离心泵的基础知识Word格式.docx
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泵轴靠两端轴承支承,在泵中作高速回转,因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐腐蚀。
泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理。
4.密封环:
是安装在转动的叶轮和静止的泵壳(中段和导叶的组合件)之间的密封装置。
其作用是通过控制二者之间间隙的方法,增加泵内高低压腔之间液体流动的阻力,减少泄漏。
5.轴套轴套是用来保护泵轴的,使之不受腐蚀和磨损。
必要时,轴套可以更换。
6.轴封泵轴和前后端盖间的填料函装置简称为轴封,主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中,以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的。
轴封的形式:
即带有骨架的橡胶密封、填料密封和机械密封。
7.轴向力的平衡装置.二.离心泵的工作原理驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。
液体从叶轮获得能量,使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。
在液体被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口中心处形成了低压,在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差,吸液罐中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。
三.离心泵的主要工作参数1.流量:
即泵在单位时间内排出的液体量,通常用体积单位表示,符号Q,单位有m3/h,m3/s,l/s等,2.扬程:
输送单位重量的液体从泵入口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰),其能量的增值,用H表示,单位为kgf.m/kgf。
3.转速:
泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用N来表示。
电机转速N一般在2900转/分左右。
4.汽蚀余量:
离心泵的汽蚀余量是表示泵的性能的主要参数,用符号Δhr表示,单位为米液柱。
5.功率与效率:
泵的输入功率为轴功率N,也就是电动机的输出功率。
泵的输出功率为有效功率Ne。
四、泵内能量损失泵从原动机获得的机械能,只有一部分转换为液体的能量,而另一部分则由于泵内消耗而损失。
泵内所有损失可分为以下几项:
1·
水力损失由液体在泵内的冲击、涡流和表面摩擦造成的。
冲
击和涡流损失是由于液流改变方向所产生的。
液体流经所接触的流道总会出现表面摩擦,由此而产生的能量损失主要取决于流道的长短、大小、形状、表面粗糙度,以及液体的流速和特性。
2·
容积损失容积损失是已经得到能量的液体有一部分在泵内窜
流和向外漏失的结果。
泵的容积效率η容一般为0.93~0.98。
改善密封环及密封结构,可降低漏失量,提高容积效率。
3·
机械损失机械损失指叶轮盖板侧面与泵壳内液体间的摩擦损
失,即圆盘损失,以及泵轴在盘根、轴承及平衡装置等机械部件运动时的摩擦损失,一般以前者为主。
五、泵的变速--比例定律泵的变速-泵的变速--比例定律1.离心泵的变速:
一台离心泵,当它的转速改变时,其额定流量、扬程和轴功率都将按一定比例关系发生改变。
目前,采用变频调速电机来实现离心泵的变速,是一条新的重要的节能途径。
2.比例定律的表达式:
Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3式中,Q、H、N表示泵的额定流量、扬程和轴功率下标1,2分别表示不同的转速n表示转速六、离心泵叶轮的切割1.切割的目的:
一台离心泵,在一定的转速下仅有一条性能曲线,为扩大泵的工作范围,常采用切割叶轮外径的方法,使其工作范围由一条线变成一个面。
当切割量较少时,可以认为切割前后叶片的出口安置角和通流面积基本不变,泵效率近似相等。
2.切割定律的表达式:
Q'
/Q=D2'
/D2H'
/H=(D2'
/D2)2N'
/N=(D2'
/D2)3式中,Q、H、N表示泵的额定流量、扬程和轴功率角标'
表示叶轮切割后的对应参数D2表示叶轮的外直径七、离心泵的比转数比转数是由相似定律导出的综合性参数,它是工况的函数,对一台泵来说,不同的工况就有不同的比转数,为了便于对不同类型泵的性能与结构进行比
较,应用最佳工况(最高效率点)的比转数来代表这台泵。
在选泵时,可根据工作需要的Q、H和结合电机的转速,计算出ns数,大致确定泵的类型。
当ns<
30时,一般采用容积式泵,当ns>
30时,则采用离心泵、混流泵、轴流泵等。
八、离心泵的汽蚀与吸入特性1.汽蚀现象根据离心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力Pa和叶轮入口最低压力Pk间形成的压差(Pa-Pk)作用下流入叶轮的,则叶轮入口处压力Pk越低,吸入能力就越大。
但若Pk降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。
2.汽蚀会引起的严重后果:
(1)产生振动和噪音。
(2)对泵的工作性能有影响:
当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,会堵塞流道,使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。
(3)对流道的材质会有破坏:
主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀。
3.离心泵的吸入特性:
泵发生汽蚀的基本条件是:
叶片入口处的最低液流压力Pk≤该温度下液体的饱和蒸汽压Pt。
有效汽蚀余量:
液体流自吸液罐,经吸入管路到达泵吸入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头。
用Δha表示。
泵的必须汽蚀余量:
液流从泵入口到叶轮内最低压力点K处的全部能量损失,用Δhr表示。
4·
Δhr与Δha的区别和联系:
Δha>
Δhr泵不汽蚀
Δha=ΔhrΔha<
Δhr
泵开始汽蚀泵严重汽蚀
5·
对于一台泵,为了保证其安全运行而不发生汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安全裕量,一般取0.5米液柱。
于是,泵的允许汽蚀余量为:
[Δhr]=Δhr+0.5。
6·
泵的允许几何安装高度表达式为:
[Hg1]=(Pa-Pt)/r-hA~S-[Δhr]。
Pa──吸入罐压力Pt──液体在输送温度下的饱和蒸汽压力r──液体重度hA~S──吸入管内流动损失[Δhr]──允许气蚀余量7·
提高离心泵抗汽蚀性能的方法有:
A.改进机泵结构,降低Δhr,属机泵设计问题。
B.提高装置内的有效汽蚀余量.最主要最常用的方法是采用灌注头吸入装置.此外,尽量减少吸入管路阻力损失,降低液体的饱和蒸汽压,即在设计吸入管路时尽可能选用管径大些,长度短些,弯头和阀门少些,输送液体的温度尽可能低些等措施,都可提高装置的有效气蚀余量。
·
8.轴向力的平衡装置①轴向力的产生原因a.叶轮前后两侧因流体压力分布情况不同(轮盖侧压力低,轮盘压力高)引起的轴向力A1,其方向为自叶轮背侧指向叶轮入口。
b.流体流入和流出叶轮的方向和速度不同而产生的动反力A2,其方向与A1相反,所以总轴向力A=A1-A2,方向一般与A1相同(一般A2较小)。
②轴向力的平衡
a.采用双吸式叶轮:
叶轮两侧对称,流体从两端吸入,轴向力自动抵消而达到平衡。
b.开平衡孔或装平衡管:
A:
在叶轮轮盘上相对于吸入口处开几个平衡孔。
B:
为避免开平衡孔后,因主流受扰动而增加水力损失,可设平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口压力至轮盘背侧。
c:
采用平衡叶片:
在叶轮盘背面铸几条径向筋片,筋片带动叶轮背面间隙内的流体加速旋转,增大离心力,从而使叶轮背面压力显著降低。
d:
利用止推轴承承受轴向力。
一般小型的单吸泵中止推轴承可以承受全部的轴向力,防止泵轴窜动。
③多级离心泵轴向力的平衡:
a.同单级离心泵方法相同b.对称布置叶轮c.采用平衡鼓,部分平衡轴向力d.采用自动平衡盘,全部自动平衡轴向力。
离心泵检修部分离心泵的第一章离心泵的检修吸离心泵的拆装一、单吸离心泵的拆装
1、解体步骤
(1)先将泵盖和泵体上的紧固螺栓松开,将转子组件从泵体中取出。
(2)将叶轮前的叶轮螺母松开,即可取下叶轮(叶轮键应妥善保管好)。
(3)取下泵盖和轴套,并松开轴承压盖,即可将轴从悬架中抽出(注意在用铜棒敲打轴头时,应戴上叶轮螺母以防损伤螺纹)。
2、装配顺序
(1)检查各零部件有无损伤,并清洗干净;
(2)将各连接螺栓、丝堵等分别拧紧在相应的部件上;
(3)将“O”形密封圈及纸垫分别放置在相应的位置;
(4)将密封环、水封环及填料压盖等依次装到泵盖内;
(5)将轴承装到轴上后,装入悬架内并合上压盖,将轴承压紧,然后在轴上套好挡水圈;
(6)将轴套在轴上装好,再将泵盖装在悬架上,然后将叶轮、止动垫圈、叶轮螺母等依次装入并拧紧,最后将上述组件装到泵体内并拧紧泵体、泵盖的连接螺栓。
在上述过程中,对平键、挡油环、挡水圈及轴套内的“O”形密封圈等小件易遗漏或错装,应特别引起注意。
3、安装精度这里给出的主要是联轴器对中的精度要求。
泵与电机联轴器装好后,其间应保持2~3mm间隙,两联轴器的外圆上下、左右的偏差不得超过0.1mm,两联轴器端面间隙的最大、最小值差值不得超过0.08mm。
双吸水泵的拆装二、双吸水泵的拆装
型单级单吸式离心泵结构(甲式)1-泵体;
2-泵壳;
3-叶轮;
4-轴;
5-双吸密封环;
6-键;
7-轴套;
8-填料套;
9-填料;
10-水封管;
11-填料压盖;
12-轴套螺母;
13-双头螺栓;
14-轴承体压盖;
15-轴承挡套;
16-轴承体;
17-螺钉;
18-轴承端盖;
19-轴承;
20-轴承螺母;
21-联轴器;
22-水封解体步骤1、分离泵壳
(1)拆除联轴器销子,将水泵与电机脱离。
(2)拆下泵结合面螺栓及销子,使泵盖与下部的泵体分离,然后把填料压盖卸下。
(3)拆开与系统有连接的管路(如空气管、密封水管等),并用布包好管接头,以防止落入杂物。
2、吊出泵盖检查上述工作已完成后,即可吊下泵盖。
起吊时应平稳,并注意不要与其它部件碰磨。
3、吊转子
(1)将两侧轴承体压盖松下并脱开。
(2)用钢丝绳拴在转子两端的填料压盖处起吊,要保持平稳、安全。
转子吊出后应放在专用的支架上,并放置牢靠。
4、转子的拆卸
(1)将泵侧联轴器拆下,妥善保管好连接键。
(2)松开两侧轴承体端盖并把轴承体取下,然后依次拆下轴承紧固螺母、轴承、轴承端盖及挡水圈。
(3)将密封环、填料压盖、水封环、填料套等取下,并检查其磨损或腐蚀的情况。
(4)松开两侧的轴套螺母,取下轴套并检查其磨损情况,必要时予以更换。
(5)检查叶轮磨损和汽蚀的情况,若能继续使用,则不必将其拆下。
如确需卸下时,要用专门的拉力工具边加热边拆卸,以免损伤泵轴。
装配顺序1、转子组装
(1)叶轮应装在轴的正确位置上,不能偏向一侧,否则会造成与泵壳的轴向间隙不均而产生摩擦。
(2)装上轴套并拧紧轴套螺母。
为防止水顺轴漏出,在轴套与螺母间要用密封胶圈填塞。
组装后应保证胶圈被轴套螺母压紧且螺母与轴套已靠紧。
(3)将密封环、填料套、水封环、填料压盖及挡水圈装在轴上。
(4)装上轴承端盖和轴承,拧紧轴承螺母,然后装上轴承体并将轴承体和轴承端盖紧固。
(5)装上联轴器。
2、吊入转子
(1)将前述装好的转子组件平稳地吊入泵体内。
(2)将密封环就位后,盘动转子,观察密封环有无摩擦,应调整密封环直到盘动转子轻快为止。
3、扣泵盖将泵盖扣上后,紧固泵结合面螺栓及两侧的轴承体压盖。
然后,盘动转子看是否与以前有所不同,若没有明显异常,即可将空气管、密封水管等连接上,把填料加好,接着,就可以进行对联轴器找正了。
安装精度要求这里仅提出联轴器对中的精度要求。
联轴器两端面最大和最小的间隙差值不得超过0.06mm,两外圆中心线上下或左右的差值不得超过0.1mm。
决定泵壳结合面垫的厚度叶轮密封环在大修后没有变动,那么泵壳结合面的垫就取原来的厚度即可;
如果密封环向上有抬高,泵结合面垫的厚度就要用压铅丝的方法来测量了。
通常,泵盖对叶轮密封环的紧力为0—0.03mm。
新垫做好后,两面均应涂上黑铅粉后再铺在泵结合面上。
注意所涂铅粉必须纯净,不能有渣块。
在填料涵处,垫要做得格外细心,一定要使垫与填料涵处的边缘平齐。
垫如果不合适,就会使填料密封不住而大量漏水,造成返工,
决定泵盖对密封环的紧力联轴器的拆装三、联轴器的拆装
垫没做合适
(1)拆下联轴器时,不可直接用锤子敲击而应垫以铜棒,且应打联轴器轮毂处而不能打联轴器外缘,因为此处极易被打坏。
最理想的办法是用掳子拆卸联轴器。
对于中小型水泵来说,因其配合过盈量很小,故联轴器很容易拿下来。
对较大型的水泵,联轴器与轴配合有较大的过盈,所以拆卸时必须对联轴器进行加热。
(2)装配联轴器时,要注意键的序号(对具有两个以上键的联轴器来说)。
若用铜棒敲击时,必须注意击打的部位。
例如,敲打轴孔处端面时,容易引起轴孔缩小,以致轴穿不过去;
敲打对轮外缘处,则易破坏端面的平直度,在以后用塞尺找正时将影响测量的准确度。
对过盈量较大的联轴器,则应加热后再装。
(3)联轴器销子、螺帽、垫圈及胶垫等必须保证其各自的规格、大小一致,以免影响联轴器的动平衡。
联轴器螺栓及对应的联轴器销孔上应做好相应的标记,以防错装。
(4)联轴器与轴的配合一般均采用过渡配合,既可能出现少量过盈,也可能出现少量间隙,对轮毂较长的联轴器,可采用较松的过渡配合,因其轴孔较长,由于表面加工粗糙不平,在组装后自然会产生部分过盈。
如果发现联轴器与轴的配合过松,影响孔、轴的同心度时,则应进行补焊。
在轴上打麻点或垫铜皮乃是权宜之计,不能作为理想的方法。
第二章离心泵各零部件测量及计算第二章:
离心泵各零部件测量及计算一、轴弯曲度的测量泵轴弯曲之后,会引起转子的不平衡和动静部分的磨损,所以在大修时都应对泵轴的弯曲度进行测量。
①把轴的两端架在V形铁上,V形铁应放置平稳、牢固;
②再把千分表支好,使测量杆指向轴心。
然后,缓慢地盘动泵轴,在轴有弯曲的情况下,每转一周则千分表有一个最大读数和最小读数,两读数的差值即表明了轴的弯曲程度。
这个测量过程实际上是测量轴的径向跳动,亦即晃度。
③晃度的一半即为轴的弯曲值。
通常,对泵轴径向跳动的要求是:
中间不超过0.05mm,两端不超过0.02mm。
二、转子晃度的测量测量转子晃度的方法与测量轴弯曲的方法类同。
通常,要求叶轮密封环的径向跳动不得超过0.08mm,轴套处晃度不得超过0.04mm,两端轴颈处晃度不得超过0.02mm。
第三节:
水泵密封的检修第三节:
1泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:
(l)轴套与轴间的密封;
(2)动环与轴套间的密封;
(3)动、静环间密封;
(4)对静环与静环座间的密封;
(5)密封端盖与泵体间的密封。
一般来说,轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决,但需细致观察,特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时,相对困难些。
其余的泄漏直观上很难辩别和判断,须在长期管理、维修实践的基础上,对泄漏症状进行观察、分析、研判,才能得出正确结论。
一、泄漏原因分析及判断1.安装静试时泄漏。
机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。
如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;
泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。
在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题;
如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;
如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。
此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。
2.试运转时出现的泄漏。
泵用机械密封经过静试后,运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。
因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。
引起摩擦副密封失效的因素主要有:
(l)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离;
(2)对安装机械密封时压缩量过大,导致摩擦副端面严重磨损、擦伤;
(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量;
(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;
(5)工作介质中有颗粒状物质,运转中进人摩擦副,探伤动、静环密封端面;
(6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。
上述现象在试运转中经常出现,有时可以通过适当调整静环座等予以消除,但多数需要重新拆装,更换密封。
3.正常运转中突然泄漏。
离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命,而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。
(1)抽空、气蚀或较长时间憋压,导致密封破坏;
(2)对泵实际输出量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起介质气化,导致密封失效;
(3)回流量偏大,导致吸人管侧容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起,损坏密封;
(4)对较长时间停运,重新起动时没有手动盘车,摩擦副因粘连而扯坏密封面;
(5)介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多;
(6)环境温度急剧变化;
(7)工况频繁变化或调整;
(8)突然停电或故障停机等。
离心泵在正常运转中突然泄漏,如不能及时发现,往往会酿成较大事故或损失,须予以重视并采取有效措施。
二、泵用机械密封检修中的几个误区1.弹簧压缩量越大密封效果越好。
其实不然,弹簧压缩量过大,可导致摩擦副急剧磨损,瞬间烧损;
过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力,导致密封失效。
2.动环密封图越紧越好。
其实动环密封圈过紧有害无益。
一是加剧密封圈与轴套间的磨损,过早泄漏;
二是增大了动环轴向调整、移动的阻力,在工况变化频繁
时无法适时进行调整;
三是弹簧过度疲劳易损坏;
四是使动环密封圈变形,影响密封效果。
3.静环密封圈越紧越好。
静环密封圈基本处于静止状态,相对较紧密封效果会好些,但过紧也是有害的。
一是引起静环密封因过度变形,影响密封效果;
二是静环材质以石墨居多,一般较脆,过度受力极易引起碎裂;
三是安装、拆卸困难,极易损坏静环。
4.叶轮锁母越紧越好。
机械密封泄漏中,轴套与轴之间的泄漏(轴间泄漏)是比较常见的。
一般认为,轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧,其实导致轴间泄漏的因素较多,如轴间垫失效,偏移,轴间内有杂质,轴与轴套配合处有较大的形位误差,接触面破坏,轴上各部件间有间隙,轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。
锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效,相反适度锁紧锁母,使轴间垫始终保持一定的压缩弹性,在运转中锁母会自动适时锁紧,使轴间始终处于良好的密封状态。
5.新的比旧的好。
相对而言,使用新机械密封的效果好于旧的,但新机械密封的质量或材质选择不当时,配合尺寸误差较大会影响密封效果;
在聚合性和渗透性介质中,静环如无过度磨损,还是不更换为好。
因为静环在静环座中长时间处于静止状态,使聚合物和杂质沉积为一体,起到了较好的密封作用。
6.拆修总比不拆好。
一旦出现机械密封泄漏便急于拆修,其实,有时密封并没有损坏,只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。
这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力,积累维修经验提高检修质量。
多级离心泵的检修工艺第五章多级离心泵的检修工艺一、水泵的拆装DG型高压水泵是多级分段式结构的离心泵,在对其解体前应先熟悉图纸,了解泵的结构及拆装顺序,避免因失误而造成部件的损伤。
同时,随着解体的进行,及时测取各有关数据,以便组装时参考。
下面按顺序来介绍泵的解体。
1、轴瓦拆卸及轴瓦间隙的测量
在拆卸多级泵时,首先应对其两端的轴承(一般为滑动轴承)进行检查,并测量水泵在长期运行(一个大修间隔)后轴瓦的磨损情况。
测量方法通常用压铅丝法,如图所示。
轴瓦的径向间隙一般为1‰~1.5‰D(D为泵轴直径),若测出的间隙超过标准,则应重新浇注轴瓦合金并研刮合格。
此外,还应检查轴瓦合金层是否有剥离、龟裂等现象,若严重影响使用,则应重新浇注合金。
在轴瓦检测完毕后,即可按顺序拆卸,并注意做好顺序、位置标记。
2、泵体的拆卸在分解两侧的上轴瓦并测量其间隙和紧力后,即可取出油挡。
再退出填料压盖,取出盘根及水封环,然后即可将轴承座取下。
对DG型水泵,应先由出水侧开始解体,基本顺序为:
(1)首先松开大螺母并取下拉紧泵体的穿杠螺栓,然后依次拆下出口侧填料室及动、静平衡盘部件。
拆除的同时,要做好测量这些部件的调整套、齿形垫等的尺寸的工作。
(2)拆下出水段的连接螺栓,并沿轴向缓缓吊出出水段,然后退出末级叶轮及其传动键、定距轴套,接着可逐级拆出各级叶轮及各级导叶、中段。
拆出的每个叶轮及定距轴套都应做好标记,以防错装。
(3)在拆卸叶轮时,需用定位片测量叶轮的出口中心与其进水侧中段的端面距离,
如图所示。
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