵的性能参数与特性曲线,注意：* 因为离心泵安装在特定的管路上，所以管路的特性必然要影响流量的大小。 2、压头:离心泵的压头（H）-又称扬程，指离心泵对单位重量（1N）的液体所能提供的有效能量，其单位为m。离心泵的压头与叶片的弯曲情况（2）、直径（D2）、转速（n）及流量（Q）有关。 3、效率:离心泵的效率（）-反映泵对液体提供的有效能量与原动机提供给泵的能量（轴功率）之比。 4、轴功率:离心泵的轴功率（N）-泵轴所需要的功率，当泵直接由电动机带动时，它即是电机传给泵轴的功率。单位为W或kW。 离心泵的有效功率（Ne）是指液体
12、从叶轮获得的能量 .,21,离心泵的性能参数与特性曲线,离心泵的特性曲线 特性曲线指扬程-流量（HQ）、轴功率-流量（NQ）及效率-流量（Q）等的关系曲线（也有含hQ或hsQ的）。特性曲线一般由泵的制造厂家提供，附于样本或说明书中。下图即为某一转速下，典型的B型（单级单吸悬臂式）离心泵的特性曲线。,22,离心泵的性能参数与特性曲线,特性曲线的共同特点：a、HQ：QH b、NQ：QN，Q=0，Nmin； c、Q：起初阶段Q，达max后Q，max点通常称作设计点。 设计点下的H、Q（即Os）、N是最佳工况参数标于铭牌上，选择泵时至少应使其在92%max下工作 。,23,离心泵的气蚀现象与允许吸入高
13、度,一、离心泵的气蚀现象,当入口压强p1 输送液体即时温度下的饱和蒸汽压ps 时，液体就会汽化。汽化量与p=p1-ps 成正比。气泡与叶片间的液体一同被抛向叶轮外缘，此过程中气泡受到压力的作用迅速地凝结或破裂，气泡的消失将产生局部的真空，其周围的液体以极高的速度涌向该空间，,24,离心泵的气蚀现象与允许吸入高度,造成高达几十兆帕（MPa）的极大冲击压力，冲击频率可达到每秒几万次，这种冲击使泵体产生异常振动并发出异常噪音 。 气泡多发生在叶轮入口附近，气泡凝结或破裂时，液体象许多细小的高频（60025000Hz）冲击“水锤”那样击打着叶轮和壳体的表面，使材料表面出现麻点以致穿孔，严重时金属晶粒也
14、将松动并剥落，冲击腐蚀成蜂窝状，甚至断裂，以至叶轮或泵壳不能使用。这种现象被称作气蚀。,25,离心泵的气蚀现象与允许吸入高度,除机械破坏外，气蚀还伴有电解、化学腐蚀等多种复杂的作用。泵在气蚀条件下运行，泵体振动和噪音超常、流量明显下降、压头和效率大幅度降低，严重时不能吸入液体。 注意：* 预防气蚀的有效方法按泵的“允许吸上高度”（或“气蚀余量”）结合输送液体的性质确定泵的“安装高度”。,26,离心泵的气蚀现象与允许吸入高度,二、防止发生气蚀方法 1、提高泵自身的抗气蚀能力：增加叶轮叶片进液口的宽度；适当增大叶轮前盖板的曲率半径，改善流速分布的均匀性；平衡孔面积5倍密封环间隙的面积，以减小泄露流
15、速，从而减小对液体主流的影响，提高抗气蚀能力；另外，增加叶轮等部件的表面光洁度、将部件过流面尽量设计为流线型等都是提高机泵自身抗气蚀能力的有效方法。,27,离心泵的气蚀现象与允许吸入高度,2、防止发生气蚀的措施：减少吸入管路弯头(或增大拐弯角度)、附件等；防止离心泵长时间在大流量下运行；相同流量下优先采用双吸泵，降低进口流速。 3、采用诱导轮：诱导轮属于轴流式叶轮，无离心式叶轮促进液体和气泡分离的离心作用。在诱导轮外缘产生的气泡沿轴向运动时，轮毂侧的液体在离心力作用下把气泡压控在外缘局部，在诱导轮内凝结，这样不易造成整个流道的堵塞。,28,离心泵的类型,一、按输送液体的性能、压头及流量分类 1
16、、水泵（B型、D型、Sh型）:输送水及类似液体 。,29,离心泵的类型,2、耐腐蚀泵（F型）：H=15105（m），Q=2400（m3/h） ,多采用机械密封。 特点：泵与液体接触部件用不同的耐腐蚀材料（在F后面缀以材料代号）制造。 以下是几种常用的耐腐蚀材料： 灰口铸铁（H）送浓硫酸（H2SO4）； 高硅铸铁（G）压强不高的硫酸（H2SO4） 或以硫酸为主的混合酸液； 铬镍合金钢（B）常温低浓度硝酸（HNO3）、氧化性酸液、碱液及其他弱腐蚀性液体；,30,离心泵的类型,铬镍钼钛合金钢（M）送硝酸（HNO3）及常温高浓度硝酸（HNO3）； 聚四氟氯乙烯塑料（S）温度200的油品时，轴封、轴承要采取良好的冷却措施，一般在轴承座外设计水夹套降温，防止因轴承座过热发生事故,31,离心泵的类型,4、杂质泵（P型）：输送悬浮液和稠的浆液。 5、液下泵：安装于液体贮槽（罐）内，输送各种腐蚀性液体。对泵的轴封性能要求不高。 6、屏蔽泵：叶轮与电机连为一体，密封在同一泵壳内，无需
