化工装置泵资料大全

《化工装置泵资料大全》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工装置泵资料大全（151页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、化工用泵基本知识泵的概念 泵是把原动机的机械能转化成抽送液体 能量的机器，在国民经济各个部门中得到广 泛的应用，尤其在化工生产中，其原料、中 间产品合最终产品必须依靠泵来实现物料的 输送。在化工生产中使用的泵的种类较多， 以适应不同工艺条件的要求。在化工生产装 置中有70以上的投资用于泵及其配套装置 。石油化工用泵的要求 石油化工用泵常采用一些特殊材料和特 殊结构以保护环境，获得高的效率和良好的 性能。对于输送恶劣液体、使用条件苛刻的 化工泵，发生故障的原因比普通泵要复杂得 多，因此在设计、选用和使用维护检修时必 须引起足够重视。石油化工用泵大至有以下 几点要求。1.适应工艺要求、运行可靠。

2、泵在化工生产中的地位好比人的心脏， 必须满足工艺要求中的流量、压力等指标， 并且要保证长周期连续可靠的运转，还要操 作维护检修方便，才能保证化工生产的连续 运行。2.耐腐蚀、耐磨损 石油化工生产中的液体种类繁多、特性各 异，所输送的液体往往具有腐蚀性（有机溶 剂、酸、碱等），有的含有固体颗粒。因此 ，泵壳、叶轮等部件就要针对不同的介质采 用不同的耐腐蚀和耐磨蚀材料。常用的不锈 钢材料、钛材、搪瓷、塑料、橡胶等整体或 复合材料基本上能满足这方面的要求。3.满足无泄漏要求由于石油化工生产中泵所输送的许多介质有 易燃易爆、有毒有害、挥发性强的特性。为 了保证生产的安全，满足环保要求，化工用 泵在输送

3、过程中不应有泄漏。泵的泄漏主要 在泵轴的动密封处，选用合适的密封结构和 新技术，是防止泵发生泄漏的关键。4.耐高温或低温性能 在化工生产中泵的操作条件往往十分苛刻 ，高温介质和低温介质都有。例如在导热油 加热系统中，导热油泵的工作温度常在300 左右，有的泵的工作温度甚至可达到900 。另外，在输送液氮、液氧等状态介质时， 泵的低温工作温度都要在-20 以下，有的可 达-100 以下。耐高温泵要考虑热膨胀对泵 正常工作的影响，耐低温泵要考虑泵材质的 冷脆性等等，装配间隙的大小以及温差的影 响。1.屏蔽泵1.1 屏蔽泵的概念屏蔽泵又称无填泵、密闭电动泵等，它是 一种无泄漏的泵。泵的叶轮和电机转子

4、联为 一体，并在同一个密封壳体内，不需采用填 料函或机械密封机构，从根本上消除了被输 送介质的外漏。电机的定子和转子用薄壁圆 筒（称屏蔽套）与介质隔离，称之为屏蔽泵 也是出于这种特点。基本型屏蔽泵1.2 屏蔽泵的特点1.工艺过程的绝对密封2.输送极毒、侵蚀、放射性、易燃和易爆液 体时操作的安全。3.工作压力从高真空到100MP、工作温度 从-270到450 范围时操作的可靠。4.产品的无菌和纯洁5.能实现工艺过程的完全自动化6.能实现轴承的无油润滑，取消润滑设施。屏蔽泵与普通离心泵比较1.3 屏蔽泵的结构特点 日本的佐藤哲曾给屏蔽泵下了一个定义， 即屏蔽泵是这样的一种泵：泵的电动机是一 个整体

5、制造；泵的叶轮和电动机的转子联为 一体，并在同一个密封壳体内旋转；电动机 的定子和转子用薄圆筒（称屏蔽套）保护， 与输送液体隔离；泵送液体与外结的密封采 用垫片或O形环等密封。由此可见，屏蔽泵 的主要结构特点是没有轴封结构，泵的密封 采用泵和电动机整体结构来实现的。1.4 屏蔽泵的分类1 按泵的布置方式分：按泵与电动机的布置方式分为以下两类（1）立式屏蔽泵。转动轴垂直布置的为立式屏蔽泵。这种 型式的屏蔽泵，又有两种布置方式，即一种泵装在电动机的 下面；一种泵装在电动机的上面。立式屏蔽泵的转子重量和 泵运转过程中所产生的轴向力全部由止推轴承承担，因而， 采用较普遍。一般认为，大容量电动机用此型式

6、较为合适。（2）卧式屏蔽泵。转动轴水平布置的为卧式屏蔽泵。由于 转子重量给轴承造成的负荷，将使轴承的磨损增大；而电动 机的定子、转子屏蔽套之间的间隙又很小，因而，这种型式 只能适合小容量的电动机。立式屏蔽泵卧式屏蔽泵2.按循环冷却液的流动方式分屏蔽泵内的循环液体的作用有两个，一是冷却电机和轴承；二是润滑轴承 并带走磨损产物。按循环冷却液的流动方式不同，屏蔽泵可分为以下三类： （1）内循环屏蔽泵。润滑和冷却液体在泵内部循环的为内循环。这种型式的屏 蔽泵，对轴承润滑与冷却的液体就是被输送的液体。循环液体不引到泵体外 ，二利用中空轴来形成封闭回路。由于对循环液不加以冷却，因而，只适合 输送常温液体。

7、 （2）外循环屏蔽泵。润滑与冷却液体引到泵体外部，经循环管流入电动机处进 行循环的为外循环。按循环方式的不同又可分为两种；1）直接冷却，即从泵出口处引出一股输送液体，进行循环冷却，冷却后又回到 入口处。这种循环方式，按其被输送液体的温度，还可分为两种结构：a.输送液体温度小于50度时，电动机不带蛇管冷却器，从泵出口处引出液体直 接来润滑轴承和冷却电动机b.输送液体温度在50度至100度时，电动机带有蛇管冷却器，循环液从泵出口引 出，经蛇管被冷却后对轴承进行润滑，并冷却电动机。2）单独冷却，其循环冷却液由辅助叶轮输送，自成单独的循环系统，电动机设 有蛇管冷却器（或专门的换热装置）。这种型式常用于

8、输送液体温度高于100 度的高温场合。 （3）混合循环屏蔽泵。内循环和外循环方式的组合。内循环屏蔽泵外循环屏蔽泵按电机定子的干湿状态不同（1）干定子型屏蔽泵。电动机的定子采用专门的 非磁性材料制成的屏蔽套保护，定子腔内充空气或 惰性气体，以防止定子线圈受工作液体的影响。 （2）湿定子型屏蔽泵。这种型式又有两种结构： a.与干定子型结构相似，仅在定子腔内充变压器油 等油类物质。因而，在国外有将这种型式的湿定子 型与干定子型一起统称为屏蔽电机型。 b.没有定子屏蔽套，冷却循环液直接引进定子腔内 ，国外也只有把这种型式称为湿定子型。按泵工作叶轮的数量不同（1）单级型屏蔽泵。泵的工作叶轮为一个。（2）

9、多级型屏蔽泵。泵的工作叶轮为两个以 上的。屏蔽泵主要几种损坏情况：（1）石墨轴承、轴套和推力板磨损或润滑液短缺 发生干磨而损坏。 （2）定、转子屏蔽套损坏 造成屏蔽套损坏的原因，主要是轴承损坏或磨损超 过极限值而造成定、转子屏蔽套相擦而损坏；其次 由于化学腐蚀造成焊缝等处产生泄漏。 （3）定子绕组损坏除和普通电机一样：过载、匝间短路、对地击穿等 造成定子绕组损坏的原因外，还有因定子屏蔽套损 坏而导致介质侵蚀电机绕组使绕组绝缘损坏。屏蔽泵的操作一、启动 1.清除放在泵上的杂物，并把现场清理干净。 2.盘车灵活不费力，无零件碰撞声或摩擦声 3.检查轴承箱油位应在规定范围内。 4.打开吸入管路上的闸

10、阀至最大，在管路最高点或 外围辅助设备最高点排气或抽真空。 5.盘车，以利于排气，同时检查泵各部分及管路有 无泄漏。 6.打开各仪表开关 7.接通电源，当泵达到正常转速后，在逐渐打开出 口阀，并调节到所需的工况。屏蔽泵的操作二、运转 在开车运转过程中，必须注意观察各仪表读数、电动机温度 、泵的振动、泵的噪声和轴承箱温度应在允许范围内，如发 现异常情况或监控报警，必须及时按称序关泵，并迅速查明 原因。 三、停止 1.逐渐关闭出口阀 2.切断电源 3.关闭进口阀 4.盘车，检查泵转动的灵活性。 5.如在现场环境下泵内介质能够结晶或冻结，应将泵内介质 放出。屏蔽泵维护 屏蔽泵采用石墨轴承，依靠所输送

11、 的液体来润 滑。轴承的磨损情况，对可靠运行十分重要。为了 监视轴承磨损状况，一般都装有机械式或电磁式轴 承监视器。当轴承的磨损量超过规定的允许值时， 监视器表盘的指针会指向红区，即示“报警”。此时 应立即停止运转，进行检查。如轴承的磨损量已超 过极限值时应更换新的石墨轴承，否则有可能造成 定、转子屏蔽 套相擦，直至屏蔽套损坏，导致液体 介质侵蚀到定子绕组等处，造成电机损坏。所以现 场的操作人员应当加强巡检，及早发现异常情况， 避免由于轴承过度磨损造成泵的损坏。2.离心泵2.1.1 叶轮和压出室2.1.2 密封装置2.1.3 轴向力2.1 离心泵的结构离心泵的结构动画一、叶轮和压出室 1. 叶

12、轮Impeller闭式半开式开式双侧吸入式单侧吸入式大流量泵常采用 双吸式叶轮，主 要是为了限制进 口流速，提高抗 汽蚀能力。2.涡壳涡壳由螺线形蜗室和扩压 管构成。A处为泵舌，O处为基 圆，基圆直径(涡壳内径)为 1.051.08倍叶轮外径，二者差 为径向间隙，影响效率和性能 。(1) 涡壳液体离开叶轮后动量 矩不变，cuR=常数，所以 蜗室截面上cu与R成反比， 压力随R增大而增加，所以 在涡壳中以将部分动能转 换成压力能。（1）蜗室扩压管是渐扩截面，将大 部分动能转换成压力能。 扩散角68。排出管径为 0.71.0倍吸入管径，低压 泵取1，高压泵取pB，pC吸入压力， 平衡盘受力(平衡力

13、)为 ： (pB-pC)S，方向向右 ，与叶轮轴向力方向相 反。1231-平衡盘 2-平衡板 3-平衡套扬程变化导致叶轮轴向力变化时，平衡力与之适应：扬 程增加，轴向力平衡力，转动组件左移，b2减小， pB增 加，逐渐使(pB-pC)S等于轴向力而达到新平衡位置。转动 组件会轴向移动，不能使用止推轴承，而使用滑动轴承 。问题：1. 设平衡盘的离心泵工作压力减小后平衡 盘的(轴向、径向)间隙(增大、减小)。2. 离心泵关小排出阀时，其轴向力(增大、减小) 。3. 离心泵开大旁通阀时，其轴向力(增大、减小) 。涡壳泵设计工况液流不会 撞击涡室，叶轮周围压力 均匀，叶轮不产生液压径 向力。但涡壳泵在

14、非设计 工况将产生液压径向力。四、径向力u:圆周速度 :相对速度 c:绝对速度2 c2r2u2c2小于额定流量（流量大小通过c2r反映出来）小于 额定流量时，涡室内流速(c2r)降低 ，但绝对速度(c2)增大，方向也变 化，所以液体撞击涡室，使流速下 降，部分动能转换为压力能，在叶 轮上产生径向力R，与泵舌方向 90。c2c2r涡壳泵设计工况液流不会 撞击涡室，叶轮周围压力 均匀，叶轮不产生径向力 。四、径向力u:圆周速度 :相对速度 c:绝对速度2c2r2u2c2大于额定流量大于额定流量时，涡室内流速 (c2r)增大，叶轮出口速度(c2 )小 于涡室中流速，液体撞击，涡室的 液体付出能量，叶

15、轮上产生径向力 R，与泵舌方向270。c2c2rc2r大于额定流量 此外，涡室中压力分布不均，叶轮各处流量不同( 压力大，流量小)，导致作用在叶轮上的动反力T 不同，涡室压力小处动反力大。动反力是叶轮出 口速度反方向的作用力，所以动反力的合力方向 为R方向逆转90。小于额定流量流量偏离额定流量越大、扬程越高、叶轮尺寸 D2和B2越大，径向力越大。导轮泵理论上不产生径向力，但因误差会带来较 小的径向力。危害：径向力是交变负荷，使泵轴疲劳破坏、产 生挠度、磨损，使轴承负荷增加等。2.2.1离心泵的工作原理2.2.2离心泵的特性曲线 2.2.3离心泵的流量调节和组合操作 22.4离心泵的安装高度 2

16、.2.5离心泵的类型与选用 2.2 离心泵的原理离心泵的工作原理2.2.1离心泵的工作原理 （1）离心泵的主要构件叶轮和蜗壳（2）离心泵的理论压头 假设：叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为 液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；液体是理想 流体，无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式，从 而导出离心泵理论压头 为 ：2.2.1离心泵的工作原理2.2.1离心泵的工作原理（3）流量对理论压头的影响：2.2.1离心泵的工作原理（4）叶片形状对理论压头的影响 当泵转速n、叶轮直径 、叶轮出口处叶片宽度 、流量 一定时， 随叶片形状 而变。径向叶片， = ， =0， = 与 无关。 后弯叶片， 前弯叶片，由此可见，前弯叶