离心泵的结构原理和故障排除.doc

概述
在石油化工生产中,泵的使用非常广泛,尤其是离心泵。如我们岗位的离心油泵、潜水泵等。如果把管线比作人体的血管,那么泵就是人体的心脏。了解、掌握好离心泵的结构、原理,有利于我们一线操作服务人员岗位技能的提升,也能为装置提供更高质量的生产保障服务。
首先,我们要理解泵的概念:
泵是输送液体并提高液体压力的机器(一种“增能”机器)。
泵分为化工用泵、水泵。
主要差异:特殊材料和设计,防止腐蚀和适应化工工艺, 包括结构、轴封、材料及检修难度。
化工用泵的要求
(1)、适应化工工艺要求运行可靠。
(2)、耐腐蚀,耐磨损。
(3)、满足无泄漏要求。
(4)、耐高温或耐低温并能有效连续工作。
第一章离心泵结构
离心泵主要由叶轮、泵体、泵盖、导轮、密封环、轴、填料函、联轴器等部分组成。

第一节叶轮
叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分,叶轮口侧的盖板称为前盖板,另一侧的盖板称为后盖板。
叶轮可分为开式、半开式和闭式三种:
闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板,盖板间有4—6个叶片,如图1—10 (a)所示。闭式叶轮效率较高,应用最广,适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮如图1—11所示,适用于大流量泵,其抗汽蚀性能较好。
半开式叶轮这种叶轮只有后盖板,如图1—10 (b)所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体,其效率介于开式和闭式叶轮之间。
开式叶轮既无前盖板又无后盖板,流道完全敞开,如图1—10 (c)。这种叶轮结构简单,制造容易,但效率低,适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。
第二节泵轴
离心泵的泵轴的主要作用是传递动力,支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连,另一端支承着叶轮作旋转运动,轴上装有轴承、轴向密封等零部件。
第三节轴套
轴套的作用是保护泵轴,使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦,所以轴套是离心泵的易磨损件。轴套表面一般也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法,—。可以降低摩擦系数,提高使用寿命。
第四节蜗壳与导轮
蜗壳与导轮的作用,一是汇集叶轮出口处的液体,引入到下一级叶轮入口或泵的出口;二是将叶轮出口的高速液体的部分动能转变为静压能。
一、蜗壳
蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道,如图1—15所示。其流道逐渐扩大,出口为扩散管状。液体从叶轮流出后,其流速可以平缓地降低,使很大一部分动能转变为静压能。
蜗壳的优点是制造方便,高效区宽,车削叶轮后泵的效率变化较小。缺点是蜗壳形状不对称,在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀,易使轴弯曲,所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。蜗壳的材质一般为铸铁。防腐泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料,例如塑料玻璃钢等。多级泵由于压力较大,对材质强度要求较高,其蜗壳一般用铸钢制造。
二、导轮
导轮是一个固定不动的圆盘,正面有包在叶轮外缘的正向导叶,这些导叶构成了一条条扩散形流道,背面有将液体引向下一级叶轮人口的反向导叶,其结构如图1—16所示。液体从叶轮甩出后,平缓地进入导轮,沿着正向导叶继续向外流动,速度逐渐降低,动能大部分转变为静压能。液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的导叶数一般为4—8片,导叶的入口角一般为8°一16°,叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。若间隙过大,效率会降低;间隙过小,则会引起振动和噪声。与蜗壳相比,采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造,转能的效率也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外,当工况偏离设计工况时,液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致,使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂,所以一般用铸铁铸造而成。
第五节密封环
从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口,称为内泄漏,如图1—17所示。为了减少内泄漏,保护泵壳,在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。
密封环的结构形式有三种,如图1—18所示。图1—18 (a)为平环式,结构简单,制造方便。但密封效果差;图l—18 (b)为直角式的密封环,液体泄漏时通过一个90°的通道,密封效果比平环式好,应用广泛;图1—18 (c)为迷宫式密封环,密封效果好,但结构复杂,制造困难。
一般离心泵中很少采用。—。
密封环磨损后,使径向间隙增大,泵的排液量减少,效率降低,当密封间隙超过规定值时应及时更换。
密封环应采用耐磨材料制造,常用的材料有铸铁、青铜等。
第六节轴向密封装置
从叶轮流出的高压液体,