机泵基础知识及操作注意事项课件.ppt
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1、中大公司中大公司机泵技术知识培训机泵技术知识培训2013年年 9月月2惠州炼油分公司惠州炼油分公司泵的基础知识泵的基础知识1.泵的概述2.离心泵的介绍3.螺杆泵的介绍4.屏蔽泵的介绍5.往复泵的介绍3惠州炼油分公司惠州炼油分公司泵的基础知识泵的基础知识6.离心泵的操作7.计量泵的操作8.螺杆泵的操作4惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.1 泵的概念 通常把提升液体、输送液体或给液体增加压力,即将原动机的机械能转化为液体能量的机器统称为泵。现在,泵作为一种通用机械,在国民经济各个领域中都得到了广泛的应用。农业的灌溉和排涝,城市的给水和排水都需要泵。在工业生产的各个部门中,泵更是不可缺少的设备。5惠州
2、炼油分公司惠州炼油分公司1.1 泵的概念 例如在城市的高楼中需要变频供水泵装置、消防泵、喷淋泵、管道泵、多级泵、热水屏蔽泵等。在动力工业中需要锅炉给水泵、强制循环泵、循环水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵等;在化学工业中需要耐腐蚀泵、流程泵、屏蔽泵、磁力泵、计量泵等。以前,泵只是用来输送常温清水,所以称为水泵。现在,泵除了可以输送各种常温液体外,还可以输送温度高达400甚至600的液体和液态金属;也可以输送温度为零下200左右的液态氧、液态氢等低温液体。6惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.1 泵的概念7惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.1 泵的概念8惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类9惠州炼油
3、分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类单吸、双吸泵外形图片单吸双吸外形有何区别?10惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类单级、多级泵外形图片单级泵多级泵11惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类卧式、立式泵外形图片卧式立式12惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类叶片泵 依靠叶轮对液体的动力作用,将能量连续地传递给液体,使液体的速度能和压力能增加,然后通过压出室将大部分速度能转换为压力能。离心泵、轴流泵、旋涡泵13惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类容积式泵 依靠液体在工作空间容积的周期性变化,将能量周期性传递给液体,使液体的压力增加至把液体强制排出。往复泵:隔膜泵、
4、柱塞泵转子泵:齿轮泵、螺杆泵等14惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类其他类型的泵 喷射泵:利用一种液体或汽体作为动力输送另一种液体。电磁泵:用电磁力输送电导体。15惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的分类16惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.2 泵的其他分类工艺流程泵 进料泵、回流泵、循环泵、塔底泵、产品泵等公用工程泵 锅炉给水泵、冷凝液泵、热水泵、凉水塔用泵、消防泵等辅助用泵 润滑油泵、密封油泵、液压传动用泵等管道输送泵 输油管线用泵、装卸车用泵等17惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.3 石化行业泵的特点1、操作条件较苛刻,输送液体品种繁多 温度、压力、流量各异;易燃、易爆、易挥发
5、、有毒性;粘度;腐蚀性;催化剂颗粒。要求泵的密封严密、泄漏量少;操作安全,可靠性高,运行周期长,节能;检维修方便,投资少。18惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.3 石化行业泵的特点2、泵的用量大、品种多 国内一个深度加工的炼油厂,用泵800台左右,其中离心泵约占75%。惠炼泵为1232台。一套60kt/a苯乙烯装置,离心泵91台,高速泵8台,计量泵7台,齿轮泵34台,共115台。19惠州炼油分公司惠州炼油分公司1.3 石化行业泵的特点3、泵质量提高 目前国产泵基本可以满足炼油厂的要求,只有少量泵需要进口。国产泵近年来有新的进展,主要表现在流程泵的品种和规格增多,依靠引进技术生产的泵已系列化。20
6、惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.离心泵的介绍插入动画、剖面图、现场图片 离心泵在化工生产中应用最为广泛,这是由于其具有性能适用范围广(包括流量、压头及对介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点。21惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.1 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 当离心泵启动后,泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动,迫使预先充灌预先充灌在叶片间液体旋转,在惯性离心力的作用下,液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得了能量,静压能增高,流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后,由于壳内流道逐渐扩大而减速,部分动能转化为静
7、压能,最后沿切向流入排出管路。22惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.2 离心泵的主要性能参数 1.流量(流量(Q Q):表示单位时间内机器所能提供的流体容积或质量的多少。m3/h或kg/h 2.扬程(扬程(H H):是表征流体被加压的强度或提高能量的程度的参数。m 3.功率(功率(N N):表示流体机械单位时间的功耗,有机械的内部功率、轴功率及驱动机功率等。KW 4.效率(效率():表示流体机械工作时间能量利用和传递完善性及经济性的指标。%5.转速(转速(n n):常以机器每分钟的转数表示。RPM23惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.2 离心泵的性能曲线关死点扬程最高关死点轴功率最低,关出口阀启泵
8、流量增大时泵的必需汽蚀余量增大,较易汽蚀24惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 1-泵体;2-泵盖;3-叶轮;4-轴;5-密封环;6-叶轮螺母;7-止动垫圈;8-轴盖;9-填料压盖;10-填料环;11-填料;12-悬架轴承部件 离心泵的典型结构示意图25惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 典型离心泵的结构如图。主要由泵体、泵盖、轴、叶轮、轴承、密封部件和支座等构成。有些离心泵还装有导叶、诱导轮和平衡盘等。由原动机带动固定在轴上的叶轮旋转,使叶轮中的液体获得能量。为防止液体从泵壳等处泄漏,在各密封点上分别装有密封或轴封。轴承及轴承旋架支持着轴。整台泵和电机安装在一个底
9、座之上。离心泵的典型结构26惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构单级悬臂式泵示意图27惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构叶轮类型示意图28惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构叶轮 叶轮按其结构可分为闭式叶轮(a)、半开式叶轮(b)和开式叶轮(c)。闭式叶轮由前盖板、后盖板和若干叶片组成。这种叶轮适用于清洁液体,对应的泵效率高,但制造略复杂。大多数离心泵都采用闭式叶轮。半开式叶轮只有后盖板和叶片,无前盖板,流道是半开式的。这种叶轮适用于输送含有固体颗粒及杂质的液体,制造比较简单,但泵的流动效率低。开式叶轮无前后盖板,流道完全敞开,适用于输送浆状、糊状液体,效
10、率低。29惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构单吸叶轮上一般开有平衡孔用来消除泵的轴向力30惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构泵壳 泵体的外壳多制成蜗壳形,它包围叶轮,在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道。泵壳的作用有:1、汇集液体,即从叶轮外周甩出的液体,再沿泵壳中通道流过,排出泵体;2、转能装置,因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致,减少了流动能量损失,并且可以使部分动能转变为静压能。31惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构轴封 在离心泵中,为了密封泵轴穿除泵壳的间隙,经常采用的密封形式有填料密封和机械密封。现装置中除清洁水泵外均已
11、采用机械密封。32惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构填料密封结构示意图1-泵盖;2-填料;3-填料环;4-填料压盖;5-轴盖;33惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构填料密封结构及特点 如上图,填料密封设有液封环,将清水或其它无害的液体注入填料中间的液封环,可以起到阻止泵内流体向外泄漏、润滑及冷却的作用。在密封环前后压有填料,靠填料压盖螺栓将其压紧。近年来,在填料密封中,采用柔性石墨填料取得了比较满意的效果。其主要优点是:摩擦系数低,自润滑性能好。34惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构机械密封示意图1-静环;2-动环;3-压盖;4-弹性元件;5-动环座;
12、6-紧定螺钉;7、8-辅助密封;9-防转销;35惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构机械密封及组成 机械密封又称端面密封,它是靠一组研配的密封面而形成动密封的。机械密封的种类很多,但工作原理基本相同,机械密封主要包括以下几部分:主要密封元件:动环、静环。动环与泵轴一起旋转,静环固定在压盖内,用防转销来防止转动。靠动环与静环的端面贴合来进行密封。36惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构机械密封组成 辅助密封元件:它包括各静密封点所用的密封圈(o型、v型圈、柔性石墨垫)压紧元件:弹簧、推环等,根据压紧元件的不同,机封可分为单弹簧、多弹簧、波纹管等形式。传动元件:传动座及键或
13、固定螺钉。37惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 从上图可看出:机械密封中一般有四各可能泄漏点A、B、C、D。密封点A在动环与静环的接触面之间。它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上,以阻止泄漏。两环的接触面上总会有少量液体渗漏,它可以形成液膜,一方面可以阻止泄漏,另一方面又可以起润滑作用。为保证两环端面贴合良好,两端面必须平直光洁。机械密封泄漏点38惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 机械密封泄漏点 密封点B在静环与压盖之间,属于静密封点。用有弹性的O形(V形)密封圈置于静环和压盖之间,靠弹簧力使此弹性密封圈变形而密封。密封点C在动环和轴之间,此处也属于静
14、密封,考虑到动环可以沿轴向串动,可采用具有弹性和自紧性的V型密封圈进行密封。39惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 密封点D在静环压盖与泵体之间,也是静密封,可以用密封圈或垫片作为密封元件。从以上密封情况可见,机械密封的特点是将容易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的静密封和端面径向接触的动密封。机械密封泄漏点40惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 机械密封的特点 机械密封的主要优点是:泄漏量小,泄漏量仅为填料密封的1%;寿命长,一般可以连续使用12年;与填料密封相比,对轴的精度和表面粗糙要求相对比较低,对轴的振动敏感性相对小,而且轴不受磨损;机械密封摩擦功耗相对小。但机
15、械密封造价较高,对密封元件的制造要求及安装要求较高,因此多用于对密封要求较严格的场合。41惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 42惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 双端面串联机械密封 双端面串联机械密封:机械密封除主密封外还包括一个辅助密封,其结构和普通机械密封结构相同。在主密封和辅助密封之间有一股循环的辅助密封液,辅助密封液存放在辅助密封液罐内。当主密封泄漏,则泄漏的物料漏至辅助密封液罐内,不会直接泄漏到大气。既保护了环境,也可以避免大量物料泄漏引起火灾。43惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构44惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构干气
16、密封示意图 45惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 串联式干气密封 干气密封是在传统机械密封基础上生产的一种新型非接触式密封,它利用流体动力学原理。通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触运行,与机械密封相比,干气密封具有:.寿命长,运行稳定可靠。.密封功率消耗小;.气体泄漏量小;可实现介质零溢出,以及密封辅助系统简单、可靠,使用中不需要维护等特点。46惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构干气密封的工作原理 干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径向中心,径向分别朝着密封堰流动。由于密封堰的截流作用,进入密封面的气体被压缩,压力升高。在该压力的作用
17、下,密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜,此气膜厚度一般在3微米左右。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时,该气膜厚度十分稳定。47惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构干气密封应用工况 工艺介质为有毒、易挥发时。密封摩擦副端面难以形成和维持连续、稳定的流体膜,从而导致因流体膜汽化引起干摩擦,造成密封面磨损。因此,普通的机械密封在使用过程中由于磨损严重造成突然喷漏的状况时有发生。48惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构轴承 轴承和轴承箱等共同组成转子的支撑系统。按结构轴承可分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承按轴承的形状可分为深沟球轴承、推力球
18、轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、滚锥轴承、自动离心滚子轴承等等;按轴承的滚动体列数可分为单列轴承、双列轴承、四列轴承等等。滑动轴承可分为水平剖分的上下分半式或可倾瓦块组成。49惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构常见SKF轴承代号 离心泵常用的轴承类型有以“6”开头的深沟球轴承,能承受泵的径向载荷和一部分轴向载荷;以“7”开头的推力球轴承,主要承受泵的轴向(推力)载荷,需成对使用;以“NU”开头的圆柱滚子轴承,只承受径向载荷。50惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构 51惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构滑动轴承 52惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心
19、泵的结构滚动轴承的应用极限53惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构联轴器 联轴器是将泵与驱动机连接的组件。现装置中的离心泵主要采用膜片联轴器。膜片联轴器是一种以扰性元件来传递扭矩的传动装置,具有耐热、耐腐蚀、无需润滑,使用寿命长,可吸收轴向偏差、降低安装要求、缓和冲击、减轻振动、避免发生危险性批坏等优点。54惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.3 离心泵的结构膜片联轴器 55惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.4 离心泵的辅助系统润滑 转动设备运转过程中,其支撑系统动静部分如果直接摩擦,会产生大量的热,如果不及时带走,会导致轴承、轴瓦的严重损坏。如果动静部分在高温下发生咬合,则会抱轴甚至导
20、致转子与定子部分的碰撞,造成大的设备事故,影响装置的安稳长满优运行。由此,转动设备的润滑就显得尤为重要,日常巡检中也是一项重点检查内容。56惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.4 离心泵的辅助系统常见的润滑剂及润滑类型 常见的润滑剂包括润滑油、润滑脂、石墨等。离心泵的润滑包括传统的油浴润滑、油雾润滑以及驱动电机的脂润滑。大功率电机、高速泵常采用强制润滑系统(滑动轴承)。57惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.4 离心泵的辅助系统润滑油的管理三级过滤:大油桶小油桶油壶润滑点五定:定点、定时、定质、定量、定人58惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.4 离心泵的辅助系统循环冷却水 泵在运转中,润滑油带走轴承滚动
21、产生的热量同时会导致润滑油温度的升高,润滑油变稀(粘度下降),润滑效果变差。为保证合适的润滑油温度,润滑油需与循环水换热。有的高温泵有泵座及泵壳水冷夹套的设计也需要循环水。机械密封冲洗液在注入机械密封前通常也需要与循环水换热以保持较低的冲洗液温度,延长密封的使用寿命。59惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.5 离心泵的气缚与汽蚀 若在离心泵启动前没向泵壳内灌满(排灌满(排气的必要性)气的必要性)被输送的液体,由于空气密度低,叶轮旋转后产生的离心力小,叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压,因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸能力,此现象称为气缚。吸入管路安装单向底阀是为了防止启动前
22、灌入泵壳内的液体从壳内流出。空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚。气缚60惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.5 离心泵的气缚与汽蚀汽蚀 当吸入容器压强一定时,若泵吸入口的压强越低,则吸上高度就越高,但是泵吸入口的低压是有限制的。当在泵的流通(一般在叶轮入口附近)中液体的静压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸汽压时,液体将部分气化,产生气泡。含气泡的液体进入高压区后,气泡就急剧凝结或破裂。因气泡的消失而产生了局部真空,周围的液体就以极高的速度流向原气泡中心,瞬间产生了极大的局部冲击压力,造成对叶轮和泵壳的冲击,使材料受到破坏。这一现象称为汽蚀。61惠州炼油分公司惠州炼油分公司2.5 离心泵的气
23、缚与汽蚀气缚与汽蚀的几点区别 1、导致的原因不同:气缚为不凝气的吸入或残存导致;汽蚀则为介质或易汽化介质的进入汽化导致;2、泵表现不同:气缚时,泵运行相对较平稳,无流量;汽蚀时,泵振动剧烈,噪音大,流量波动大,严重汽蚀时基本无量;3、导致的危害相差较大:发现泵气缚时,停泵排气、消除入口漏点即可;泵汽蚀时,排气无法解决,只能改变工况点或改变泵的安装高度、泵改造等。62惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍螺杆泵外型图63惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍单螺杆泵结构示意图64惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍双、三螺杆泵结构示意图65惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆
24、泵的介绍螺杆泵的工作原理 螺杆泵是通过驱动机带动螺杆或主螺杆(双、三螺杆泵)旋转,通过与定子(单螺杆泵)或从动螺杆上的螺纹相互啮合形成的密闭腔将液体沿轴向连续、均匀地推进,最终由排出口排出,实现介质的输送、增压。66惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍螺杆泵的特点 1、吸入性能好 2、压力高且均匀,流量平稳 3、结构紧凑、工作安全可靠,经久耐用 4、三螺杆泵受力平衡和密封性良好 5、螺杆轴向尺寸较长,刚性较差 6、加工、装配要求较高 7、三螺杆泵造价较高67惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍螺杆泵的流量调节 螺杆泵属容积式泵,不能单独通过出口管线上加装调节阀实现流量的调节,一
25、般设置有返回入口的旁通调节阀,通过此阀可以稳定泵出口管路的压力;此外,泵出口阀内通常装有后路返回入口容器的安全阀以保护泵在后路阻塞等情况的安全。68惠州炼油分公司惠州炼油分公司3.螺杆泵的介绍螺杆泵的应用 螺杆泵是炼厂应用最广泛的容积式回转泵。适用于任何粘度的液体,尤其适用高粘度流体,如:原油、润滑油、柏油、泥浆、黏土、淀粉糊、果肉等。大型机组的润滑油泵由于螺杆泵的特点均采用螺杆泵。69惠州炼油分公司惠州炼油分公司4.屏蔽泵的介绍屏蔽泵结构示意图70惠州炼油分公司惠州炼油分公司4.屏蔽泵的介绍屏蔽泵结构示意图71惠州炼油分公司惠州炼油分公司4.屏蔽泵的介绍屏蔽泵结构要点 驱动部采用通用的感应电
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