1、离心泵基础知识,泵的概述 一、泵的含义 通常把能提升液体、输送液体并给液体以能量，增加 压力的机器统称为泵。 二、泵的分类 根据泵的作用原理，可分为三大类： 1、叶片式利用叶片与液体的互相作用来输送液体。 如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。 2、容积式利用工作室的容积周期性的变化来输送液 体。如活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、螺杆泵、水环式真空泵等。 3、其它类型泵利用一部分流体流动时产生的能量来输送另一部分液体。如喷射泵等。,三、离心泵的使用场合 各种类型的泵使用范围也各不相同，在石油化工企业中目前使用最多的是离心泵。如： 热油泵主要用于200以上高温下的油品及其溶 剂等的输送。如各炼油装置中所用的热油泵。 高压泵除温度要求较高外，有的还需高压，如液压油泵等。 液态烃泵用于某些炼油装置中的烃类产品的输送。这种泵一般压力较高，因这类介质只在较高压力下才能形成液体。 耐腐蚀泵利用特殊材料制造的泵，用来输送酸、碱等强腐蚀介质。,四、石油化工生产对离心泵的特殊要求 1能适应石化工艺条件 离心泵在石化生产过程中，除起着输送物料的作用外，还要提供化学反应所必要的压力，以及向系统提供一定的物料量，以取得
2、物料化学平衡。在一定的生产规模条件下，要求泵的流量和扬程要相对稳定。因某些因素影响，生产出现波动时，泵的流量和出口压力能够随之变动跟踪调整，并能保持较高的效率。 2. 耐腐蚀 石化用离心泵所输送介质，包括原料、半成品，多数具有腐蚀性，这就要求泵的材料选择要适当，以保证泵的安全、稳定、长周期运转。 3. 耐高温或深冷 石化用离心泵所处理的高温介质，大体可分为流程液和载热液。流程液是指石化产品加工过程和输送过程的液体。载热液是指运载热量的媒介液体。这些媒介液体，在一个封闭的回路中，靠泵的工作进行循环。 石化用泵输送的低温介质有液态氧、液态氮、液态天燃气、液态氢、甲烷、乙烯等。,作为输送高温与低温介质的石化用离心泵，其所用材料必须在正常室温、现场温度和最后的输送温度条件下都具有足够的强度稳定性。泵的所有零部件都应能承受热的冲击和由此产生的不同的热膨胀和冷脆性的危胁。 4耐磨损 石化用离心泵的磨损是由于输送高速液体中含有悬浮固体颗粒所造成。必须采取措施提高泵的耐磨能力。 5运行可靠 指长周期运行不出事故；运行中各种参数平稳。 6无泄漏或少泄漏 石化用离心泵输送的液体介质多数易燃、易爆、有毒有害
3、。石化用泵要求在泵的轴封上下功夫，无泄漏或少泄漏。 7. 能输送临界状态的液体 为了避免液体的气化，石化用离心泵必须设有将泵内产生的气体充分排除的结构。如输送临界状态的液氨时，双端面机械密封的空腔内可用甲醇做密封液。,离心泵的定义及优缺点,定义：离心泵是根据离心力原理设计的，即高速旋转的叶片带动介质转动，从而将介质甩出以达到输送目的的一类动设备。 优点：离心泵具有结构简单、体积小、质量轻、流量稳定、易于制造和便于维护等一系列优点。 缺点：离心泵对高粘度液体以及流量小、压力高的情况适用性较差，并且在通常情况下启动之前需先灌泵。,离心泵的分类 按叶轮数目：可分为单级泵和多级泵； 1.单级泵只有一个叶轮。 2.多级泵两个叶轮以上称为多级泵。一个叶轮便是一级，级数越多扬程越高。 按叶轮进液方式：可分为单吸式和双吸式； 1.单吸式泵液体从一侧进入叶轮。 2.双吸式泵液体从两侧进入叶轮。多见于大流量离 心泵，一般说来其吸入性能较好。 按泵壳剖分形式：可分为水平剖分泵和垂直于泵轴剖分泵；,单级泵,多级泵,按泵扬程的大小：分为低压泵（扬程小于20米水柱）、中压泵（20160米水柱）和高压泵（高于160
4、米水柱）。 按输送介质和用途分：水泵、油泵、酸泵、碱泵、锅炉给水泵、冷凝水泵等。 按泵轴的支承方式分：一般分为悬臂泵和双支承泵。 按泵的输出压力分：一般分为低压泵和高压泵。 按泵轴的转速分：一般分为普通泵和高速泵；（高于10000转/分为高速泵）。 按泵轴的位置分：一般分为卧式泵和立式泵。,卧式泵,立式泵,单级悬臂离心泵剖面图,多级悬臂离心水泵现场图,单级悬臂离心泵现场图一,单级悬臂离心泵现场图二,多级双支撑离心泵剖面图,多级双支撑离心泵现场图一,多级双支撑离心泵现场图二,多级双支撑离心泵现场图三,双吸式离心泵模型图,离心泵的工作原理,工作时泵叶轮中的液体跟着叶轮旋转产生离心力，在离心力作用下，液体自叶轮飞出。液体经过泵的压液室、扩压管，从泵的排液口流到泵外管路中。与此同时，由于轮内液体被抛出，在叶轮中间的吸液口处造成了低压，因而泵进口的液体在压力作用下，进入叶轮。这样叶轮在旋转过程中，一面不断的吸入液体，一面不断地赋予吸入的液体一定的能量，将它抛到压液室，并经扩压管而流出泵外。,离心泵工作时，最为担心的是泵入口有气体。因为气体的密度小，旋转时产生的离心力就很小，叶轮中不能产生必要的真
5、空，也就无法将密度较大的液体吸入泵中。这通常也是我们所说的气缚现象。因此在开泵前必须使泵和吸入系统充满液体，而且在工作中，吸入系统不能漏气，这是离心泵正常工作必须具备的条件。,离心泵的主要性能参数,转速：叶轮的转速。即单位时间内泵转子的回转数，泵的转速n表示，其单位为转每分（r/min）或转每秒（r/s）表示。转数改变，泵的扬程、流量、功率、效率等都将发生变化。 流量：泵的流量有体积流量和质量流量之分，体积流量是泵在单位时间内所抽送的液体体积，用Q表示, 单位为m3/s、 m3 /min、m3/h或L/s。质量流量则是泵在单位时间内所抽送的液体质量，质量流量G表示，单位为kg/s、kg/min、和t/h。,扬程：泵的扬程H单位重量液体流过泵后的总能量的增值（也称为压头）。或者作功元件对泵排出的单位重量液体所作的有效功（单位为m液柱）。而泵的压力是扬程乘上液体重度：P=H（MPa）,功率： 有效功率：又称Ne表示，单位时间内泵排出口液体从泵中所获得的能量。 由于离心泵的实际体积流量为Q，重量流量为Q，泵对流过的单位重量液体实际所给的能量即扬程H，按力乘距离等于功的概念，将Q当作为重力，H
6、相当于距离，再除以时间，从而可得泵的有效功率为：Ne=QH kgm/s 或Ne=QH/102 kw,效率 ： 泵效率（总效率）是衡量泵工作是否经济的指标，定义为：= Ne/N, 即有效功率与轴功率的比值。 泵的效率高低，决定于本身的设计及加工质量，通常离心泵的效率大致在6090%的范围。,内功率：Ni表示，单位时间内做功元件所给出的功率。 轴功率：即指泵的输入功率，N表示，单位时间内原动机传给泵主轴的功。 轴功率是要求大于有效功率的。这是因为泵工作时，转子与轴承、密封或填料等摩擦，液体在泵内流动时的水力损失、因防漏环的串漏造成的容积损失等，都会造成一部分能量损失。,离心泵的比例定律与切割定律,1、比例定律 当一台泵的叶轮尺寸不变，在不同转速下，参数随之变化，此则称为比例定律。 Q/Q=n/n H/H=（n/n）2 N/N=（n/n）3 式中： Q、Q改变转速前后的流量，m3/h n、n改变前后的转速，rpm H、H改变转速前后的扬程，m N、N改变转速前后的功率，kw,2、切割定律 对于同一台泵，在转速不变的情况下，切割叶轮外，各参数也随之变化，此则称为切割定律。 Q/Q= D/D H
7、/H=（D/D）2 N/N=（D/D）3 在一些离心泵的标牌上常见在泵型号后面标有A、B、C字样，这就是叶轮依次被切割次序的标记。如A为叶轮经第一次切割。 利用车削叶轮外径改变泵的性能，但不可无限的随便车削，通常车削量与比转数有关。,汽蚀余量（吸上真空度） ： 它是说明泵的吸入特性的重要参数。汽蚀余量，是对泵在某一工况时，泵入口处单位重量液体所具有的实际能量比发生汽蚀时的比压能还有多少富裕能量。这个富裕能量越多，泵发生汽蚀的可能性就越小。,有效气蚀余量NPSHa：泵入口处单位重量液体所具有的能量比气蚀时的静压头富裕的能量 必需气蚀余量NPSHr：表征泵入口处单位重量液体应比低压区富于的能量。（NPSHr愈小耐气蚀性越好） 允许气蚀余量NPSH： NPSHa （1.11.3） NPSH 防止气蚀条件： NPSHa NPSH,离心泵的特性曲线,共性： （1）扬程随流量的增大而减小 （2）功率随流量增大而增大 （3）效率先随流量增大而增大，到达最大值后降低。,离心泵的主要零部件,离心泵,静止部分,转动部分（转子）,泵壳（蜗壳）,轴承箱,密封的静止部分,轴承的静止部分,轴套,叶轮,联轴器,密封
8、的转动部分,轴,轴承的转动部分,离心泵实体剖面图,轴,联轴节,轴承箱,键,出口,叶轮,入口,蜗壳,轴承,机械密封,叶轮： 它的作用是带动液体旋转，将原动机的机械能传递给液体，使液体的能量提高。 按照其结构可分为闭式、半开式及开式叶轮三种 。 闭式叶轮一般有6-8片叶片 开式和半开式叶轮一般2-4片叶片,叶轮是使液体产生速度能的零件，由叶片、盖板和轮毂组成，叶轮有闭式、开式和半开式，有盖板为闭式，没有盖板即为开式。悬臂泵一般为单吸叶轮，只能单侧进液，如果把两只单吸叶轮背靠背叠在一起，就成为双吸叶轮，可以双侧进液。,开式叶轮,半开式叶轮,闭式叶轮,双吸叶轮,单吸叶轮,离心泵叶轮型式,按吸液方式的不同，叶轮还可分为单吸和双吸两种。,泵壳： 泵壳（蜗壳）由泵体和泵盖组成，它将叶轮封闭在内，泵壳上有入口管和出口管，入口管把液体均匀平稳地引入叶轮的中心部，出口管可把叶轮排出的液体升压排出。由于入口管和出口管布置的不同，泵壳也有不同的形状和结构，如轴向进向上出、轴向进水平出、上进上出等等。,密封环 ： 其作用是保持叶轮进口外缘与泵壳之间有一定的间隙，减少液体漏失，又能承受磨损。,吸入室： 作用是将吸
9、入管线中的液体以最小的损失均匀的引向叶轮。,压出室： 其作用是以最小的损失将从叶轮流出的高速液体收集起来，引向下一级叶轮或泵排出口，压出室的截面形状是逐渐增大的，这是因为使高速液体速度下降而压力增加，而压力能正是所需要的，所以压出室的主要作用是转换液体的能量，即将液体的一部分动能变为压力能。,泵轴： 作用是传递机械能的主要部件。 轴是支撑叶轮和传递扭矩的零件，它一端装有联轴器，并用轴承支撑在轴承箱内，一端安装叶轮，在电机的带动下高速旋转（中小型离心泵转速一般在1450-3000转/分或更高）。,轴承和轴承箱： 轴承作用是承担泵转子的径向及轴向载荷，可分为滑动轴承，滚动轴承，支撑轴承，止推轴承等。 轴承箱通过轴承来支撑离心泵的旋转部分，悬臂式单级离心泵的轴承箱一般是通过轴承箱支架固定在泵体上。轴承箱内一般装有润滑油或润滑脂，用来润滑轴承，部分轴承箱还带有冷却的夹套或盘管，用来冷却轴承。所以轴承箱内还有固定轴承的螺母、花垫、轴承压盖等。轴承箱两端的压盖上还有阻止润滑油外漏的油封。,离心泵润滑要求,离心泵润滑的“三滤五定”是什么意思？ 三滤：一级过滤：大油桶到小油桶；二级过滤：小油桶到油壶；三级过滤：油壶：油壶到设备润滑点。 五定：定时、定点、定质、定量、定人。,密封装置： 为防止液体流出泵外，在泵轴与泵壳之间设有轴封装置。 离心泵常用的轴封装置有填料密封和机械密封。,填料密封原理： 填料密封是将填料装入填料箱之后，拧紧压盖螺栓，经压盖对填料作轴向压缩。由于填料具有塑性，因此产生径向力，并与轴紧密接触。,填料密封结构 1.泵体2.填料3.液封环4.填料压盖5.底衬套,机械密封原理： 机械密封又称端面密封。是指两个光洁精密的平面在介质压力和外力（弹簧力或波纹管）的作用下，相互紧贴，并作相互旋转运动而构成的动密封系统。 其主要原理是将较易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的静密封和端面密封。,1.石墨挡环 2.内六角螺栓 3.9.12.“O”形圈 4.静环底座 5.轴套 6.波纹管弹簧 7.静环 8.动环 10.固定环 11.固定螺栓 波纹管机械密封,机械密封实
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