离心泵毕业论文.docx

离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对摘要把液体提升运送液体或者是增加液体的压力是泵的主要作用泵可以把原动机的机械能转变成为液体的能量在当今年代里工业迅速的发展使得具有多种优点的离心泵在国民经济快速发展中获得了极为广泛的应用离心泵的优点包括可在多种场合使用本身的体积小结构简单操作方便流量均匀不易发生故障使用寿命长购买费与操作费用低等在各个方面都会涉及到离心泵的使用例如在能源工业农业甚至在当今的军事领域很多都利用了离心泵的基本原理作为机械设计及其自动化专业的学生离心泵的知识在我们的许多专业课程中都有涉及到并且在我们所学的液压课中更是对离心泵的内容有了更详细的介绍通过老师的指导以及老师对离心泵的多次拆装和多次的解说对离心泵的基本结构与原理我们有了更进一步的了解通过查阅各种资料使我对离心泵在各个领域的应用特别是在化工生产方面的应用有了更深刻的了解当然事物也不是没有缺点的虽然离心泵因为所具有的的优点使其得到广泛的应用然而它的缺点是不可忽视的因为泵工作时动力要求很大因而它的震动幅度也很大所以在工作期间出现很多的问题和故障因此在我们充分的利用离心泵的优点致力于发展国民经济的时候不要忘记解决离心泵所存在的问题只有这样才能提高离心泵的工作效率关键词基本结构原理应用故障排除目录引言离心泵的概述离心泵的基本结构离心泵的过流部件离心泵的基本工作原理离心泵的性能参数及性能曲线离心泵的应用离心泵在化工生产中的应用石油化工及化工流程中的应用离心泵的拆卸离心泵的结构图离心泵的拆装引言作为一种给流体提供能量的通用机械泵在各种场合都得到应用其中离心泵的应用最为广泛离心泵的基本原理是通过利用离心力的作用使水体的压力增加从而使之流动具有扬程高流量小的低比转数离心泵在化工石油制药矿山和食品等许多领域得到了广泛地应用离心泵的概述离心泵的基本结构离心泵的主要零件泵体泵盖叶轮轴承支架填料与填料压盖等基旋转的叶轮与蜗牛形的壳是离心泵的基本零件离心泵按照叶轮的结构形式分为半闭式闭式与开式叶轮闭式叶轮用于传送干净的液体半开式叶轮适用于传送固体颗粒与粘稠的液体开式叶轮用于传送污水沙及含纤维的液体传递机械性能的主要部件是泵轴其通过联轴器与电动机相连接离心泵的主体叫泵体又称之为泵壳它与轴承支架相连接起着固定支撑的作用离心泵的工作原理工作时的离心泵电动机带动叶轮以的速度运动这样就使得叶片内的液体做同样的旋转运动而且液体在离心力的作用下通过叶轮的中心向外缘作径向的运动当流经叶轮的过程中液体就获得了能量离开叶轮的外缘高速进入到蜗形的泵壳中进入泵壳后因为流体通道的加大而速度减小这样使得部分动能变成了静压能当到达一定的压强后顺着切向通道从压出管道流出来因此泵壳即是一个聚集由叶轮流出液体的部件又是一个能量转化的装置当液体通过叶轮的中心向外缘甩出时叶轮中心也因此变成真空状态因为离心泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通另一端则浸没在输送的液体内在液面压力通常为大气压与泵内压力即负压的压差作用下液体经吸入管路进入泵内依靠叶轮的不断旋转离心泵便不断地吸入和排除液体由此可知离心泵工作的原理便是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来实现液体的输送而液体在离心泵中获得的机械能量最终则表现为静压能的提高需要注意的是若在离心泵启动前未向其中注满液体则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故此在离心泵启动前必须向泵壳内灌满被输送的液体在吸入管路底部安装带滤网的单向底阀是为了防止启动前灌入泵壳内的液体从壳内漏出滤网也则可以防止固体物质进入泵内靠近泵出口的压出管道上装有调节阀可供调节流量时使用空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚离心泵的应用离心泵在化工生产中的应用泵是提升液体输送液体或使液体增加压力把原动机的机械能变为液体能量的一种机器化工生产中流体或含有固体颗粒的液体介质的输送和加压全依赖于泵泵的使用多种多样有的工艺条件要求十严格因此泵的种类也多种多样而离心泵因其诸多的优点成为各个领域中应用最为广泛的一种是和我们的日常生产活动联系最为紧密的一种固体颗粒液体输送的应用在工业生产中用液体来输送固体颗粒的流体机械称为固液两相流泵也称杂质泵化工生产中使用的泥浆泵发电站使用的除灰的灰渣泵及河道疏浚的挖泥泵等现都已广泛应用于国民经济各领域之中并取得了显著的成绩近年来随着固体管道输送技术的迅猛发展离心泵的需求日趋增加旋流泵即叶轮后缩式泵适合在要求无堵塞率最高的场合使用而且日益普遍的应用于输送污水和其他固液混合物吊泵即立式多级分段式离心泵主要用于吸排含有少量泥沙和小颗粒的浑水也可作为被淹没矿井的排水之用立式无轴封离心式砂泵是一种高效低耗节能的新型杂质泵主要用于输送含有固体悬浮颗粒的两相流体对输送有泡沫状的料浆效果更佳石油化工及化工流程中的应用在石油化工和化工流程中离心泵是最常用的流体机械高速离心泵具有单级扬程高结构紧凑维护方便可靠性好及适用范围广等优点在炼油石油化工及化学工业等领域得到广泛使用大功率离心泵因为炼油能力及化工生产规模的不断增大大流量和高压力离心泵的需求量也随之增多起来低空化余量离心泵由于石油化工等装置中对有些离心泵要求抗空化性能好空化余量低故而低空化余量离心泵也是必不可少的高入口压力离心泵的入口压力较高转速较快是一些石油化工装置所必须的但还存在着机械密封的可靠性及轴向力平衡等问题亟待解决离心泵的拆卸离心泵的结构图众所周知离心泵主要是由叶轮泵体泵轴轴承密封环及填料函六大部分组成我们必须要先了解它的主要结构即明白如何正确拆装方才能在遇到一些常见问题时及时给予解决离心泵结构图离心泵的拆装将吐出侧轴承端盖上的螺栓和出水段尾盖轴承体三个部件之间的联接螺栓拧下卸下轴承端盖轴承体等轴承部件将轴上的圆螺母拧下并依次卸下轴承内圈轴承压盖和挡圈随后卸下包括填料压盖填料环填料在内的填料体依次卸下轴上的形密封圈轴套平衡盘和键后卸下出水段末导叶平衡环套等卸下末级叶轮和键后卸下中段导叶按此依次卸下各级叶轮中段和导叶直到卸下前级叶轮为止卸下泵联轴器后拧下进水段和轴承体的联接螺母及轴承压盖上的螺栓后卸下进水段侧轴承部件将轴从进水段中抽出拧下轴上固定螺母依次将轴承内圈形密封圈轴套等卸下采用滑动轴承的泵其拆卸顺序基本相同仅在拆卸轴承部件时略有不同离心泵拆卸时的注意事项严格按照停车顺序进行停车拆卸前需将泵内的所有液体放掉若轴承部件是稀油润滑时也需将润滑油放掉将离心泵上的附属管路拆卸下来拆卸时应严格保证零件的制造精度不受损伤拆卸下的零件有序放好离心泵的装配泵的装配顺序一般是与它的拆卸顺序相反进行的装配比之拆卸需更加慎重因为其装配质量决定了离心泵能否正常运行并且关系到离心泵的使用效率极其使用寿命装配时需注意以下几点保护好零件的加工精度及表面粗糙度避免碰伤及划伤等现象密封用的密封件一定要保持干净紧固螺钉与螺栓要受力均匀泵的尺寸不能随意调整否则会影响到流道的对中性从而直接影响到离心泵的性能在泵装配完毕后未装填料前手转动泵的转子检查转子在泵中是否灵活轴向窜动量是否符合要求一切检查合格后压入填料并注意填料环在填料腔中的相对位置离心泵的常见故障分析及处理造成离心泵故障的原因多种多样各有不同比较常见的有设备固有故障安装故障及运行故障这些故障不会凭空出现都会伴有一定的征兆因而在判断离心泵故障时应结合设备状态基本指标和丰富的维修经验进行诊断切忌妄下判断离心泵的启动故障泵不能正常启动原动机或电源不能正常启动如果是电动机作为原动装置首先用手拨动电机散热风扇看转动是否灵活如果灵活可能为启动电容失效或容量减小当更换相同值的启动电容如果转不动说明转子被卡死当清洗铁锈后加润滑油脂或清除卡转子的异物离心泵卡住可用手盘动联轴器进行检查必要时可拆卸进行检查以消除故障填料压的过紧可放松填料排出阀未关闭需关闭排出阀重新启动离心泵平衡管不畅通使用工具疏通平衡管离心泵反向旋转此类情况多数在第一次使用时出现此时应立即停机如为电动机应调换三相电源中任意两相可使水泵旋转方向改变若以柴油机为动力则应考虑皮带的连接方式离心泵启动后不能正常供液造成的原因可能如下吸入口被杂物堵塞应清除后安装过滤装置吸入管或仪表漏气可能由焊缝漏气管子有砂眼或裂缝接合处垫圈密封不良等可进行补焊更换管子将结合处的垫圈重新进行密封等吸水高度过高需降低吸水高度叶轮发生气蚀根据不同的气蚀现象采取相应措施解决问题注入泵的水量不够加大泵的注水量泵内有空气排空方法为关闭泵出口调节阀打开回路阀出水阻力太大应检查水管长度或清洗出水管水泵转速不够应增加水泵转速离心泵的运转故障流量不足或停止可能的原因是叶轮或进出水管堵塞应清洗叶轮或管路密封环叶轮磨损严重应更换损坏的密封环或叶轮泵轴转速低于规定值应把泵速调到规定值底阀开启程度不够或逆止阀堵塞应开打底阀或停车清理逆止阀吸水管淹没深度不够应加大吸水管淹没深度使泵内吸人空气吸水管漏气应更换完好的吸水管填料漏气应更换新的填料密封环磨损应更换新密封环或将叶轮车圆并配以加厚的密封环叶轮磨损严重应更换新的叶轮水中含砂量过大应增加过滤设施或避免开机系统静扬程增加应当检查液体高度和系统压力阻力损失增加应当检查管路及止逆阀等障碍壳体和叶轮耐磨环磨损过大应当更换或修理耐磨环及叶轮离心泵不排液原因及相应的处理方法如下灌泵不足即泵内气体未完全排空应当重新进行灌泵泵转向不对应重新检查泵的旋转方向离心泵转速过低应当检查并提高其转速滤网堵塞底阀不灵应当检查并清洁滤网吸上高度过高或吸液槽出现真空应当降低吸上高度检查吸液槽压力离心泵排液后中断原因及处理方法如下吸入管路漏气处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况灌泵时吸入侧气体未排完处理方法是要求重新灌泵吸入侧突然被异物堵住处理方法是停泵处理异物吸入大量气体处理方法是检查吸入口有否旋涡淹没深度是否太浅离心泵扬程不足叶轮装反双吸轮应当检查叶轮液体密度粘度与设计条件不符应当检查液体的物理性质操作时流量太大应当减少流量电动机过载常用离心泵多以电动机为原动机电路一般都有过电流保护设备电动机过载时会因电流过大而自动断电停车这可从以下几个方面进行查找原因检查电源的电压和频率是否正常当电压降低时电流就将升高这时电动机功率实际上并未增加称为表面过载另外如电流频率增高则电动机的转速将成正比地增大泵的轴功率就会增加盘车检查泵的摩擦功率是否太大如盘车比正常时沉重可能是填料压盖过紧或机械轴封安装不当弹簧过紧泵轴弯曲对中不良叶轮碰擦或轴承严重磨损等检查被输送液体的粘度密度是否超过设计要求双吸叶轮如果装反则后弯叶片变成了前弯叶片也会使泵过载必要时可脱开泵和电动机的连接让电动机单独运转如测得电流比正常的空载值高则表明电机本身有毛病转子擦碰缺相运转等应该说明如因管路方面原因使离心泵流量显著超过额定流量扬程很低则其功率将超过额定功率但一般电动机在配备时都有适当的功率余量离心泵耗用功率过大泵运行过程若出现电流表读数超常电机发热则有可能是泵超功率运行可能的原因泵内转动部份发生磨擦如叶轮与密封环叶轮与壳体应当对其进行检查并修理泵转速过高应当将转速调至适当大小输送液体的比重或粘度超过设计值应当检查液体密度并进行调整填料压得过紧或填料函体内不进水应当适当放松填料或使水进入填料函内轴承磨损或损坏应当对其进行修理或更换轴弯曲或轴线偏移应将其进行适当调整泵运行偏离设计点在大流量下运行应对其进行调整轴向力平衡装置失败应当检查平衡孔回水管是否堵塞联轴器对中不良或轴向间隙过小应当检查对中情况并调整轴向间隙离心泵运转时震动过大或产生异常声响离心泵在正常运行时整个机组应平稳声音应当正常如果机组有杂音或异常振动则往往是水泵故障的先兆应立即停机检查排除隐患水泵机组振动的原因很复杂从引发振动的起因看主要有机械水力电气等方面从振动的机理看主要有加振力过大刚度不足和共振等其原因可能有机械方面叶轮平衡未校准当即刻校正泵轴与电动机轴不同心当校正基础不坚固臂路支架不牢或地脚螺栓松动应当对基础部件进行紧固泵或电机的转子转动不平衡应对其进行调整水力方面吸程过大叶轮进口产生汽蚀水流经过叶轮时在低压区出现气泡到高压区汽泡溃灭产生撞击引起振动此时应降低泵的安装高度泵在非设计点运行流量过大或过小会引起泵的压力变化或压力脉动泵吸入异物堵塞或损坏叶轮应停机清理进水池形状不合理龙其是当几台水泵并联运行时进水管路布置不当出现漩涡使水泵吸入条件变坏共振引起的振动主要是转子的固有频率和水泵的转速一致时产生应针对以上故障原因做出判断后采取相应的办法解决轴承过热运行时如果轴承烫手应从以下几方面排查原因并进行处理润滑油量不足或油循环不良应当注入足够的润滑油润滑油质量差杂质使轴承锈蚀磨损和转动不灵活应当更换优质润滑油轴承磨损严重应对轴承进行修理或更换泵与电机不同心应对其进行调整轴承内圈与泵轴轴颈配合太松或太紧应对其进行相应的调整用皮带传动时皮带太紧应放松皮带至合适位置受轴向推力太大应逐一将叶轮上的平衡孔疏通轴封过热填料压的过紧或摩擦应当放松填料并检查水封管水封圈与水封管错位应当重新对其检查并对准冲洗或冷却不良应当对冲洗冷却循环管进行细致检查机械密封有故障应检查机械密封并采取相应措施解决转子窜动大操作不当运行工况远离泵的设计工况必须严格操作使泵始终在设计工况附近运行平衡不通畅应当疏通平衡管平衡盘及平衡盘座材质不符合要求应当更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座发生水击由于突然停电造成系统压力波动出现排出系统负压溶于液体中的气泡溢出使泵或管道内存在气体解决办法纠结将气体排放干净高压液柱由于突然停电迅猛倒灌冲击在泵出口单向阀阀板上应当对泵的不合理排出系统的管道及管道附件的布置进行改造出口管道的阀门关闭过快应当慢慢关闭阀门故障预防措施保证离心泵的润滑良好加强易损件的维护应当使流量变化平稳一般不做快速打幅度调整严格执行操作规程杜绝违章操作和野蛮操作做好状态监测发现问题及时分析处理定期清理泵入口过滤器离心泵的气蚀及其解决措施离心泵是靠叶轮以一定的速度旋转而产生的离心力将液体介质输送出去的一种流体机械离心泵在工作时往往会产生一种特殊现象液体在泵内流动时由于叶片的形状液流在其处突然改变方向因而在叶片附近的非工作面处存在着某些局部低压区若处于低压区的流体压力降低到对应液体温度的饱和蒸汽压液体便开始气化而产生气泡如果压力继续降低气泡及其区域会逐渐增大与此同时一部分原来可能溶解在液体中的某些活泼气体也会由于压力降低而逸出重新成为气泡当以上这些气泡随液流进入高压区时受压又迅速凝缩甚至破碎消失在气泡消失的瞬间气泡周围的液体迅速进入气泡凝失产生的空穴并伴有局部的高压高温水击现象流体中气泡的产生扩大直至消失的过程中伴有复杂的物理化学现象表现出噪声震动并伴有流量扬程和效率的降低致使水泵的性能下降同时过流部件也会遭到破损甚至不能工作以上现象皆为离心泵的气蚀现象由此可见离心泵的气蚀是一个严重影响离心泵工作并亟待解决的问题我们必须针对此类现象采取积极措施将其解决从而使离心泵得到最充分的发挥提高离心泵抗气蚀能力的措施合理确定叶片进口边和前盖板形状叶片进口边向叶轮进口外延减少前盖板与叶轮轴线夹角即减少液流从轴向到径向的过渡程度缩短了从泵入口到叶轮入口的距离减少了液流从轴向到径向的转弯损失这些都可以减少压降系数从而提高泵的抗气蚀性能但这样也并不是十全十美的会增加叶轮铸造的难度和增大叶轮轴向尺寸合理增大叶片进口冲角通常推荐叶片进口冲角为度其结果可以增大叶片进口安放角减少压降系数从而既不影响泵的效率又可提高泵的抗气蚀能力采用双吸式叶轮在泵流量一定的情况下采用双吸式既可以使流经单侧叶轮的流量减少一半从而降低每个叶轮进口平均流速叶轮进口处液体的相对速度和流经绕过叶轮头部的压降系数但这样会受到结构的限制增加诱导轮在离心泵叶轮前面增加一个叶片负荷很低的轴流式叶轮即为诱导轮诱导轮不同于一般的轴流式叶轮它的轮毂比较小叶片安放角也小叶片数也少叶栅密度大这些特点使之具有很好的抗气蚀性能诱导轮产生的扬程能为后继的离心式叶轮起到增压作用使离心泵叶轮入口不产生气蚀除诱导轮本身具有优良的抗气蚀性能外它距离泵入口很近能较明显的减少从泵入口到叶轮进口间的能量降低值由于诱导轮叶片间流道较长且外缘处相对速度大故而外缘处如果产生气泡在外缘离心力作用下压力较高也不易发生气蚀和堵塞流道即诱导轮性能受气泡影响敏感程度较离心叶轮要低是故增加诱导轮是提高离心泵抗气蚀性能的一种好办法安装前置泵在大型高扬程泵前设计安装高压前置泵可提高扬程泵的入口压力增大吸入管道的有效气蚀余量从而优化前者的耐气蚀性能调整安装高度降低泵的安装高度或提高入口容器的安装高度从而预防气蚀的产生采用耐气蚀耐冲刷及耐磨损的好材料此措施不能直接提高耐气蚀性能但能使泵更加耐气泡侵蚀虽治标不治本但也可延长泵的使用寿命这些材质的叶轮及流道可打磨从而提高表面光洁度减少液流漩涡的生成减少诱发新气泡的机会从而间接减少泵的气蚀改善泵的吸入装置增加有效气蚀余量减少吸入管路压力损失减少吸入管路的弯头及阀门数量管路尽可能短而直尽可能保证入口流体稳定流动避免流道内产生涡流调整转速加装变频器在满足生产需要的前提下适当降低转速从而减少汽蚀余量进而减少泵气蚀的可能性不仅如此适当降低泵的转速还能收到显著地节能效果离心泵常见易损件的检测与维修离心泵作为一种流体机械在使用过程中总有一些部件由于使用过于频繁而导致磨损严重这些常见的易损件必须要经常对其进行修理与更换放才能确保离心泵的正常使用但我们并不能准确把握住这些易损件的损失情况因而很有必要对其建立一个系统的检测与维修规范作为指导密封环的检查与测量密封环磨损情况的检查密封环的磨损通常有圆周方向的均匀磨损和局部的偏磨损两种任何一种径向间隙的磨损都会造成密封环的报废密封环与叶轮进口端外圆之间径向间隙的测量可用游标卡尺来测量密封环与叶轮进口端之间的径向间隙首先测密封环内径的尺寸再测叶轮进口端外径的尺寸然后计算出它们间的径向间隙进行对照如达到极限间隙数值时则应更换新的密封环对于密封环与叶轮间的轴向间隙一般要求不高以两者之间有间隙而又不发生摩擦为宜密封环的修配密封环的外圆与泵盖的内孔之间两者配合后不应产生任何松动密封环外径的尺寸为修理尺寸可以利用锉配的方法其过盈值为左右最后用手锤将密封环打入泵盖中心的孔内密封环内圆与叶轮进口端外圆之间形成间隙配合如果间隙太大小可以利用工具扩大并使二者保持一定的径向间隙若间隙太大则应该更换新的密封环密封环的厚度较小强度较低如果发生较大的磨损或断裂现象通常不予以修理而应该直接更换新的备品配件填料密封的检查与测量填料压盖外圆与填料函内圆的径向间隙离心泵的填料函对于填料压盖的推进起着导向作用径向间隙过大填料压盖容易被压扁将导致摩擦与磨损故而需采取措施确保其径向间隙保持适当大小填料压盖内圆与轴套外圆之间的径向间隙离心泵填料压盖内圆与轴套外圆之间的径向间隙数值太小两者之间将会发生摩擦同时产生摩擦热使填料焦化而失效填料压盖与轴套也因而受到磨损所以一般情况下取径向间隙为填料密封装置的修理填料压盖外圆与填料函内圆之间的径向间隙为如果径向间隙过小可车削或锉削至需要的尺寸如果径向间隙过大则应更换新的填料压盖填料压盖内圆与轴套外圆之间的径向间隙为若间隙值过小在车床上将填料压盖的内孔车大一些以保证应有的间隙机械密封的检查和测量动环和静环贴合面的检查机械密封中动环和静环的贴合面是轴向密封的密封面可用度角尺测量贴合面对中心线的垂直度偏差另外检查每个贴合面是否有不平滑的划痕或裂纹凹陷等现象轴套的检查轴套表面深浅不同的沟痕应当及时予以消除弹簧的检查主要检查弹簧是否断裂腐蚀或弹力减小机械密封的安装与修理动环与静环的修理摩擦面磨损严重或出现裂纹等缺陷时应更换新的零件如出现较浅的划痕应粗磨后细磨及抛光修复后的动环和静环接触表面粗糙度为接触面的平面度不大于对中心线的垂直不大于动环和静环的接触面研磨后的检验使动环和静环的接触面贴合在一起两者之间只能相对滑动而不能掰开则研磨是合格的轴套的修理应该在磨床上对轴套进行磨光使其表面粗糙度如果磨光后轴套的外径太小造成轴套与弹簧座动环和静环之间的配合间隙过大时应更换新的轴套弹簧的更换弹簧的损坏多半是因为腐蚀或磨损而失去了原有的弹性对于此类失去弹性的弹簧应更换新的备品配件机械密封的弹簧可以自制绕制好的弹簧的两端面应予以磨平以便受力均匀弹簧的旋转方向应与原来弹簧的旋转方向相同