离心泵在化工生产中的应用

I摘要离心泵的应用是很广泛的，在国民经济的许多部门要用到它。它的使用涉及到各个领域，有工业，农业和能源方面，甚至在军事方面都用到它的很多原理。在化工生产的实际工况中，由于工作的环境恶劣，动力较强，它的震动幅度相对也较大，因此可能会出现各种各样的问题和故障，所以我重点写了离心泵的故障和它产生的原因以及一些处理它的方法。不过之前我先分析了它的基本的知识，首先是它的构造，它的工作原理和在各领域的应用等。关键词：原理，拆卸，安装，应用，故障，排除目录1离心泵的概论………………………………………………………………………11.1离心泵的基本构造…………………………………………………………………11.2离心泵的过流部件…………………………………………………………………21.3离心泵的工作原理…………………………………………………………………31.4离心泵的性能曲线…………………………………………………………………42化工离心泵的应用…………………………………………………………………72.1离心泵在给水排水及农业工程中的应用…………………………………………82.2离心泵在工业工程的应用…………………………………………………………92.3离心泵在航空航天和航海工程中的应用…………………………………………8离心泵在化工生产中的应用II2.4离心泵在能源工程中的应用………………………………………………………103离心泵的拆装………………………………………………………………………113.1离心泵的结构图……………………………………………………………………113.2离心泵一般拆卸步骤………………………………………………………………113.3离心泵的拆卸顺序…………………………………………………………………123.4离心泵泵拆卸注意的事项…………………………………………………………123.5离心泵的装配………………………………………………………………………124常见故障原因分析及处理…………………………………………………………134.1离心泵启动负荷……………………………………………………………………134.2泵不排液……………………………………………………………………………134.3泵排液后中断………………………………………………………………………134.4流量不足……………………………………………………………………………134.5扬程不够……………………………………………………………………………144.6运行中功耗大………………………………………………………………………144.7泵振动或异常声响…………………………………………………………………144.8轴承发热……………………………………………………………………………154.9轴封发热……………………………………………………………………………154.10转子窜动大…………………………………………………………………………154.11发生水击…………………………………………………………………………154.12机械密封的损坏……………………………………………………………………184.13故障预防措施………………………………………………………………………18小结…………………………………………………………………………………………19参考文献……………………………………………………………………………………20致谢…………………………………………………………………………………………2111离心泵概论1.1离心泵的基本构造离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。图1.1离心泵（1）叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。（2）泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。（3）泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。（4）轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂贱，太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！（5）密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。（6）填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的离心泵在化工生产中的应用2空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！在运行600个小时左右就要对填料进行更换。1.2离心泵的过流部件离心泵的过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分。叶轮室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。叶轮按液体流出的方向分为三类：（1）径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮。（2）斜流式叶轮（混流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮。（3）轴流式叶轮液体流动的方向与轴线平行的。叶轮按吸入的方式分为二类：（1）单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）。（2）双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。叶轮按盖板形式分为三类：（1）封闭式叶轮。（2）敞开式叶轮。（3）半开式叶轮。其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。1.3离心泵的工作原理离心泵的工作原理是：离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围当流体到达叶轮外周时，流速非常高（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上离心泵在化工生产中的应用3气缚现象：如果在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上这一现象称为气缚（通过第一章的一个例题加以类比说明）为防止气缚现象的发生，启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满这一步操作称为灌泵为防止灌渗透泵壳内的液体因重力流渗透低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵（4）叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环这此叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高（5）后盖板上的平衡孔消除轴向推力离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵渗透口一侧的轴向推力这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差但由此也会此起泵效率的降低（6）轴封装置保证正常、高效运转在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、效率下降严重时流量为零——气缚通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封1.4离心泵的性能曲线水泵的性能参数如流量Q扬程H轴功率N转速n效率η之间存在的一定的关系。他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线。水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。图1.3水泵的性能曲线离心泵在化工生产中的应用4水泵性能曲线主要有三条曲线：流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—效率曲线。A、流量—扬程特性曲线它是离心泵的基本的性能曲线。比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线。比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。B、流量—功率曲线轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。这个功率主要消耗于机械损失上。此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。C、流量—效率曲线它的曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量的增大，效率也逐渐的增加，但增加到一定数值之后效率就下降了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区。离心泵在化工生产中的应用52化工离心泵的应用化工泵的特点,离心泵的特点,化工离心泵的特点水泵是进行液体输送的机械，化工离心泵是其中的一种，它通过叶轮使流经叶轮的液体受到离心力的作用，提高液体的机械能，从而进行液体输送，它是一个增加液体能量的机器。由于化工生产对水泵的特殊要求，化工离心泵与其他离心泵相比有以下几个特点：(1)能适应化工工艺需要泵在化工生产中，不但要输送液体物料并提供工艺要求的必要压力，还必须保证输送的物料量，在一定的化工单元操作中，要求离心泵的流量和扬程要稳定，保持泵高效率可靠运行。(2)能输送临界状态的液体临界状态的液体，当温度升高或压力降低时，往往会汽化。化工泵有时输送临界状态的液体，一旦液体在泵内汽化，则易于产生气蚀破坏，这就要求泵具有较高的抗气蚀性能。同时，液体的汽化，可能引起泵内动静部分的摩擦胶合，这就要求有关间隙取大一些。为了避免由于液体的汽化使机械密封、填料密封、迷宫密封等因干摩擦而破坏，这类化工泵必须有将泵内发生的气体充分排除的结构。(3)耐腐蚀化工泵输送的介质，包括原料、反应中间物等往往多为腐蚀性介质。这就要求泵的材料选择适当和合理，保证泵的安全、稳定、长寿命运转。(4)耐高温、低温化工泵输送的高温介质，有流程液体物料，也有反应过程所需要和产生的载热液体。例如：冷凝液泵、锅炉给水泵、导热油泵。化工泵输送的低温介质种类也很多，例如：液氧、液氮、甲烷等，泵的低温工作温度大都在一20~一10℃。不管输送高温或低温的化工泵，选材和结构必须适当，必须有足够的强度，设计、制造的泵的零件能耐热冲击、热膨胀和低温冷变形、冷脆性等的影响。(5)耐磨损、耐冲刷由于化工泵输送的物流中含有悬浮固体颗粒，同时泵的叶轮、腔体也有的在高压高流速下工作，泵的零部件表面保护层被破坏，其寿命较短，所以必须提高化工泵的耐磨性、耐冲刷性，这就要求泵的材料选用耐磨的锰钢、陶瓷、铸铁等，选用耐冲刷的钛材、锰钢等。离