离心泵原理与维修

离心泵就是根据离心力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出,从而达到输送的目的。离心泵的工作原理是：离心泵之所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水形成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水快速旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分压力减小，小于大气压力。水源的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。进入泵体，这样循环不已，就可以实现连续抽水。第一部分：离心泵的工作原理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,我们习惯用把单位体积的水提升的高度来表示H表示.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,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。第二部分：水泵的几个参数说明2.1：实测特性曲线分析难点：理论方法不易计算各种水损一般采用实测方法：转速n一定，进行离心泵性能实验，得四条实测特性曲线。Q-H；Q-N；Q-Hs；Q-η（Q流量；H高度；N轴输出功率；Hs允许吸上真空度；η效率）Q0HN-QNoHs-Qη-QH-QQoHo实测特性曲线特点分析1.Q↑H↓,当Q=0时，H最大2.N随Q的增大而增大，呈直线关系；当Q＝0时，N=No0，这时的能量全部消耗在水泵的机械损失上，会引起热力变形，水温升高∴Q=0时，只允许水泵短时间运行。3.Q↑，η↑,当QQo时，η↓∴有最高效率点（Qo,Ho），即铭牌上的Q和H高效区：最高效率点向左右各偏移10%。Q0HN-QNoHs-Qη-QH-QQoHo4.“闭闸启动”：Q=0时，H=Hmax，N=No最小，符合电动机轻载启动的要求。5.要注意电机输出功率大于最大轴功率。6.输送不同比重的液体时，应换算新的特性曲线。Q0HN-QNoHs-Qη-QH-QQoHo水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。一般以流量Q为横坐标，，用扬程H、功率N、效率η和允许吸上真空度Hs为纵坐标，绘Q～H、Q～N、Q～η、Q～Hs曲线。2.2：离心泵的特性曲线一、流量和扬程曲线结论：Q～H曲线是下降的曲线，即随流量Q的增大，扬程H逐渐减少。水泵工作点应与效率最高值的点的参数（即水泵铭牌上所列的各数据）相对应。水泵的高效段（不低于最高效率点10%左右）离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的特点。当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此，为便于离心泵的启动和防止动力机超载，启动时，应将出水管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水泵的闭阀启动。二、流量与轴功率曲线三、流量效率曲线效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。四、流量与允许吸上真空度曲线离心泵流量与允许吸上真空度曲线是一条下降的曲线。而离心泵流量与汽蚀余量(HSV或Δh)曲线是一条上升的曲线。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。2.3：一个参数：必须汽蚀余量一个有趣的现象-----汽蚀发生的机理离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低。此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压）。这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达2000~3000Hz），金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体（如氧气等），他们借助汽泡凝结时放出的能量（局部温度可达200~300℃），还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。汽蚀的后果汽蚀使泵产生噪音和振动气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机，否则会遭到破坏。汽蚀的后果汽蚀使过流部件被剥蚀破坏通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。汽蚀使泵的性能下降汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。3.离心泵的吸入特性:1•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。2•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。3•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:ΔhaΔhr泵不汽蚀Δha=Δhr泵开始汽蚀ΔhaΔhr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回归正传1、所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。2、离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！一个传统的概念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。第三部分：水泵的轴密封正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬—软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍巴氏合金、石墨浸渍树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。辅助密封圈一般用各种橡胶、聚四氟乙烯、软聚氯乙烯塑料等。弹簧常用材料有磷青铜、弹簧钢及不锈钢3.1：正确合理地选择机械密封我们使用的设备中的轴密封我们的设备中的轴密封的安装方法现场图片1、待一切准备工作就绪后，起动泵。系启动时应注意旋转方向(如不对，立即改正)，同时注意电机电流变化，不允许超过规定。待电流、转数和压力达到正常，密封也不漏，再慢慢打开泵的出口阀。要注意不要使泵在出口阀关闭状态下长时间运转，一般不超过三分钟。否则，泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。2、泵的流量用出口阀控制。切忌，不能用入口阀来调节流量。3、泵正常运行时，要不断检水泵出口压力、流量、电流等，不允许超过规定指标。4、经常检查冷却水畅通信况。5、经常检查润滑泊标尺，保持规定油面。6、检查泵运转中有无杂音、震动及泄漏等发现有异常，应查明原因，及时消除。第部分四：离心水泵的正常操作与维护7、离心泵在运行过程中，轴承温度不能超过环境温度35℃，最高温度不得超过80℃。轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用油脂作为润滑剂，加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在85℃一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！8、离心泵在工作第一个月内，经100小时更换润滑油，以后每个500小时，换油一次。9、经常调整填料压盖或检查机械密封，保证无滴漏情况正常（以成滴漏出为宜）。10、离心泵在寒冬季节使用时，停车后，需将泵体下部放水螺塞拧开将介质放净。防止冻裂。吸程太大有些水源较深，有些水源外围势较平坦处，而忽略了水泵容许吸程，产生了吸水少或根本吸不上水结果。要知道水泵吸水口处能建立真空度是有限度，绝对真空时吸程约为10米水柱高，而水泵不可能建立绝对真空。真空度过大，易使泵内水气化，对水泵工作不利。各离心泵都有其最大容许吸程，一般3～8.5米之间，安装水泵时切不可只图方便简单。水流进出水管中阻力损失过大有些用户测量，蓄水池或水塔到水源水面垂直距离还略小于水泵扬程，但提水量小或提不上水。其原因常是管道太长、水管弯道多，水流管道中阻力损失过大。其原因常是管道太长、水管弯道多，水流管道中阻力损失过大。一般情况下90度弯管比120度弯管阻力大，每一90度弯管扬程损失约0.5～1米，每20米管道阻力可使扬程损失约1米。此外，有部分用户还随意更改水泵进、出管管径，这些对扬程也有一定影响。交流几点意见1兆帕=10个标准大气压1MPa=10bar=1000KPa一个标准大气压等于76CM汞柱1兆帕等于高度100米压力单位换算与水柱高关系扬程表示法之一3H12H压0HssPaHsdPaH吸③用水柱高度（Hd）表示压力表读数：Hsd＝Pd/γ④用水柱高度（Hv）表示真空表读数：Hss＝Ps/γ∴vdHHH