离心泵基础知识培训课件

离心泵基础知识培训课件第一章离心泵概述什么是离心泵离心泵是一种利用叶轮高速旋转产生离心力来输送液体的动力机械当叶轮在泵壳内旋转时,液体受到离心力的作用被甩向外缘,从而形成持续的液体流动主要应用领域•化工生产过程中的物料输送•石油炼制与石化工业•城市给排水系统•电力、冶金、矿山等行业核心特征离心泵的主要优点运行平稳可靠适用范围广泛流量连续稳定,振动小,噪音低,转速可能输送清水、污水、油类、酸碱液等达3000rpm以上,适合长期连续运转多种液体介质,温度范围从-20℃到350℃经济性优越离心泵的基本结构示意图010203叶轮泵体蜗壳泵轴核心部件,高速旋转将机械能传递给液体,产生离收集从叶轮甩出的液体,蜗壳断面逐渐扩大,将部传递电机扭矩至叶轮,承受径向力和轴向力,需具心力使液体获得动能分动能转化为压力能备足够强度和刚度0405轴承密封装置支撑泵轴旋转,承受径向和轴向载荷,保证泵轴稳定运转防止液体沿泵轴向外泄漏或外界空气进入泵内,确保泵的正常工作离心泵工作原理动画示意叶轮高速旋转电机驱动泵轴带动叶轮旋转,液体随叶轮一起做圆周运动,受到离心力作用液体加速流动液体从叶轮中心被吸入,在离心力作用下向叶轮外缘高速甩出,获得速度和压力形成压力差叶轮中心形成低压区,外缘形成高压区,压力差使液体持续从吸入口流入,从排出口流出第二章离心泵分类离心泵根据不同的结构特征和使用要求,可以分为多种类型了解各类离心泵的特点,有助于在实际应用中做出正确选择按叶轮数目分类12单级泵多级泵泵轴上装有两个或两个以上叶轮的离心泵,叶轮串联工作每级叶轮增加一定压力,总扬程等于各级泵轴上只装有一个叶轮的离心泵结构简单紧凑,制造成本低,维护方便适用于扬程不高一般小于扬程之和适用于高扬程场合,如高层建筑供水、锅炉给水等125米但流量较大的场合,如供水、农业灌溉等•扬程高,可达数百米•结构简洁,易于拆装•占地面积小,结构紧凑•效率较高,能耗较低•适合高压力输送需求•适合中低扬程应用按叶轮进水方式分类单吸泵双吸泵液体从叶轮两侧同时进入轴向力能够自动平衡,流量大,运行平稳,但结构相对复杂主要特点•轴向力基本平衡•流量大,效率高•运行平稳,振动小•适合大流量工况液体从叶轮一侧进入这种结构紧凑,制造简单,但会产生较大的轴向力,需要平衡装置按泵轴位置分类卧式泵立式泵泵轴呈水平方向布置,是最常见的离心泵结构形式泵与电机通常采用联轴泵轴呈垂直方向布置,电机位于泵的上方这种结构占地面积小,特别适合器连接,安装在同一底座上安装空间受限的场合应用优势应用优势•应用最为广泛,技术成熟•占地面积小,节省空间•维护检修方便•适合深井或液下作业•稳定性好,适合连续运行•维护需要更多空间•占地面积较大•常用于排水泵站第三章离心泵主要部件详解深入了解离心泵各主要部件的结构、材料和功能,是掌握离心泵选型、使用和维护的关键本章将详细解析每个核心部件叶轮结构与材料铸铁成本低,适合清水、油类等非腐蚀性介质,应用最广泛不锈钢耐腐蚀性好,适合化工、食品等行业,常用

304、316L等牌号常用材料选择青铜叶轮材料的选择直接影响泵的使用寿命和可靠性,需根据输送介质的温度、腐蚀性、磨蚀性等特性来确定耐海水腐蚀,常用于船舶、海水淡化等领域工程塑料耐腐蚀性极强,重量轻,适合输送强酸强碱介质叶轮平衡设计平衡孔平衡筋板平衡盘在叶轮后盖板上开设小孔,平衡叶轮前后压力差,减小轴向力在叶轮后盖板背面设置径向筋板,产生反向压力,抵消轴向力多级泵中使用的专用平衡装置,自动调节轴向力,适合高压泵叶片形状设计:后弯叶片是最常用的设计,液体流出叶轮时的绝对速度方向与叶轮旋转方向成钝角这种设计效率最高,可达75-90%,性能曲线平缓,运行稳定泵轴与轴承泵轴的作用与要求泵轴是传递电机扭矩至叶轮的关键部件,同时承受叶轮的重量、液体作用力以及传动装置的作用力因此,泵轴必须具有足够的强度和刚度,以防止扭转变形和弯曲振动轴承类型轴承润滑与维护要点润滑剂选择:根据轴承类型、转速、温度选择合适的润滑滚动轴承脂或润滑油应用最广,摩擦阻力小,启动灵活,维护简单常用深加油量控制:润滑脂填充量一般为轴承空间的1/2-2/3,过多会发热沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承等定期检查:监测轴承温度一般不超过70-80℃和振动情•适合中小型泵况•转速范围广及时更换:根据运行时间和润滑剂状态,定期更换润滑剂•安装调整方便清洁防护:保持轴承箱清洁,防止灰尘和水分侵入滑动轴承承载能力大,抗冲击性好,运转平稳用于大型高速泵或重载工况,但需可靠的润滑系统•适合大型重载泵•使用寿命长•需要复杂润滑系统轴封装置轴封装置安装在泵轴穿过泵壳的部位,其作用是防止高压液体沿泵轴向外泄漏,或防止外界空气进入泵内轴封的可靠性直接影响泵的安全运行和环境保护填料密封机械密封最传统的密封方式,使用软填料如石棉盘根、聚四氟乙烯编利用一对或多对垂直于轴的端面在流体压力和弹性元件作用织盘根等填充在填料箱内,通过压盖压紧实现密封下保持贴合并相对滑动而构成的密封装置是现代离心泵的主流密封方式适用场合适用场合•低压场合一般小于

1.0MPa•常温或中低温介质•高压场合可达数十兆帕•对泄漏要求不严格的工况•易燃、易爆、有毒介质•成本敏感的应用•高温或低温介质•对泄漏要求严格的工况优点:结构简单,成本低,维修更换方便缺点:存在少量泄漏,需定期调整和更换,摩擦功耗较大优点:密封可靠,泄漏量极小,使用寿命长,适应性广缺点:结构复杂,成本较高,安装要求严格机械密封分类及应用场景0102内装式机械密封外装式机械密封密封腔在泵体内部,应用最广,适合常规工况密封腔在泵体外部,便于检查维护,适合易结晶介质0304单端面机械密封双端面机械密封只有一对密封面,结构简单,应用最多两对密封面,可靠性高,适合剧毒、强腐蚀介质泵体与泵盖泵体蜗壳泵体是离心泵的主体部分,也称为蜗壳它的主要作用是收集从叶轮甩出的液体,并将其引向排出口蜗壳的形状设计直接影响泵的效率和性能蜗壳设计特点螺旋形断面:从隔舌开始,蜗壳断面逐渐扩大,使液体流速逐渐降低能量转换:将液体的部分动能转化为静压能,提高出口压力扩散角控制:合理的扩散角一般6-8度能够减少能量损失材料选择:根据介质特性选择铸铁、不锈钢、衬胶等材料泵盖泵盖用于封闭泵体,与泵体共同形成泵的工作室泵盖上通常设有轴孔,泵轴从此处穿过,并装有轴封装置密封连接支撑作用维护便利泵盖与泵体之间通过密封垫片密封,螺栓连接固定,支撑轴承体,保证泵轴与叶轮的同心度和稳定性拆卸泵盖即可检查、维修或更换叶轮,无需拆卸管路确保不泄漏联轴器与电机匹配联轴器的作用联轴器是连接电机轴和泵轴的部件,用于传递扭矩挠性联轴器能够补偿两轴间的径向、角向和轴向偏差,减少振动传递,保护电机和泵123刚性联轴器挠性联轴器液力联轴器结构简单,传动效率高,但要求两轴严格对中,只能传递扭矩,不应用最广,可补偿安装误差和运行中的偏移,减少振动和冲击,通过液体传递扭矩,启动平稳,过载保护性能好,但效率略低,适能补偿偏差保护设备常用弹性柱销、弹性套柱销、梅花形等类型合大型泵电机功率选型及防爆等级说明电机功率计算防爆等级电机功率应根据泵的轴功率加上适当的安全系数确定:在易燃易爆环境中,电机必须采用防爆型:P电机=K×P轴ExdⅡBT4:隔爆型,适合气体环境ExdⅡCT4:隔爆型,适合氢气等高危气体其中K为安全系数,一般取值:ExeⅡT4:增安型,提高安全裕度•P轴10kW,K=

1.2-

1.5防护等级•10kW≤P轴50kW,K=

1.15-

1.25•P轴≥50kW,K=

1.1-

1.15IP54:防尘防溅水,室内常用还需考虑启动电流、变频调速等因素IP55:防尘防喷水,户外使用IP65:完全防尘防水,恶劣环境第四章离心泵选型基础正确选型是保证离心泵高效、安全、经济运行的前提选型需要综合考虑工艺条件、介质特性、运行参数等多方面因素选型原则离心泵选型是一项综合性工作,需要根据具体使用条件,遵循科学的选型原则,确保所选泵型满足工艺要求且经济合理满足工艺要求介质适应性首要原则是保证流量和扬程满足生产工艺需求,并留有适当裕量一般5-10%根据介质的温度、粘度、腐蚀性、磨蚀性、含气量等特性选择合适的泵型和材料高效节能经济性选择泵在高效区运行,工作点应在泵性能曲线最佳效率点附近综合考虑设备投资、运行费用、维护成本,追求全生命周期成本最优参考标准API610ANSI/HI ISO5199美国石油学会标准,石油、化工和气体工业用离心泵的国美国国家标准,水力学会制定的泵类产品标准体系国际标准化组织技术规范,化工流程泵的技术要求际权威标准选型时需考虑的关键因素1温度范围2工作压力3固体含量影响材料选择、密封类型和间隙配合高温决定泵体、法兰等级和密封形式高压需要更高强决定叶轮类型清液用闭式,含少量固体用半开式,浆200℃需特殊材料和冷却措施度材料和双端面机械密封液用开式叶轮泵型号确定流程确定基本参数明确所需流量Qm³/h、扬程Hm、介质特性密度、粘度、温度、腐蚀性等和工作条件吸入条件、安装方式等选择泵系列根据应用领域选择泵系列如化工流程泵选IH、CZ系列,清水泵选IS、S系列,多级泵选D、DL系列等确定叶轮类型清洁液体优选闭式叶轮,含少量颗粒选半开式叶轮,浆液污水选开式叶轮平衡叶轮前后压差查阅性能曲线在厂商样本中查找性能曲线,使工作点落在高效区最佳效率点的80-110%流量范围内确定具体型号综合考虑效率、汽蚀余量、功率等因素,确定最优型号注意核算汽蚀余量NPSH是否满足选配辅助系统确定密封方案、冷却润滑系统、控制保护装置等配套设施密封方案选择密封方案的选择直接关系到泵的可靠性、安全性和环保性需要根据介质特性、工况条件和经济性综合考虑密封类型选择依据介质温度腐蚀性与毒性杂质含量•常温-20~80℃:普通机械密封或填料密封•轻度腐蚀:标准机械密封,不锈钢或碳化硅材质•清洁液体:标准机械密封•中温80~200℃:高温机械密封,带冷却系统•强腐蚀:特殊材料机械密封,如碳化硅、碳化钨、陶瓷等•含少量颗粒:带冲洗的机械密封•高温200℃:特殊高温机械密封或双端面密封•剧毒介质:必须使用双端面机械密封,零泄漏设计•含较多固体:外装式机械密封或填料密封•低温-20℃:低温专用机械密封•易燃易爆:双端面机械密封,隔离液系统•易结晶:带加热保温或冲洗的密封常用机械密封方案API PlanPlan11Plan21内冲洗方案外循环冲洗从泵出口引出液体冲洗密封腔,适合清洁、常温介质,最常用的基本方案从泵出口引出液体经冷却器后冲洗密封,适合高温或易汽化介质Plan32Plan53/54外部液源冲洗双端面密封方案使用外部清洁液体冲洗密封腔,适合易结晶、易凝固、含固体颗粒的介质隔离液系统,适合剧毒、强腐蚀、易燃易爆介质,安全性最高材料选用过流部件材料的正确选择是保证离心泵长期可靠运行的关键材料选择需要综合考虑介质的腐蚀性、温度、压力、磨蚀性以及经济性等因素化工介质材料选择参考电机选型要点功率裕量系数及效率计算防爆等级与防护等级防爆等级标识解读电机功率必须大于泵的轴功率,并考虑适当的安全裕量:ExdⅡBT4示例说明:轴功率计算公式:Ex:防爆标志d:隔爆型Ⅱ:工厂用Ⅰ为矿用其中:ρ-液体密度kg/m³,g-重力加速度

9.81m/s²,Q-流量m³/h,H-扬程m,η-泵效率B:气体组别A、B、C,C级最严电机功率:T4:温度组别T1-T6,T6最低防护等级IP代码IP55示例说明:安全系数K根据功率大小选取,通常

1.1-

1.5之间效率等级•第一位数字5:防尘完全防止粉尘进入•第二位数字5:防水防喷水•IE1普通效率:淘汰型IP44•IE2高效率:基本要求•IE3超高效:推荐选用防溅水,室内干燥环境•IE4超超高效:节能首选IP54防尘防溅,一般工业环境IP55防尘防喷水,户外使用IP65完全防尘防水,恶劣环境安装形式与轴承配置卧式安装B3最常用,电机底座安装,适合大部分应用场景立式安装V1电机轴向下,适合立式泵,节省空间第五章离心泵运行与维护科学的运行管理和精心的维护保养是确保离心泵长期稳定运行、延长使用寿命、降低故障率的关键本章介绍运行工况调整方法和维护要点离心泵运行工况调整在实际运行中,往往需要根据工艺要求调整泵的流量和扬程掌握正确的调节方法,既能满足生产需求,又能保证泵在高效区运行,实现节能降耗出口阀门调节最简单常用的方法,通过调节出口阀门开度改变管路阻力,从而改变装置特性曲线,使工作点移动优点:操作简单,投资少,适合流量变化不大的场合缺点:阀门节流损失能量,不够节能应用:流量微调,间歇性调节变频调速通过改变电机转速来改变泵的性能曲线,是最节能高效的调节方式流量与转速成正比,扬程与转速平方成正比,功率与转速立方成正比优点:节能效果显著,调节范围大,运行平稳缺点:初期投资较高,需配变频器应用:流量经常变化,需要精确调节的场合叶轮调整多级泵可通过拆除部分叶轮降低扬程,或对叶轮进行切割车削外径来降低流量和扬程这是永久性改变泵性能的方法拆除叶轮:适合多级泵扬程过高的情况切割叶轮:叶轮外径每减少1%,流量约减少1%,扬程约减少2%注意:切割量一般不超过15%,否则效率下降明显节能对比:以流量需要降低30%为例,采用阀门节流方式节约功率约15%,而采用变频调速可节约功率约50%以上因此,对于流量需要经常调节的场合,变频调速是首选方案常见故障及原因分析

1.汽蚀现象及危害汽蚀是离心泵最常见且危害最大的故障之一当泵入口压力低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时,液体汽化形成气泡,气泡随液体流动到高压区后突然溃灭,产生强烈冲击汽蚀的危害性能下降:流量、扬程、效率明显降低振动噪音:产生异常振动和噪音,类似泵内有碎石声材料破坏:气泡溃灭产生高达几百兆帕的瞬时冲击压力,使叶轮表面产生蜂窝状空洞缩短寿命:严重时几个月就能将叶轮打穿防止汽蚀的措施

1.增大泵的安装高度降低安装高度

2.减小吸入管路阻力加粗管径,减少弯头

3.降低液体温度

4.选用抗汽蚀性能好的泵低转速,双吸泵

2.振动过大原因及排除机械原因水力原因排除方法•转子不平衡:叶轮磨损不均或有异物•汽蚀:入口条件不满足•校正转子动平衡•对中不良:泵与电机轴线偏差过大•偏离设计工况:流量过大或过小•重新对中联轴器•轴承磨损:间隙过大或润滑不良•吸入涡流:吸入池设计不合理•更换磨损轴承•地脚螺栓松动:基础不牢固•管道振动传递•紧固地脚螺栓•调整工况点•改善吸入条件

3.轴封泄漏标准及处理填料密封零泄漏要求正常泄漏:30-60滴/分钟处理:调整压盖松紧度,必要时更换填料剧毒介质:采用双端面机械密封处理:定期检查隔离液系统123润滑与冷却润滑油的作用及三级过滤润滑油的主要作用三级过滤系统减少摩擦磨损确保润滑油清洁度,延长设备寿命:在相对运动的金属表面形成油膜,防止直接接触01粗过滤冷却降温入库时过滤,去除大颗粒杂质和水分带走摩擦产生的热量,保持轴承温度正常02密封防护中过滤防止灰尘、水分侵入轴承加油前过滤,进一步净化油品减振降噪03油膜起到缓冲作用,减少振动和噪音精过滤运行中循环过滤,保持油品清洁冷却水流量调节及注意事项轴承箱和机械密封通常需要冷却水冷却,合理调节冷却水流量对设备安全运行至关重要流量控制水质要求根据轴承温度调节冷却水流量一般要求出水温度比进水温度高5-10℃流量过大浪费水资源,过小冷却效果差冷却水应清洁,硬度不宜过高,避免结垢堵塞管路海水冷却需使用耐腐蚀材料的冷却器防冻措施水压控制冬季停车时必须排空冷却水系统,防止冻裂设备寒冷地区可采用防冻液或伴热保温冷却水压力应适当,一般

0.15-

0.3MPa压力过高可能损坏密封,过低冷却效果差轴承温度与振动监测标准≤70°C≤

4.5mm/s24h轴承温度正常值振动速度标准连续监测周期滚动轴承温度应不超过70℃,滑动轴承不超过80℃轴承处振动速度有效值,良好状态应

2.8mm/s新泵或大修后应连续监测24小时,确保运行正常备用泵定期盘车的重要性备用泵长期停放不用,如果不进行定期盘车,会导致多种问题,影响设备可靠性定期盘车是备用设备管理的重要环节防止轴承锈蚀和轴变形保持润滑油循环长期静止时,轴承滚动体与滚道接触部位会因重力作用产生压痕,润滑油盘车过程中,润滑油在轴承内重新分布,防止油品氧化变质、沉淀分层也会沉积定期盘车使滚动体改变位置,润滑油重新分布,防止锈蚀和变同时检查润滑油状态,及时补充或更换形•盘车时观察油位是否正常•推荐频率:每周至少盘车一次•检查油品颜色和粘度•盘车角度:每次旋转120-180度•发现油品变质及时更换•长期停放3个月:每周2-3次确保紧急状态下能正常启动作为备用设备,必须保证随时可以投入使用定期盘车可以及早发现机械卡涩、密封干涸等问题,避免紧急启动时失败•盘车时检查转动灵活性•检查联轴器连接状态•测试辅助系统功能•建议每月试运行5-10分钟盘车注意事项:•盘车前应切断电源,挂警示牌,防止误启动•手动盘车应轻松灵活,如有卡涩应查明原因•寒冷季节盘车前应检查泵内是否有冻结现象•盘车后应做好记录,包括日期、盘车人、设备状态等•对于机械密封的泵,长期停放应保持密封腔充满介质或封存液维护保养要点总结科学系统的维护保养是保证离心泵长期稳定运行的基础应建立完善的维护保养制度,严格执行五定原则五定维护原则定时按照规定的时间间隔进行检查和保养,如日检、周检、月检、年检等定点确定维护保养的具体部位和检查点,如轴承、密封、联轴器等关键部位定量明确规定加油量、清洁度标准、间隙数值等定量指标,做到有据可依定人明确责任人,专人负责设备维护,确保措施落实到位定质使用符合标准的润滑油、备件等物料,保证维护质量和效果设备检查与清洁日常检查每班•检查运行声音、振动、温度是否正常•检查密封泄漏情况•检查润滑油位、冷却水流量周检查•记录运行参数电流、压力、流量等•检查地脚螺栓紧固情况•检查联轴器对中情况月检查•清洁设备外表,保持整洁•测量轴承温度和振动数值•检查电气控制系统结语↑30%100%离心泵是工业生产的关键设备广泛应用于化工、石油、电力、给排水等众多领域,是流体输送的核心装备提升设备运行效率保障生产安全通过优化选型和运行管理,可显著提高能源利用效率严格执行操作规程和维护制度,杜绝安全隐患了解结构与原理深入理解离心泵的工作机理和各部件功能,是正确使用的基础科学选型与维护根据工况合理选型,建立完善的维护体系,确保设备可靠运行欢迎提问与交流共同进步,!离心泵技术博大精深,本课件仅介绍了基础知识和常用技术要点在实际应用中,还会遇到各种复杂工况和特殊问题,需要我们不断学习、总结经验、勇于创新希望大家在今后的工作中:•理论联系实际,将所学知识应用到实践中•注重细节,从小事做起,精益求精•加强交流,分享经验,互相学习•持续学习,跟踪行业新技术、新标准感谢大家的学习与关注!让我们携手共进,为工业生产的安全高效运行贡献力量!。