流体输送与流体输送机械-1(化工单元操作过程).ppt

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1、流体输送与流体输送机械,化工单元操作过程,离心泵原理及应用,离心泵原理及应用,离心泵工作原理,离心泵主要参数,离心泵构造,离心泵 泵 旋涡泵 往复泵:活塞泵,柱塞泵,隔膜泵 容积式泵 回转泵:齿轮泵,螺杆泵,滑片泵 其他类型泵:喷射泵,水锤泵,真空泵,液体输送机械离心泵离心泵是化工生产过程中输送液体的常用设备之一，可分为：以下几种，其中离心泵是化工方面使用最多的泵。,离心泵典型结构,驱动机带动叶轮高速旋转叶轮带动液体高速旋转产生离心力液体获得能量（压力能、液体甩出，叶轮中心形成低压速度能增加）吸入罐与泵之间产生压差输送液体吸入液体，实现连续工作,1.2 离心泵工作流程：,1.3 离心泵工作动画

2、演示,1.5 离心泵的气蚀,1.5.1 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

3、一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达20003000Hz），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200300），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。,1.5.2 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

4、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。,1.5.2 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。,1.5.3 离心泵产生汽蚀的原因,1、被输送的介质温度过高；2、水池液位过低，有气体被吸入；3、泵的安装高度过高；4、流

5、速和吸入管路上的阻力太大；5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好，有空气进入。6、流量过大，也就是说出口阀门开的太大,1.5.4 气蚀的解决方案,清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；,降低输送介质的温度；,降低安装高度；,重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽,蚀材料等等,6 使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲罐就可以解决,2.离心泵主要工作参数：,流量 Q,扬程 H 转速 n 功率 N 效率,气蚀余量（hr）,2.离心泵主要工作参数：,2.1 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,体积流量Q：m3/

6、h m3/s L/s 质量流量m：kg/h kg/s t/h,m=Q,液体密度kg/m3。,用的较多,2.离心泵主要工作参数：,2.2 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。,常用H表示,单位J/kg、m液柱。（J=Nm）,提高位高；克服阻力；增加液体静压能和速度能,特别注意！H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！,H,由能量方程,可以看出,+hf,H=,+(HB+HA)+,cB2 cA22g,pB pAg,m,（1-1）,2.3 转速,泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用n来表示。单位：rpm，或r/s一般离心泵转速970 rpm、1450

7、rpm、2950 rpm；高速离心泵的转速可达 20000 rpm以上。,2.4 功率,KW,轴功率N：,泵轴输入的功率。,单位时间内所做的功。单位：N m J1s s工程单位：1 kW=1000 W 有效功率Ne 单位时间内泵输送出去的液体有效能头。,N,e,QH1000,=,2.5 效率,用表示，是衡量泵的经济性的指标。,N：泵输入功率,（轴功率）,Ne：液体得到功率（有效功率）两者的差别在于损失，包括流动损失、泄漏、机械摩擦等。,100%,N eN,=,2.6 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hr表示,单位为米液柱。,有效汽蚀余量,液体流自吸液罐,经吸入管路到达

8、泵吸入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头。用ha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hr表示。,2.6 汽蚀余量,hr与ha的区别和联系:,hahr,泵不汽蚀,ha=hr,泵开始汽蚀,hahr,泵严重汽蚀,1.5.2 汽蚀对泵工作的影响（l）噪音和振动 气泡溃灭时，液体质点互相冲击，会产生各种频率范围的噪音。在汽蚀严重的时候，可以听到泵内有“劈劈”“啪啪”,的爆炸声，同时机组振动。（2）对泵性能曲线的影响 离心泵开始发生汽蚀时，汽蚀区域较小，对泵的正常工作没有明显的影响，在泵性能曲线上也没有明显反映。但当汽蚀发展到一定程度时，气泡大量产生，堵塞流道

9、，使泵内液体流动的连续性遭到破坏，泵的流量、扬程和效率均会明显下降，在泵性能曲线上出现“断裂工况”，这时泵不能正常工作，甚至泵“抽空”断流了。,Q,H/N/,1.6 提高离心泵抗汽蚀性能的措施,由于汽蚀会严重影响泵的正常工作，所以必须采取措,施防止汽蚀的发生。根据前面的分析可知，泵的汽蚀是由泵本身的抗汽蚀性能和吸入装置条件决定的。于是，提高离心泵抗汽蚀性能有两方面措施，一是改进泵进口的结构参数，使泵具有较小的汽蚀余量，或采用耐汽蚀材料，以提高泵的使用寿命；另一方面是正确合理地设计吸入管路尺寸、安装高度等，使泵入口处有足够的有效汽蚀余量，从而使泵不发生汽蚀。,1.6.1 提高离心泵本身抗汽蚀性能

10、的措施（1）适当加大叶轮吸入口直径和叶片入口边宽度，可以使泵的汽蚀余量变小，从而提高了泵的抗汽蚀性能。当适当加大叶轮吸入口直径时，即适当地降低了泵入口平均液体流速；当适当地加大叶片入口边宽度时，即适当地降低了叶片入口处相对速度；此外，合理地改进叶轮吸入口或吸入室的形状等，其结果都可适当地降低汽蚀余量，改善了泵的吸入性能。实践证明，加大叶轮吸入口直径和加宽叶片入口宽度同时配合使用效果较好。,（2）采用双吸式叶轮,双吸式叶轮相当于两个单吸叶轮背,靠背地并合在一起工作，使每侧通过的流量为总流量的一半，从而使汽蚀余量降低，所以双吸式叶轮具有较好的抗汽蚀性能。,（3）采用合理的叶片进口边位置及前盖板形状

11、,抗汽蚀性,能试验表明，叶片进口边向吸入口延伸越多，前盖板的圆弧半径越大，抗汽蚀性能越好。,（4）采用诱导轮,诱导轮装在泵的第一级叶轮的前面，又,叫前置诱导轮。诱导轮是一个轴流式的螺旋形叶轮，但与轴流泵叶轮又有显著差别。当液体流过诱导轮时，诱导轮对液体作功而增加能头，即对进入后面离心叶轮的液体起了增压作用，从而提高了泵的吸入性能。实践证明，诱导轮必须和离心泵叶轮配合好才能提高抗汽蚀性能。对转速大于120r/min的泵，用装诱导轮来提高抗汽蚀性能，其效果并不明显。,（5）采用超汽蚀叶形的诱导轮 近年来，发展了一种超汽蚀泵，在离心叶轮前加一个轴流式的超汽蚀叶形的诱导轮。超汽蚀叶轮具有薄而尖的前缘，

12、以诱发一种固定型的气泡，并完全复盖叶片。气泡在叶形后的液流中溃灭，故起汽蚀叶轮叶片的材料不会受汽蚀破坏。,（6）采用抗汽蚀材料 当使用条件所限，不可能完全避免发生汽蚀时，应采用抗汽蚀材料制造叶轮，以延长叶轮的使用寿命。实践证明，材料强度和韧性的高，硬度和化学稳定性越高，叶轮流道表面越光，则抗汽蚀性能越好。,3.离心泵结构,叶轮 泵体 轴,轴封,轴承箱,3.离心泵结构,3.离心泵结构,3.1 叶轮,它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件,叶轮用键固定于轴上，随轴由原动机带动旋转，通过叶片把原动机的能量传给液体。叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。,

13、3.1 叶轮,叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图所示。开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。,3.2 泵体,即泵的壳体,包括吸入室和压液室。吸入室:它的作用是使液体均匀地流进叶轮。压液室:它的作用是收集液体,并把它送入下级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的速度,使动能进一步变成压力能。压液室有蜗壳和导叶两种形式。,3.3 轴,轴是

14、传递机械能的重要零件,原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。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。,3.4 轴封,由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间隙漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必须设置轴封装置。轴封装置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。目前最主要采用机械密封和干气密封两种形式。,3.5 机械密封,3.5.1

15、机械密封的工作原理,机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。,3.5.2 机械密封的工作原理,常用机械密封结构如图所示。由静止环（静环）1、旋转环（动环）2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。,3.5.3 机械密封泄漏途径,机械密封中流体可能泄漏的途径有A、B、C、D四个通道。C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静

16、密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈。A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。,3.5.4 机械密封要求,机械密封对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。,3.5 轴承箱,3.5.1 轴承箱作用,轴承的作用是对泵轴进行支撑，实质是

17、能够承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的，使轴只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。轴承箱则用来固定轴承，同时作为装载轴承润滑油的容器。,3.5.2 轴承润滑,离心泵大部分采用滚动轴承，而滚动轴承的元件(滚动体、内外圈滚道及保持器)之间并非都是纯滚动的。由于在外负荷作用下零件产生弹性变形，除个别点外，接触面上均有相对滑动。滚动轴承各元件接触面积小，单位面积压力往往很大，如果润滑不良，元件很容易胶合，或因摩擦升温过高，引起滚动体回火，使轴承失效，所以轴承时刻都要处于油膜的涂覆之中。轴承润滑通常用油槽或油雾进行润滑，为了保证滚动体和滚道接触面间形成一定厚度的油膜，采用中黏度的涡轮油(国际标

18、准化组织68级)较适宜。在油槽润滑中，轴承部分浸在油中，油浸润高度以没过轴承底的50为宜。如果超过50，过量的油涡流会使油温上升，油温升高会加速润滑荆的氧化，从而降低润滑性能；如果低于50，则油对轴承的冲洗作用降低，润滑效果不好。,3.5.3 滚动轴承的浸油润滑,N3000rpm时，油位在轴承最下,部滚动体中心以下，但不低于滚动体下缘。,N15003000rpm时，油位在,轴承最下部滚动体中心以上，但不得浸没滚动体上缘。,N1500rpm时，油位在轴承最下,部滚动体的上缘或浸没滚动体。,3.5.4 恒位油杯原理,恒位油杯的作用是使轴承箱体内的润滑油位保持恒定。恒位油杯的结构简图如右所示，斜面的

19、位置对恒位油杯非常关键，由此形成的工作油位点是正常工作状态时的油位。有的恒位油杯没有专门的气孔，但都要保证斜面以上部位与大气自由相通。,3.5.4 恒位油杯原理,下图为恒位油杯正常工作状态，理论设计上工作油位点和设计油位是相同的，恒位油杯内初始油量一般保持在整个油杯的2/3处。恒位油杯内液面高于轴承箱体内液面并能保持一定高度的液位，是由于连通器的原理，油杯内气体压力小于外界大气压力。,3.5.4 恒位油杯原理,右图为恒位油杯补油状态图。当轴承箱体内的润滑油由于各种原因而损耗后，箱体内油位下降，由于连通器原理，恒位油杯斜面处的油位降低到工作油位点以下，导致恒位油杯内油液的压力平衡被破坏，润滑油从

20、恒位油杯内流出并进入轴承箱体，外界气体在大气压力作用下通过斜面的上端进入恒位油杯，直到润滑油液面恢复到工作油位点时，补油结束。,4.1 启动前准备工作,（1）检查泵及出、入口管线的各部件，如阀门、法兰、地脚,螺钉、联轴器、温度计和压力表等，看是否正常好用,（2）给轴承箱内加油，油面应在油标的1/22/3处。,（3）盘车，检查泵的转动情况，是否有不正常的声音。,（4）打开轴承及盘根的冷却水。,（5）打开压力表阀。,（6）打开泵的入口阀，排除泵内存气，使泵内允满液体。,（7）具有密封油系统的泵，风将密封油加够，并进行循环。,（8）检查好泵的安全设施(对轮防护掣，接地线等),（9）开动高压电机时要与

21、电工联系送电。,4.2 离心泵的正常操作和维护,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、泵正常远行时，要不断检金泵出口压力、流量、电流等，不允许超过规,定指标。,4、轴承温度不应高于65，电机温度不应高于70。5、密封油压力应高于泵的进口压力49.0598.1千帕。6、经常检查冷却水畅通

22、信况。,7、经常检查润滑泊标尺，保持规定油面。,8、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。,9、定期更换润滑油和润滑脂。,4.3 离心泵停车,1、慢慢关闭出口阀门。避免停泵后出口管线中的高压液体倒流入离心泵泵体内，使叶轮高速反转而造成事故。2、切断电源。3、关闭泵的入门阀。4、关掉压力表阀。5、冬季停泵后，要从泵壳和管线中放掉存水及其它易冻结液体，或给上少量冷却水流通，防止冻裂泵壳。,1.3 离心泵的特性曲线一台离心泵，当工作转,速为一定值时，其扬程H、功,率N、效率、汽蚀余量hr,与泵流量Q之间有一定的对应,关系。这种表示H-Q、N-Q、,-和Qhr-Q的关系

23、曲线,称为性能曲线。离心泵内是,存在各种损失的，对理论性,能曲线作必要的修正，定性,地得出实际性能曲线。,H,Q,H-Q,N-Q,-Q,Qmax,N,GO10 GO11,实际性能曲线的用途,泵的实际性能曲线表明，泵在恒定转速下,工作时，对应于泵的每一个流量Q，必相应的有一个确定的扬程H、功率,N，效率等。每条性能曲线都有它各自的用途。,离心泵的H-Q性能曲线是选择泵和操作使用的主要依据。H-Q性能曲,线有“陡降”“平坦”及“驼峰”状之分，具有平坦特性的离心泵，其特点是,当流量Q变化较大时，扬程H变化不大；具有陡降特性的泵，则当扬程H,变化较大时，流量Q变化不大；具有驼峰特性的泵，其扬程随流量Q

24、的变,化是先增加后减小。这样，就可以根据工作特点的不同而选择不同特性,的离心泵来满足工艺要求。,对具有陡降特性或平坦特性的离心泵，当流量Q增大时，则扬程H降,低；反之，当Q减少时，H增加。因此在离心泵操作中欲调节流量时，就,可以用减小或增大扬程H来达到。生产上常采用开启成关闭排出口调节阀,的办法，改变管路局部阻力损失，即使管路特性改变，则泵提供的扬程,必随之改变。,离心泵的N-Q性能曲线是合理选择驱动机功率和操作启动泵的,依据。N-Q特性给出各流量Q对应的功率N大小，故根据需要可以选用驱动机的功率。从N-Q性能曲线上还可看出在哪种情况下轴功率最小，则启动时，应选在消耗功率最小的工况下，以减小启

25、动电流，保护电动机。例如。一般离心泵在Q=0时轴功率最小，故启动时应关闭排出调节阀。,离心泵的-Q性能曲线是检查系工作经济性的依据。根据-Q,特性可知，泵在何工况下工作效率最高。工程上将泵效率最高点定为额定点。与该点对应的流量、扬程、功率，分别称为额定流量、额定扬程及额定功率。为了扩大泵的使用范围，各种泵都规定一个良好的工作区（高效区），一般取最高效率以下7范围内诸点所对应的工作点为良好工作区。有些泵样本上，基本性能曲线只绘出良好工作区。,1.4 离心泵中的各种损失,液体从泵入口流到出口的过程中，通常存在下列三种损失。,1.4.1 流动损失,离心泵内的流动损失包括摩擦阻力损失和冲击损失等。,1

26、）摩阻损失 指液体流经吸入室、叶轮流道、蜗壳和扩压管（或导叶）时的沿程摩擦阻力损失以及液流团转弯、突然收缩或扩大等所产生的局部阻力损失。由流体力学可知，当有粘滞性的非理想流体沿固体壁面流动时，流体流场可分为两个区域，紧靠壁面很薄的一层称为边界层，在边界层中必须考虑流体的粘性力，边界层中的流动可看成粘性流体的有旋流动。边界层虽然很薄，但沿其厚度方向流体速度急剧变化，它严重地影响着流体流动过程的能量损失及流体与壁面间的热交换等物理现象。实验证明，流体的摩阻损失集中在边界层中。边界层以外的中心部分，粘性力很小，可以看作是理想流体的无旋流动。,（2）冲击损失 当液流进入叶道（或导叶流道）时，液流相对运

27、动方向角与叶片进口角不一致，以及液体离开叶轮进入转能装置的液流角与转能装置中叶片角不一致而产生冲击所引起的能量损失。,1.4.2 流量损失,由于泵的转动部件与静止部件之间有间隙，当泵工作时，使级间隙两侧的液体因获得能头不同而产生压力差，造成部分流体从高压侧通过间隙向低压侧泄露，这种损失称为泄露损失或流量损失。泄漏损失主要发生在叶轮回环与泵壳间的间隙；多级间导叶隔板与轴套之间隙处；轴向力平衡装置与泵壳间的间隙；轴封处的间隙等。所以流入叶轮的理论流量不可能全部从泵出口排出，总会有小部分漏损。,1.4.3 机械损失,机械损失主要指叶轮外盘面与液体之间的摩擦而引起的圆盘摩擦损失；泵轴与填料密封件间的摩

28、擦损失以及轴与轴承间的摩擦损失等。轴承和密封的摩擦损失与轴承和密封的结构型式以及输送流体的性质有关。但其值相对其它各项损失较小，仅约为轴功率的15。机械损失中圆盘摩擦损失为最大。所谓圆盘摩擦损失，是当叶轮在充带液体的泵壳中转动时，靠近叶轮外表面的液体被叶轮带着转动，其圆周速度与叶轮上相应点的圆周速度大致相同，而靠近泵壳的液体的圆周速度很小，紧贴条壳的液体的圆周速度为零。这样从壳壁至叶轮外表面的间隙中，液体的圆周速度是不均匀的，故有摩擦力存在。为了克服摩擦力，必然消耗功。此外，由于液体的圆周速度不同，因而离心力也不同，形成旋涡回流运动，增加功耗。,上述机械损失，在液体性质、叶轮和轴承结构、转速等

29、一定的情况,下，几乎与泵的流量无关，可近似看作常数。,1.8 离心泵运转工况的调节,改变运转泵的工作点称为工况调节。由于工作点是泵性能曲,线和管路特性的交点，所以任何一条曲线发生变化，工作点便,随之而改变。因此，改变工作点有两种途径，下面分别讨论。,改变管路特性进行工况调节,改变泵的性能曲线,1.8.1 改变管路特性进行工况调节,（1）管路节流调节这是使管路特性变化的最简单、最常用的方法，即在排出管路上安装调节阀，当开大或关小调节阀的开启度时，从而改变管路中局部阻力，使管路特性曲线的斜率变动。在泵性能曲线不变的情况下，工作点发生变化，达到调节流量的目的。,用关小排出调节阀的方法改变管路特性来调

30、节流量时，管路中局部阻力损失增加，需要泵提供更多的能头来克服这个附加的阻力损失，使整个装置效率不高，长期这样调节是不经济的。特别是对具有陡降扬程性能曲线的离心泵，采用这种方法调节就更不经济。但由于调节装置简单，且调节很方便，故仍被广泛地用于离心泵工况调节中。,（2）旁路调节。在泵出口,设有旁路与吸液罐相连通，管,路上装一调节阀，离心泵在旁,路调节装置上工作就象在分支,管路中一样，泵的流量变大，,但主管中的流量比关闭旁路阀,时主管中流量为小，所以流量,得到了调节。,这种调节方法也不经济，,因为旁路中的流量白白浪费了,功耗。若泵的轴功率随流量增,加而减小时用此方法调节较适,宜。此外，当吸排罐用中液

31、位,变化时，也将使管路特性上下,移动，工作点变化，流量变化。,用变速调节流量是比较经济的，因为它没有节流引起的附,加能量损失。但是，这种调节要求使用能改变转速的原动机来,驱动，如直流电动机，双速（分低速档和高速档）电动机，汽,轮机等。对目前广泛使用的固定转速的交流电动机用可控硅调,速，或加液力联轴器驱动，也得到日益广泛的应用。,1.8.2 改变泵的性能曲线进行工况调节,（1）改变工作转速,离心泵的扬程和流量都和转速有,关。当转速增大，由比例定律可知，流量和扬程相应地与转速,近似地按一、二次方的正比关系变化。,（2）切割叶轮外径,当转速一定时，流量和扬程随叶轮外径,切割大小近似地成一、二次方变化

32、。当泵叶轮外径在允许范围内切,割时，则N-Q性能曲线向左下方移动，若管路特性不变时，就可得到,不同的工作点，使流量减小。,这种调节方法虽然没有附加能量损失，但叶轮切割后不能再恢,复原有特性，故适用于长期调节。,除上述工况调节的方法外，还有改变叶片角度的调节，改变前,置导叶叶片角度的调节，以及入口管路节流调节等。前两种方法多,用于轴流泵和混流泵中，后者为防止离心泵的汽蚀而很少采用，却,常用于风机的调节中。,离心泵的调节与组合离心泵的工作点,当安装在一定管路系统中的离心泵工作时，泵输出的流量即为管路的流量，泵提供的扬程即为管,离心泵的工作点：泵的扬程曲线,(HV 线)与管路特性曲线(HLV线)的交

33、点(a 点)。,根据工作点的位置，可以判断泵的工作状态是否在高效区域内。泵的操作调节对应着工作点的移动，多台泵的组合安装则需要确定组合泵系的 HV 关系曲线。,0,a,a,1a,1,1,V,V,V,H-V,-V,HHLHH=HLH,路所要求的压头。H0,离心泵的调节与组合,离心泵的调节工厂操作中经常要遇到对离心泵及其管路系统进行调节以满,足工艺上对流体的流量和压头,的要求，实际上这对应着改变泵的工作点位置。,改变管路特性曲线：,改变管路流动阻力（如阀门开度），管路特性曲线将发生相应的变化。关小阀门，管路阻力增加，管路特性曲线由 1 移至 1，工作点由 a 上移至 a，流量由 V 减少为V。该调

34、节方法的主要优点是操作简单，但管路上阻力损失大且可能使泵的工作点位于低效率区，因此多在调节幅度不大但需经常调节的场合下使用。,0,a,a,1a,1,1,V,V,V,H-V,-V,HHLHH=HLH,H0,离心泵的调节与组合,离心泵的调节改变泵 HV 特性曲线：,将叶轮转速由 n 调节 n 到或n，根据离心泵的比例定律式，泵的 H-V 曲线会有相应,的改变。,视转速增加或减少、泵的 H-V 特性曲线上移或下移，工作点相应移动到a 或 a，流量与压头发生相应改变而并不额外增加管路阻力损失，离心泵仍在高效区工作。该调节方法能量利用率更高，随着电机变频调速技术的推广，在大功率流体输送系统中应用越来越多

35、。,a,a,a,V,V,V,0,n,nnn,H=HLH H0,HHLH,HL Vn,H Vn V,离心泵的调节与组合,离心泵的并联和串联,有大幅度调节要求时，可以采取多,泵组合安装的方式。将组合安装的离心泵视为一个泵组，根据并联或串联工作的规律，可以作出泵组的特性曲线（或称合成特性曲线），据此确定泵组的工作点。并联操作：泵在同一压头下工作，泵组的流量为该压头下各泵对应的流量之和。,与单台泵在同一管路中的工作点1 相比，并联管组,不仅流量增加，压头也随之有所增加，因为管路阻,力损失增加。,同一管路系统中并联泵组的输液量并不能达到两台泵单独工作时的输液量之和。,V1,V,V2,1,2,I,H 1,

36、HH LH2,HL V,H V 并,H V,离心泵的调节与组合离心泵的并联和串联,串联操作：泵送流量相同，泵组的扬程为该流量下各泵的扬程之和。,V1,V2,V,1,2,III,HH LH 2H1,H L V,H串VH V,0,与同一管路中单台泵工作点1相比，串联泵组不仅提高了扬程，同时还增加了输送量。正因为如此，在同一管路系统中串联泵组的扬程不能达到两台泵单独工作时的扬程之和。,1.9 离心泵的不稳定工作,当离心泵HQ性能曲线是驼峰型时，这种性能曲线和管路特性可,能有两个交点，理论上讲都是工作点。当泵在前一点工作时，由于某,种原因（如电路中电压波动、频率变化导致转速改变，浪面位置波,动，以及设

37、备振动等）使工况向大流量方向偏离，则泵的扬程大于管,路装置所需的能头，能头有富余，使管路中液体流速加大，流量增,加，工作点沿泵性能曲线继续向大流量方向移动，直至后一工作点,时，泵给出的能头重新与管路装置所需的能头相等，流量停止增加，,泵在后点稳定工作，所以后点是稳定工作点。相反，如果泵在后一工,况点工作时，由于某种原因使流量减小了，则泵的扬程小于管路装置,所需的能头，使管路中液体流速减小，流量减小，一直到流量等于零,为止。若管路上不装止回阀，液体将倒灌进泵内。,由此可见，前一工作点是暂时平衡，一旦实际工况与前点对应的参,数略有偏离时，工作点便不再回到该点，所以称该点为离心泵的不稳定,工作点。,

38、工作点的稳定与不稳定的判别是：当交点处管路特性的斜率大于泵,性能曲线的斜率时是稳定工作点；反之，如交点处管路特性的斜年小于,泵性能曲线的斜率，则是不稳定工作点。这样，凡是H-Q性能曲线呈驼,峰型的，曲线最高点的左侧线段上的各点，都有可能成为离心泵的不稳,定工作点。,离心泵工作中可能产生不稳定工况的两个条件：一是泵的H-Q性能,曲线呈驼峰型；二是管路装置中要有能自由升降的液面或其他能储存和,放出能量的部分。因此，当遇到具有这种特点的管路装置时，为防止发,生不稳定工况，则不要选用具有驼峰型H-Q性能曲线的离心泵。,1.11 离心泵的选用1.11.1 选用要求,（1）满足生产工艺要求,（2）良好的吸

39、入性能,（3）工况变化时仍能在高效区工作,（4）泵的尺寸小，重量轻，结构合理，成本低,（5）其他特殊要求，如防爆、抗腐蚀等,1.11.2 选泵方法及步骤,（1）列出基础数据,（2）估算泵的流量和扬程（3）选择泵的类型及型号（4）核算泵的性能,（5）计算泵的轴功率和驱动机功率,（1）加速研制高效节能的新系列产品（2）正确选型，合理配套，提高运行效率（3）综合利用，回收能量,（4）对运行离心泵装置进行有效的节能改造（5）精心操作，及时维修,1.12.2 离心泵的节能途径,离心泵的类型与选用,清水泵,DFW 型卧式离心泵,IS、IR 型单级单吸离心泵,ISG 型管道离心泵,离心泵的类型与选用若需要的

40、扬程较高，则可选 D 系列多级离心泵,1,2,3,41吸入段；2中段；3压出段；4轴；5叶轮；6导叶；7轴承部,5,6,7,离心泵的类型与选用D 系列多级离心泵TSWA 型卧式多级泵TSWA型卧式多级泵T 透平式,S 单吸泵W 介质温度低于80A 第一次更新,DL 型立式多级泵,离心泵的类型与选用,离心泵的类型与选用,1泵体；2泵盖；3叶轮；4泵轴；5密封环；6轴套；,7轴承；8连轴器,若需要的流量很大，则可选用 Sh 双吸式离心泵,离心泵的类型与选用,S 型单级双吸离心泵,KSY 双吸中开式离心泵,S、SA、SH 型单级双,吸中开式离心泵,CQ 型磁力驱动泵,IH 型化工泵,离心泵的类型与选

41、用耐腐蚀泵（F 型）：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。不同材料耐腐蚀性能不一样，选用时应多加注意。离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用的系列代号为F。需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能，以防腐蚀液外泄。操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭的情况下空转，以避免泵内介质发热加速泵的腐蚀。,离心泵的类型与选用,耐腐蚀泵（F 型）,离心泵的类型与选用油泵（Y 型）：油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为Y，双吸式为YS。因油类液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求较高。输送200以上的热,油时，还需设冷却装置。一般轴承和轴封装置

42、带有冷却水夹套。杂质泵（P 型）：离心杂质泵有多种系列，常分为污水泵、无堵塞泵、渣浆泵、泥浆泵等。这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少，叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料。,DFAY 型卧式输油泵ZW 型自吸式排污,离心泵的类型与选用,液下泵：液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。由于泵体浸没在液体中，因此轴封要求不高，可用于输送化工过程中各种腐蚀性液体。,WQ 型潜水排污泵,YW 型液下式排污泵,离心泵的类型与选用屏蔽泵：屏蔽泵是一种无泄漏泵。其结构特点是叶轮直接固定在电机的轴上，并置于同一密封壳体内。可用于输送易燃易爆、剧毒或贵重等严禁泄漏的液体。,DFM 型屏蔽泵,DFPW 型屏蔽泵,离心泵的类型与选用,屏蔽泵,课件制作：,二零一二年二月九日,