离心泵

流体输送机械（离心泵）流体输送机械在化工生产中的应用①为流体提供动力，以满足输送要求；②为工艺过程创造必要的压强条件；流体输送机械的分类流体输送机械按工作原理分类：离心式（叶轮式）往复式旋转式流体动力作用式根据流体性质的不同分成：输送液体用的泵输送气体用的压缩机（或风机）内容提要离心泵的操作原理和主要部件离心泵的主要性能参数和特性曲线影响离心泵特性的因素第一节液体输送机械其它类型的泵1、定义：液体输送机械就是将能量加给液体的机械，通称泵。2、分类：离心泵：往复泵：旋转泵：流体作用泵：一、离心泵的操作原理和主要部件：1、操作原理：A获能（叶轮）B转能排液（泵壳）C吸液（入口）可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，将动能和静压给予液体，在泵壳内液体的部分动能转变成静压能，使液体获得较高的压力，压出泵体外。2、气缚现象3、主要部件A叶轮：6～12片后弯叶片平衡孔：平衡轴向推力B泵壳（蜗壳）导轮C轴封装置离心泵的结构录像B型离心泵分解动画叶轮种类A按叶轮数目多级泵单级泵B按吸液方式双吸式单吸式C按所产生的压头大小中压泵＝20～50mH2O低压泵20mH2O高压泵50mH2OD按泵轴的位置立式泵卧式泵4、离心泵分类：二、离心泵的主要性能参数轴NNe1、流量（送液能力Q）单位:m3/s2、扬程（H）单位:m3、轴功率（N轴）4、效率（）泵轴叶轮液体gpphgWHe1202-1f2122120h2guugpph能量能量HgQWWNsee1、离心泵的特性曲线：H-Q曲线：N轴-Q曲线：-Q曲线：三、离心泵的特性曲线及影响因素2、影响离心泵性能的因素有：密度N轴=Ne/=QHg/粘度转速Q1/q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3叶轮直径Q`/Q=D2`/D2H`/H=(D2`/D2)2N`/N=(D2`/D2)3四、离心泵的气蚀与允许吸上高度1、离心泵的气蚀现象离心泵运转时液体在泵内的压强变化a）泵入口叶轮入口静压头动压头基本不变,总压头b）叶轮入口叶轮入口转弯点（压强最低点）流体流到叶轮转弯点，消耗能量，静压头，动压头基不变，总压头c）叶轮转弯点叶轮出口叶轮对流体做功，静压头动压头总压头d）叶轮出口泵出口泵壳流道渐大，动压头一部分转换为静压头，静压头流动又消耗能量,动压头总压头汽蚀现象从上述分析可以看出，在叶轮入口转弯处存在一个压强最低点。如果此处附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体就会在该处发生汽化并产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生几万KPa的压强，冲击频率可高达几万次之多，由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为“汽蚀现象”。离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵入口处的压力差造成，当吸入液面压力一定，而泵入口处的压力必须大于输送温度下液体的饱和蒸汽压，即压力差是有限的，由于液体流动的推动力有限，因此泵的吸上高度也有一个最大限度，称为最大吸上高度。泵的安装位置不允许超过这一高度。离心泵的气蚀2、离心泵的允许吸上高度（允许安装高度）指泵的吸入口与吸入液面间可允许达到的最大垂直距离Hg。设泵在最大吸上高度上操作，液面压力P0，泵入口处压力P1，泵入口处流体流速u，密度，吸入管损失压头Hf。从吸液面0-0至泵入口1-1列柏氏方程P0/g+u02/2g+z0=P1/g+u12/2g+z1+Hf可以看出，当z1上升，Hf0-1上升，则P1下降一直下降到气蚀允许的最小绝压，就不能再下降，否则就产生气蚀，则此时z1-z0=Hg(u0=0)Hg=(P0-P1)/g-u12/2g-Hf,0-1对于敞口的贮槽P0=PaHg=(Pa-P1)/g-u12/2g-Hf,0-1为了确定离心泵的允许安装高度，在国产的离心泵标准中，采用两种指标来表示泵的抗气蚀性能。1)离心泵的允许吸上真空度2)气蚀余量1)离心泵的允许吸上真空度为了避免气蚀现象，泵入口处压强应为允许的最低绝对压强，则Pa-P1为泵人口处的最高真空度。令Hs`=(Pa-P1)/gHs`——离心泵的允许吸上真空度，是指在泵人口处可允许达到的最高真空度，m液柱。Hg=Hs`-u12/2g-Hf0-1Hs`=[Hs+(Ha-10)-(PV/9.81×103-0.24)]×1000/(a)、当输送与实验条件不同的清水时，可化简为：Hs1=Hs+(Ha-10)-(HV-0.24)(b)、当输送与实验条件不同的其他液体时Hs`=Hs×H2O/2)气蚀余量为了防止气蚀现象发生，在离心泵人口处液体的静压头P1/g与动压头u12/2g之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压头PV/g某一最小值，即h=P1/g-u12/2g-Pv/gP1/g-u12/2g=h+Pv/gHg=P0/g-h-Pv/g-Hf,0-1Hg=Hs`-u12/2g-Hf,0-1=(Pa-P1)/g-u12/2g-Hf,0-1h`=h为了保证泵在运转时不发生气蚀Hg实际=Hg计算-(1～0.5)m当离心泵发生气蚀时，我们可以通过以下几个方面进行考虑：当地大气压Pa,Hs`,Hg,易气蚀Hg,易气蚀吸入管Hf,0-1,易气蚀(故一般离心泵的吸入管比排出管粗)密度,Hs`,易气蚀液体温度T,饱和蒸汽压,易气蚀五、离心泵的工作点及流量调节1、管路的特性曲线管路的特性曲线是表示一定的管路系统所必需的有效压头He与流量Qe的关系。在一稳定流动系统中，在1-1、2-2列柏努利方程式得：He=Z+P/g+u2/2g+Hf当管路系统一定时，Z与P/g均为定值，上式可整理成如下形式：He=K+BQe2此式表示在特定的管路中，送液量Qe与所需压头He的关系称此式为管路特性曲线方程。将此关系标绘在图上，即可得He—Qe曲线。2、离心泵的工作点当离心泵安装在一管路中，泵所提供的流量与压头（H-Q）,应与管路所要的流量与压头(He-Qe)相一致。若将(H-Q)与(He-Qe)绘于同一图中，则两曲线的交点即为工作点。3、离心泵的流量调节对一台泵而言，其特性曲线H-Q是不会变的，而管路特性曲线可变。当原工作点所提供的流量不满足新条件下所需要的送液量时，即应设法改变原工作点的位置，即需要进行流量调节。流量调节方法有：1)在离心泵出口管路上安装一调节阀，改变阀门开度，即改变He=K+BQ2中之B值。优点：操作简便、灵活。缺点：阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增加，并可能时泵不在最高效率区域中工作。故此种调节方法多用于流量调节幅度不大，而经常需要调节的场合。2)改变泵的特性曲线，如改变叶轮转速、切削叶轮等。用这种方法调节流量在一定范围内可保持泵在高效率区域中工作，能量利用较经济，但不方便，需用变速装置，故应用不广。六、离心泵的并联与串联操作1、串联假若将两台型号相同的泵串联操作，则每台泵的压头和流量也是各自相同的因此在同一流量下，两台串联泵的压头为每台泵的两倍。H串=2H单两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍。H串2H2、并联将两台型号相同的泵并联操作，且各自的吸入管路相同，则两泵的流量和压头必各自相同，在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍。Q并=2Q单两台泵并联操作的总流量必低于原单泵流量的两倍。Q并2Q3、组合方式的选择1、对于管路特性曲线较平坦的低阻管路，采用并联组合，可获得较串联组合高的流量和压头。2、对于管路特性曲线较陡的高阻管路，采用串联组合，可获得较并联组合高的流量和压头。3、对于(Z+P/g)值高于单泵所能提供最大压头的特定管路，则必须采用串联组合方式。七、离心泵的类型与选择1、类型按输送液体的性质按叶轮吸入方式按叶轮数目水泵耐腐蚀泵油泵杂质泵双吸式单吸式单级泵多级泵2、型号说明4B29A4––泵吸入口直径（英寸）B––单级单吸悬臂式离心泵29––泵安装最大叶轮而效率最高时的扬程A––该型号的叶轮直径比基本型号4B29的叶轮直径小一级，即基本叶轮第一次切割。3、选择1)确定输送系统的He与Qe。Qe（一般已知）He（由柏努利方程求得）2)选择泵的类型与型号。液体的性质和操作条件确定泵的类型。由He-Qe选泵型号。3)核算泵的轴功率。N=(HQ)/(102)离心泵操作与保养规程1.离心泵操作规程1.1前期准备与检查（1）检查机泵周围有无妨碍运转的杂物。（2）检查电气设备和接地装置是否完好。（3）检查机泵各部位螺丝是否紧固，地脚螺丝是否紧固。（4）检查联轴器是否同轴（同心），断面间隙是否合适。（5）检查机泵润滑油油质是否合格，润滑油是否充足。（6）盘泵3～5圈，转动是否灵活，有无卡阻现象。（7）检查联轴器护罩，应安装牢靠。（8）启泵前与有关岗位进行联系，倒好流程。（9）打开泵进口阀门，让泵内充满液体；打开放空阀门，排空泵体及管线内气体，同时活动出口阀门，便于操作。1.2启动与运行操作（1）接到通知后，按启动按钮启泵，当泵压上升到额定扬程以上并稳定后（泵压上升稳定），逐渐打开泵出口阀，根据生产需要，调节好泵压和流量。（2）检查各仪表指示是否正常，电动机的实际工作电流不允许超过额定电流。（3）检查轴承及电机温度，不超温。（4）检查各阀门法兰及轴封，动密封点不渗不漏，静密封点符合要求。（5）泵运行正常后，与相关岗位联系，随时注意罐液位变化，防止泵抽空，并挂上运行牌。（6）每2小时对机泵进行检查，记录相关生产数据，做好全部记录。1.3停止操作（1）接到停泵通知后，先缓慢关闭泵出口阀门，然后按停止按钮。关小泵出口阀门，当电流下降接近最低值时，按停止按钮，然后关闭进出口阀门。（2）对有冷却水循环的离心泵，冬季应做好停泵后的防冻工作。（3）做好停泵记录，通知相关岗位。（4）紧急停泵。正常运行中，出现下列情况之一，应紧急停泵：1）由于设备运行而引起的人身事故。2）泵或电机温度超过规定值。3）机泵出现不正常响声及剧烈振动。4）电机电流突然波动10%以上。5）泵出现严重刺漏或输送管线破裂。6）供液中断、泵出现抽空或汽蚀现象。7）运行设备着火。1.4其它注意事项1）冬季露天运行的离心泵要采取保温措施或者是放空，避免冻裂泵体。2）大于500kW电动机在冷态下启动，每次间隔时间不得少于15分钟；在热态下每次间隔时间不得少于30分钟。2.离心泵保养规程设备保养采用“强制保养”和“按需保养”的原则进行。所谓强制保养就是按照各级保养规程，根据运转周期强制对设备进行检查维护保养。所谓按需保养就是根据设备状态监测结果，进行有针对性的维护保养。2.1例行日常保养运转周期8±8h，由岗位（小班）操作员工独立进行。其作业范围：（1）设备现场的整理、整顿、清扫、清洁。（2）设备各部位紧固、防腐。（3）检查、添加润滑油脂。(4)采用盘根密封的，应及时调整，控制泄漏量在规定范围内。（5）清洗进口过滤器滤网（可根据实际情况调整保养周期）。2.2一级保养运转周期为400±24h，以岗位小班操作员工为主，在岗位维修大班员工指导下进行。其作业范围为：（1）完成日常保养内容。（2）保养与设备配套的阀门。（3）检查更换过期、失灵的压力表。（4）检查更换盘根。（5）检查更换润滑油脂。2.3二级保养运转周期为3000±24h，以岗位维修大班员工为主，岗位小班操作员工参与，在现场设备主管干部的指导下进行。其作业范围为：（1）完成一级保养内容。（2）检查更换平衡盘、叶轮。（3）检查更换机械密封。（4）检查更换联轴器（5）调整机泵同轴(心)度、更换弹性垫块或减振圈。（6）检查电动机、泵的轴承并加注润滑脂。2.5其它注意事项（1）设备保养要避免“保养过剩”和“保养不足”两种极端现象出现。（