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离心泵的技术知识明珠机械在热电、石油、石化、化工及天然气储存及输送等工业过程中，广泛地使用各种管输流体机械，用来增加液体的能量，克服流动阻力，达到沿管路输送的目的。泵和压缩机是最常用的流体机械。输送液体介质并提高其能头的称为泵；输送气体介质并提高其能头的则称为压缩机。泵的用途十分广泛，几乎遍及工、农业各个生产领域。在石油及天然气的储运工作中，离不开管道、储罐、和各种泵。管道是输送工具，储罐是储存设备，而泵则是连接管道和储罐的输送动力。在热电、石油、石化、化工中，泵的种类更是繁多。除大量用以集输、装卸外，在一些辅助性环节中，如油水分离，水力旋流，水循环系统等，都离不开泵。引言泵的分类按原理分类动力式：叶片泵（离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵）喷射泵水锤泵容积式往复泵（活塞泵、柱塞泵、隔膜泵）回转泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、液环真空泵）按用途分通用（工业）泵：离心清水泵、往复泵、计量泵等化工用泵：流程泵，石油、化工、制药等水利用泵：大型轴流泵、混流泵、农用排灌、深井、污水等动力用泵：发电厂、原子能电站，锅炉给水、冷却等特殊用泵：航空航天、医学、科技等容积泵是依靠工作容积的周期性变化来实现流体的增压和输送的。其中活塞（柱塞）式是依靠活塞在缸体内作往复运动而实现工作容积的周期性变化，例如往复泵和计量泵。隔膜式用于液压驱动，利用膜片来代替活塞的作用，回转式是借助于转子在缸内作回转运动来实现工作容积的周期性变化，例如滑片泵、螺杆泵和齿轮泵等。泵的分类叶片泵是依靠旋转的工作叶轮，将机械能传递给流体介质并转化成流体的能头。根据介质在叶轮内的流动方向，主要分为离心式和轴流式，如离心泵、离心压缩机以及轴流泵和轴流压缩机等均属此类。喷射式也可认为属于速度式，但它没有叶轮，依靠一种介质的能量来输送另一种流体介质，如喷射泵等。这些机器各有其特点，适用于不同的生产条件。泵的分类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。离心泵在化工的应用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。离心泵在化工的应用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。离心泵在化工的应用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。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。离心泵在化工的应用【知识目标】掌握离心泵的工作原理以及主要部件的作用；了解离心泵的分类；熟悉离心泵的操作规程；了解离心泵操作特性，以便根据生产工艺要求，合理、正确使用离心泵。离心泵知识点【技能目标】1．能叙述离心泵的工作原理；2．熟悉离心泵的分类、型号；3．知道离心泵轴向力的平衡方法；4．能正确进行离心泵的开停车及运行中的维护操作；5．能针对离心泵运行中出现的问题，找出原因，并提出合理解决办法。离心泵装置示意图二、离心泵的工作原理离心泵在启动之前，泵内应灌满液体，此过程称为灌泵。离心泵启动后工作时，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转。高速旋转的叶轮叶片驱使液体一起旋转，因而产生离心力。在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳送入排出管。液体从叶轮获得能量，使压力能和速度能均增加，并依靠不断增加的能量将液体从泵的出口排出。在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处形成低压，液体在压差作用下，便不断地经吸入管路和泵的吸入室进入叶轮中。这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地给吸入的液体以一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。离心泵的工作原理二、离心泵的工作原理离心泵的工作原理离心泵基本构成离心泵的主要部件有：叶轮、轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环、轴承等组成。如图所示。离心泵的结构离心泵基本结构离心泵的结构离心泵的过流部件是吸入室、叶轮、蜗壳和导轮。其作用简述如下：1．吸入室：吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸入管引入叶轮时流动损失较小，并使液体流入叶轮时速度分布较均匀。2．叶轮：叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。对叶轮的要求是损失最小的情况下使单位质量的液体获得较高的能头。3．蜗壳：蜗壳位于叶轮出口之后，其作用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并把它按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。由于液体流出叶轮时速度很大，为下减小后面管路中的流动损失。故液体在送入排出管以前必须将其速度降低，把速度能变成压力能，这个任务主要由蜗壳（或导叶）来完成，蜗壳在完成上述两项任务时，要求流动损失越小越好。离心泵的结构叶轮的组成叶轮主要由叶片、后盖板、轮毂、前盖板、叶轮密封环、加强筋组成。叶轮的分类叶轮主要有4种形式,（a）开式；（b）半开式；（c）闭式；（d）双吸叶轮离心泵的结构型式闭式半开式开式结构有轮盖和轮盘叶道截面封闭有轮盘，无盖板流道半封闭无轮盘、盖板流道完全敞开优点水力效率高抗堵塞能力强制造简单无堵塞制造简单缺点制造复杂水力效率较低水力效率低适用范围高扬程泵洁净介质含杂质介质浆状粘稠介质叶轮的结构型式和特点蜗壳和导轮蜗壳与导轮的作用，是汇集叶轮出口处的液体，引入到下一级叶轮入口或泵的出口；将叶轮出口的高速液体的部分动能转变为静压能。一般单级和中开式多级泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。离心泵的结构蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道。其流道逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。蜗壳的优点是制造方便，高效区宽，车削叶轮后泵的效率变化较小。缺点形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯曲，在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。蜗壳的材质一般为铸铁。防腐泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料。多级泵压力较大，对材质强度要求较高，其蜗壳一般用铸钢制造。离心泵的结构导轮：导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将液体引向下一级叶轮人口的反向导叶。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能。液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮。导轮上的导叶数多为4—8片，导叶的入口角一般为8°一16°，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。间隙过大，效率会降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。与蜗壳相比，采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外，当工况偏离设计工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致，使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂，所以一般用铸铁铸造而成。离心泵的结构导轮多用于分段式多级离心泵导轮导轮导轮离心泵的结构离心泵的密封主要有密封环和轴向密封密封环（口环）从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄漏，如图为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。密封环磨损后，使径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等。离心泵的结构密封环（口环）的结构形式有三种如图所示图a为平环式，结构简单，制造方便。但密封效果差；图b为直角式的密封环，液体泄漏时通过90°的通道，密封效果较好，应用广泛；图c为迷宫式密封环，密封效果好，但结构复杂，制造困难，一般离心泵中很少采用。密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在0．1—0．2mm之间。离心泵的结构轴向密封装置从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为轴封装置。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。特别在输送易燃、易爆和有毒液体时，轴封装置的密封可靠性是保证离心泵安全运行的重要条件。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点，近年来在化工生产中得到了广泛的使用。离心泵的结构填料密封填料密封指依靠填料和轴(轴套)的外圆表面接触来实现密封的装置。它由填料箱(又称填料函)、填料、液封环、填料压盖和双头螺栓等组成。液封环安装时必须对准填料函上的入液口，通过液封管与泵的出液管相通，引入压力液体形成液封，并冷却润滑填料。填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴(或轴套)的外圆表面接触，防止液体外流和空气吸入泵内。填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖过紧，密封性好，但摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了功耗，严重时造成发热甚至将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加。合理的松紧度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在15—20滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵重液体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。离心泵的结构填料的材质有很多种，可根据要求选择。低压离心泵输送温度小于40℃时，常用石墨填料或黄油渗透的棉织填料；输送温度小于250℃、压力小于1．8MPa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输送温度小于400℃、允许工作压力为2．5MPa的石油产品时，用金属箔包石棉芯子填料。离心泵的结构填料式密封更换方法及调整泄漏量切割盘根时，最好将盘根绕在和轴同样直径的园棒上切割，以保证尺寸正确，切口平行，切口应保持整齐，无松散的石棉线头，接口呈30°；每根盘根应独立用胎具压入盘根箱，头三圈压紧后须盘车转动灵活，再继续安装盘根，选用的盘根宽度应与盘根箱的尺寸一致或大1~2毫米都可以。压装浸油盘根时，第一圈和最后一圈最好压装干石棉盘根以免油渗出。压盘根时，盘根圈的接口必须错开，一盘接口交错120°，盘根刚装压时不宜压的过紧，盘根压盖压入盘根箱的高度一般为一圈盘根的高度，但不小于5㎜，安装压盖时，应使盘根压盖和轴（拉杆）的间隙保持一致，防止安偏，使盘根受力不均匀，同时安装时应注意使填料对准水封孔，以免填料填压水封孔，使水封失去作用。调整泄漏量可通过调整压盖的松紧程度达到，一般调整为10--20滴/分钟。离心泵的结构填料（盘根）的选用离心泵的结构机械密封装