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水务中心运保室水务中心机械设备基础知识主讲：黄琦中国石化仪征化纤股份有限公司水务中心Contents1泵2压缩机3离心机4其他设备5水泵巡检中主要内容Chapterone第一章泵第一章泵1.1泵分类及用途1.2离心泵的结构及工作原理1.3离心泵的工作特性1.4离心泵的启动与运行1.5其他泵概述内容提要定义泵是把机械能转换成液体的能量，用来增压输送液体的机械。1.1泵分类及用途高压泵(高于6MPa)中压泵(2~6MPa)低压泵（低于2MPa）另外，按压力分为回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵其他类型泵：喷射泵、水锤泵、真空泵往复泵：活塞泵、拄塞泵、隔膜泵容积式泵叶片式泵（透平式泵）：离心泵、轴流泵、混流泵、漩涡泵1.1泵分类及用途1.1泵分类及用途用途：泵的种类很多，应用面很广，属于通用机械。泵应用范围：水利、农业、化工、石油、采矿、造船、城市、环保、医药、卫生、军事、交通、各类厂矿等。其中离心泵占95%以上。1.2离心泵的结构及工作原理特点：优点：⑴排量大、平稳均匀。⑵结构简单、紧凑，尺寸小，重量轻。⑶易损件少，检修、管理和使用方便。⑷可与高速电机直接驱动，速度越高，压头越高。⑸容易实现多级，满足高压头。如：高压水泵：11级，H=2300m电动潜油离心泵：180、201、330、453、526级，H=2000~3500m。高速泵：n=10000r/min,单级扬程：H=1150mn=25000r/min,单级扬程：H=1760m1.2离心泵的结构及工作原理特点：缺点：⑴不适应小流量工况。⑵同功率下没有往复式泵的压力高。⑶输送高粘度、含砂、杂质液体的问题多。⑷泵吸入管与泵腔内需要灌满液体后启动。1.2离心泵的结构及工作原理1、典型结构及工作原理1.2.1.1离心泵的典型结构、分类及命名方式离心泵基本组成轴蜗壳吸入室叶轮1.2.1.1离心泵的典型结构核心部件：叶轮闭式叶轮——清水泵半开式叶轮——污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵开式叶轮——轴流泵。双吸叶轮——双吸清水泵。1.2.1.1离心泵的典型结构工作原理:与离心式压缩机工作原理相同。靠叶轮的高速旋转，由叶片拨动液体旋转，使液体产生离心力，离心力使液体产生动能和压能，实现机械能向液压能（液力能）的转化。吸入原理：叶轮中心被吸空后，形成真空，液体在外界大气压力的作用下，推动液体沿吸入管进入泵轮。1.2.2离心泵的工作原理离心泵的类型很多，可按使用目的、介质种类、结构型式等来进行分类。这里主要介绍按结构型式作如下分类：1、按流体吸入叶轮的方式：单吸式泵双吸式泵2、按级数分：单级泵多级泵⑴单级泵：悬臂式单叶轮结构。⑵多级泵：2~526个叶轮。3、按泵体型式分：蜗壳泵筒形泵4、按主轴安放形式分类：卧式泵立式泵斜式泵1.2.1.2离心泵的分类目前，中国对于泵的命名方式尚未有统一的规定。但在国内大多数泵产品已逐渐采用汉语拼音字母来代表泵的名称，其组成方式如下：1.2.1.3离心泵的命名1.2.1.3离心泵的命名1.2.1.3离心泵的命名吸入口直径mm扬程m第一次切割单级单吸泵如：IS250-30A↑↑↑↑1.2.1.3离心泵的命名吸口直径mm多级泵扬程m级数例子：150D60×5↑↑↑↑1.2.1.3离心泵的命名扬程流量轴功率汽蚀余量转速效率性能参数1.3离心泵的工作特性1.3.1气蚀发生的机理及严重后果1.3.1气蚀发生的机理及严重后果危害:汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果。•汽蚀使过流部件被剥蚀破坏;•汽蚀使泵的性能下降;•汽蚀使泵产生噪音和振动;•限制流速的提高。必需汽蚀余量泵必需的汽蚀余量是表示泵入口到叶轮内最低压力点K处的静压能量头降低值，用NPSHr表示。临界汽蚀余量刚好发生汽蚀的汽蚀余量，用NPSHc表示。允许汽蚀余量考虑安全余量的汽蚀余量，用[NPSH]表示。1.3.2气蚀余量及汽蚀判别式汽蚀判别式NPSHaNPSHr泵不发生气蚀NPSHa=NPSHr泵开始发生气蚀NPSHaNPSHr泵严重气蚀1.3.2气蚀余量及汽蚀判别式1.3.3气蚀的预防措施提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施，一种是改进泵本身的结构参数或结构型式，使泵具有尽可能小的必需汽蚀余量NPSHr；另一种是合理地设计泵前装置及其安装位置，使泵入口处具有足够大的有效汽蚀余量NPSHa，以防止发生汽蚀。（a）提高离心泵本身抗汽蚀的性能1.改进泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计2.采用前置诱导轮3.采用双吸式叶轮。4.设计工况采用稍大的正冲角5.采用抗汽蚀的材料1.3.3气蚀的预防措施（b）提高进液装置汽蚀余量的措施1.增加泵前储液罐中液面上的压力2.减小泵前吸上装置的安装高度3.将吸上装置改为倒灌装置4.减小泵前管路上的流动损失1.3.3气蚀的预防措施（c）运行防止汽蚀的措施1.低转速运行2.禁吸入处阀调节3.发生汽蚀：减速或减流281.3.4离心泵性能调节离心泵运行工况的常用调节1.转速调节2.泵的并联或串联调节3.闸阀调节4.液位调节5.旁路分流调节运转启动暖泵冲水启动前准备1.3.5离心泵启动与运行巡检NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.11.5.1轴流泵1.5.1轴流泵（1）轴流泵的工作特点以及应用场合特点是流量大、扬程低、效率高。一般流量为0.3～65m3/s，扬程通常为2～20m。轴流泵可用于水利、化工、热电站输送循环水、城市给排水、船舶喷水推进器等。（2）应当指出的是，轴流泵的启动操作与离心泵是不同的。其启动时排液管上的闸阀必须全开，以减小启动功率。否则难以启动，且有烧坏电机的危险。NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.21.5.2往复活塞泵1.5.2往复活塞泵1.流量只取决于泵缸几何尺寸（活塞直径D、活塞行程S）、曲轴转速n，与泵的扬程无关。2.只要原动机功率足够、密封性能好，零部件强度足够，可以达到很高的扬程。3.需要开阀启动，自吸性能好。4.排除流量脉动造成流量不均匀。5.适用于输送压力高，流量小的各种介质。一般适用在流量小于100m3/h，排出压力大于10MPa的场合，以及黏性液体。NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.31.5.3螺杆泵1.5.3螺杆泵1、输送液体平稳、无脉动、无搅拌、振动小、噪音低。2、可以输送各种清洁或含有固体小颗粒的低粘度或高粘度介质（一般颗粒直径小于0.12-0.2mm）。3、正确的选用材料，甚至可以输送很多有腐蚀性的介质。4、轴端采用机械密封或波纹管机械密封，具有寿命长、泄漏少、适用范围广的特点。5、最高工作压力4.0MPa，温度范围-20～120℃，流量范围1～1000m3/h。NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.41.5.4滑片泵1.5.4滑片泵滑片泵具有结构轻便、尺寸小的特点，但滑片和泵内腔容易磨损。其应用范围广，流量可达5000L/h。常用于输送润滑油和液压系统，适宜于在机床、压力机、制动机、提升装置和力矩放大器等设备中输送高压油。NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.51.5.5齿轮泵1.5.5齿轮泵1.齿轮泵是一种容积式泵，它没有进水阀，流量要比活塞泵更均匀，构造简单，工作可靠，维护保养方便。一般都具有输送流量小和输出压力高的特点。2.齿轮泵用于输送黏性较大的液体，如润滑油和燃烧油，不宜输送黏性较低的液体（如水和汽油等），不宜输送含有颗粒杂质的液体（影响泵的使用寿命）。NO.11.5其他泵概述1.5.1轴流泵NO.61.5.6水环式真空泵1.5.6水环式真空泵水环式真空泵在叶轮与泵壳中形成偏心，泵壳内注满一定量的水，叶轮旋转使水形成水环。相邻叶片(图中红色叶片)旋转时，与水环形成的空间变大即进气，空间逐渐变小，即空气被压缩。多组相邻叶片，即多组往复压缩。Chaptertwo第二章压缩机第二章压缩机2.1压缩机概述2.2离心压缩机2.3轴流式风机2.4罗茨风机2.5各压缩机的特性比较内容提要1压缩机的分类与命名2各种压缩机的特点和适用范围2.1压缩机概述表2-1各种压缩机热力性能与结构特点的比较名称往复式回转式离心式轴流式排气压力/MPa一般0.2～32最高700一般0.2来～32最高4.5一般0.2～15最高70一般0.2～0.8容积流量/（m3/min）0.1～400最小0.010.1～50010～3000200～10000调节性能排气压力稳定排气压力稳定排气压力随流量变化排气压力随流量变化绝热效率较高一般一般较高结构、零部件复杂较简单简单简单可靠性一般高高高寿命一般较长长长制造要求一般大多很高高高安装维修较复杂较简单较简单较简单工作腔润滑有、无有、无无无气体带液适应性差强不可不可•综合各种性能可以看出离心式压缩机有多种性能和结构优势，因此使用的场合也较为广泛，本课以离心式压缩机为主。2.1.2各种压缩机的特点和适用范围2.2.1离心压缩机的工作原理叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流出，并进入压出室；在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室进入叶轮；叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心压缩机的连续工作。2.2.2离心压缩机的典型结构2.2.2离心压缩机的典型结构1水平剖分型2筒型3等温型Diagram3栏2.2.2离心压缩机的典型结构水平剖分型Diagram3栏2.2.2离心压缩机的典型结构筒型Diagram3栏2.2.2离心压缩机的典型结构等温型单级离心压缩机一般结构多级压缩机的级•级是离心压缩机使气体增压的基本单元，有三种型式，即：首级、中间级、末级。气缸隔板径向轴承密封叶轮主轴平衡盘止推轴承主要组件离心鼓风机的组成结构气缸是压缩机的壳体，又称为机壳。由壳体和进排气室组成，内装有隔板、密封体、轴承等零部件。对它的主要要求是：有足够的强度以承受气体的压力，法兰结合面应严密，主要由铸钢组成。气缸离心鼓风机的组成结构隔板是形成固定元件的气体通道。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口。中间的隔板用处有2个，一是形成扩压室，使气体流出后具有的动能减少，转变成压强的增高：二是形成弯道流向中心，流到下级叶轮入口。排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压式之外，还要形成排气室。隔板离心鼓风机的组成结构叶轮是离心式压缩机对气体介质做功的唯一元件。叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的扩压流动，在流出叶轮时，气体的压力、速度和温度都得到提高。叶轮离心鼓风机的组成结构叶轮按结构型式叶轮分为开式、半开式、闭式三种，在大多数情况下，后二种叶轮在压缩机中得到广泛的应用。叶轮离心鼓风机的组成结构主轴是压缩机的关键部件，主要起到装配叶轮、平衡盘、推力盘的作用，通过联轴器与驱动机相连，是转子部分的中心部位。叶轮离心鼓风机的组成结构主轴平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装在缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压力，另一侧常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫密封装置，使盘两侧维持压差。叶轮离心鼓风机的组成结构平衡盘高速运行的转子，始终作用着由高压端指向低压端的轴向力。平衡轴向力主要是减少轴向推力，减轻止推轴承负荷，一般情况下轴向力的70％通过平衡措施消除，剩余30％由止推轴承负担。叶轮离心鼓风机的组成结构止推轴承径向轴承是影响其安全工作和使用率的关键零件之一，常用可倾瓦轴承，可倾瓦支撑轴承包括沿中心线剖分的圆柱形轴承套和五个可倾斜的扇形轴瓦，瓦块可以使转子偏心，可以优化轴承瓦块上的载荷分布情况，并且形成更好的油楔。叶轮离心鼓风机的组成结构径向轴承密封是压缩机的重要部件之一,常用的密封形式有：迷宫密封，浮环密封，机械密封，干气密封等。叶轮离心鼓风机的组成结构密封2.2.2性能与调节(1)压缩机的性能压缩机喘振现象2.2.2性能与调节(1)压缩机的性能1、压缩机的工况极不稳定，压缩机的出口压力和入口流量周期性的大幅度波动，频率较低，同时平均排气压力值下降。2、喘振有强烈的周期气流声，出现气流吼叫。3、机器强