1、承德石油高等专科学校毕业论文 i i 目录 第一章 离心泵的概论 1 1. 1 离心泵的基本构造 1 1. 2 离心泵的过流部件 2 1. 3 离心泵的工作原理 2 1. 4 离心泵的性能曲线 3 第二章 离心泵的应用 5 2. 1 离心泵在工业工程的应用 5 2. 2 离心泵在给水排水及农业工程中用 6 2. 3 离心泵在航空航天和航海工程中的应用 7 2. 4 离心泵在能源工程中的应用 9 第三章 离心泵的拆装 11 3. 1 离心泵的结构图 11 3. 2 离心泵一般拆卸步骤 11 3. 3 离心泵的拆卸顺序 11 3. 4 离心泵拆卸注意的事项 12 3. 5 离心泵的装配 12 第四
2、章 常见故障原因分析及处理 13 4. 1 离心泵 启动负荷 13 4.2 泵不排液 13 4.3 泵排液后中断 13 4. 4 流量不足 13 4. 5 扬程不够 13 4. 6 运行中功耗大 14 4. 7 泵振动或异常声响 14 4. 8 轴承发热 14 4. 9 轴封发热 15 4. 10 转子窜动大 15 4. 11 发生水击 15 4. 12 机械密封的损坏 15 4. 13 故障预防措施 18 小结 19 致谢 20 参考文献 21 第五章 英文翻译 22 承德石油高等专科学校毕业论文 1 1 第一章 离心泵概论 1.1 离心泵的基本构造 离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶
3、轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。 图 1.1 离心泵 （ 1）叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。 （ 2）泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。 （ 3）泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。 （ 4）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。滚动轴承使用牛油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
4、,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂贱，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 度一般运行在 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。 （ 5）密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在 0.25 1.10mm 之间为宜。 （ 6）填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料函的作用主要是为了
5、封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气承德石油高等专科学校毕业论文 2 2 进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！在运行 600 个小时左右就要对填料进行更换。 1.2 离心泵的过流部件 离心泵的过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分。叶轮室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通过叶轮对液 体的作功，使其能量增加。叶轮按液体流出的方向分为三类： (1)径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮。 (2)斜流式叶轮（混
6、流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮。 (3）轴流式叶轮液体流动的方向与轴线平行的。 叶轮按吸入的方式分为二类： (1）单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）。 (2）双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。 叶轮按盖板形式分为三类： (1）封闭式叶轮。 (2）敞开式叶轮。 (3）半开式叶轮。 其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均 属于这种形式。 1.3 离心泵的工作原理 离心泵的工作原理是：离心泵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行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，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
7、心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。水很快旋转，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，叶轮的中心部分形成真空区域。 （ 1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间 的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围当流体到达叶轮外周时，流速非常高 。 （ 2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置 。 （ 3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速
8、度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上 气缚现象：如果在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形承德石油高等专科学校毕业论文 3 3 成足够大的真空度，这样槽内液 体便不能被吸上这一现象称为气缚（通过第一章的一个例题加以类比说明） 。 为防止气缚现象的发生，启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满这一步操作称为灌泵为防止灌渗透泵壳内的液体因重力流渗透低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵 。 （ 4）叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环这此叶片的弯曲方
9、向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换 为静压能的效率高 。 （ 5）后盖板上的平衡孔消除轴向推力离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵渗透口一侧的轴向推力这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差但由此也会此起泵效率的降低 。 （ 6）轴封装置保证正常、高效运转在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使
10、泵的流量、效率下降严重时流量为零 气缚通常，可以采用机 械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封 。 1.4 离心泵的性能曲线 泵的性能参数如流量 Q扬程 H 轴功率 N转速 n效率 之间存在的一定的关系。他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线。水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。 图 1.3 水泵的性能曲线 水泵性能曲线主要有三条曲线：流量 扬程曲线，流量 功率曲线，流量 效率曲线。 承德石油高等专科学校毕业论文 4 4 A、流量 扬程特性曲线 它是离心泵的基本的性能曲线。比转速小于 80的离心泵具有上升和下降的特点（既中
11、间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线。比转速在 80 150 之间的离心泵具有平坦的性能曲线。比转数在 150 以上的离心泵具有陡降性能曲线。一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。 B、流量 功率曲线 轴功率是随着流量而增加的，当流量 Q=0 时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的 60%左右）。这个功率主要消耗于机械损失上。此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为 “ 闷水头 ” ，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。 C、流量 效率曲线 它
12、的曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量的增大，效率也逐渐的增加，但增加到一定数值之后效率就下降了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区。 承德石油高等专科学校毕业论文 5 5 第二章 离心泵的应用 离心泵是各种水力机械中应用最广泛的一种，是和我们日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械。 2.1 离心泵工业工程的应用 (1)固体颗粒液体运输 在工业工程中，用液体来输送固体颗粒的流体机械称为固液两相流泵，也称杂质泵。用的泥浆泵、电站除灰的灰渣泵和河道疏浚的挖泥泵等，以广泛应用与治金、石化、食品等工业和污水处理、港口河道疏浚等作业中。近 10年来，矿
13、山、能源工业中，固体物管道输送技术迅速发展，杂质泵的需求日趋增加。同时，在现代科学技术的推动下，杂质泵趋于向高寿命、高效率、多品种的方向发展。 旋流泵。旋流泵 （或称涡流泵，即叶轮后缩式泵）适合在要求无堵塞率最高的场合使用，如泵送食品（完好的鱼、水果、蔬菜等），而且日益普遍的用于泵送污水和其它固液混合物。 吊泵。吊泵是立式多级分段式离心泵。主要用于立井井筒掘进是吸排含有少量泥沙及小颗粒的浑水，也可作为被淹没矿井的排水之用，是煤炭、治金、矿山和国防地下工程常用的排水设备。 立式无轴封离心式砂泵。立式无轴封离心式砂泵是一种高效、低耗、节能的新型杂质泵，它突破了国内目前杂质泵的结构形式，主要用于输送
14、含有固体悬浮颗粒的两相流体，如精矿、尾矿、砂砾等固液混合料浆，对输送 有泡沫状的料浆效果更佳。 (2)离心泵在石油及化学工业的应用 石油工业中的离心泵 电动潜油离心泵是应用较广泛的一种无杆抽油设备，把电动机和离心泵一起下到井下与油管相连，电动机通过电缆与地面电源连接，它的井下机组由多级离心泵、保护器和潜油电动机组成。电动潜油离心泵特别适用于油田注水开发中、后期时油井的大排量抽油。 石油化工和化工流程用离心泵 在石油化工和化学工业流程中，离心泵是最常用的流体机械。 a)高速离心泵。高速离心泵由于具有单级扬程高、结构紧凑、维护方便、可靠性好及适应范围广等优点，已广泛应用于炼油 、石油化工和化学工业
15、等领域。高速离心泵的高转速一般是由电动机驱动和齿轮传动增速机构及相应的润滑和监控系统。由于采用了诱导轮技术使得高速离心泵具有比多级离心泵更高的抗空化性能，最高的抗空化性能，最高的空承德石油高等专科学校毕业论文 6 6 话比转速可以达到 5000 以上。因此高速离心泵取代多级离心泵已为离心泵发展的一个重要趋势。 b)大功率离心泵。随着炼油能力和化工生产规模的加大，大流量和高压力离心泵的需要量就会增加，即所需离心泵的功率将很大。 c)低空化余量离心泵。石化，化工等装置中，对有些离心泵要求抗空化性能好、空化余量低。所以在当今社会化工 发展中，低空化余量离心泵也必不可少。 d）高入口压力离心泵。在石油
16、化工装置中，需要入口压力较高的高速离心泵，才能满足生产工艺的要求。不过高入口压力离心泵必须要解决机械密封可靠性和轴向力平衡问题等。 除以上几种化工中经常用到的离心泵外，还由高温离心泵、低温离心泵、无泄露离心泵和耐强腐蚀离心泵。 2.2 离心泵在给水排水及农业工程中的应用 水是生命之源，是人类赖以生存及工农业生产的重要基础物质。以水为基础的给水排水工程、农业工程是国民经济建设的基础，每个国家都非常重视。 （ 1）水泵站与水泵 在给水排水工程中，泵从 水源取水，抽送至水厂，净化后的清水由送水泵输送到城市管网中去；对于城市的生活污水和工业废水，经排水管渠系统汇集后，也必须由排水泵将污水抽送到污水处理
17、厂，经处理后的污水再由另外排水泵 (或用重力自流 )排放入江河湖海中去，或者排入农田作为灌溉之用。在污水处理厂内，往往从沉淀池把新鲜污泥抽送到污泥消化池、从沉沙池中排除沉渣、从二次沉淀池中提送活性污泥等，都要用各种不同类型的泵来保证。在给水排水中用得最多的泵是大流量的离心泵。 （ 2）其它类型泵 在给水排水工程中，除了用到常规的离心泵外，在地势较低的场合排水，以及在 干旱地区的地下水供给等工程中，还用到一些特殊的离心泵。 深井离心泵 承德石油高等专科学校毕业论文 7 7 图 2.1 深井离心泵 深井泵多用于埋深大于 20m 的井水中提水。这种泵的驱动电动机或其它动机机械都装在地 面上，因此需经
18、很长的传动轴带动井下的叶轮旋转，将井水提上来。这类泵实际上是一种 立式单吸分段式多式离心泵。深井泵的井径一般在 100500mm范围内，流量一般为 8900m/h 扬程一般为 10150m。其特点是叶轮均为多级，少者两级，多采用半开式。选用时，井径 比泵型号中之数大 50mm 为好；使用时，叶轮均浸没水中，无需引水。泵开车前，需加橡 胶轴衬润滑水。对井水水位变化由较大的适应性。深井泵用料多，价格贵，拆卸困难，对 井的质量要求较高。 潜水电泵 图 2.2 潜水电泵 潜水电动离心泵是将电动机和离心泵组合在一起潜入水中工作的提水工具。其主要特点是机泵合一，不用长的传动轴，体积小，质量轻，电动机和水泵
19、均潜入水中，不须修建地面泵房，移动方便，不用灌引水，操作方便，适应性强。由于电动机一般是用水来润和冷却，维修费用小，造价低，投资少，以逐步替代深井泵。 2.3 离心泵在航空航天和航海工程中的应用 承德石油高等专科学校毕业论文 8 8 空间科学技术包括大气层以内的航空科技和大气层以外的航天科技，是当代高技术的重要技术之一，是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志，它强有力地带动相关学科领域的科学技术发展。 随着国际间和地区间的科技合作和文化交流的不断深入，现代交通和运输系统越来越显示出它的重要性。海上交通运输是目前三大交通和运输形式之一。同时由于地球表面 2/3由海洋覆盖，海洋不但是自然资源的宝
20、库，而且调节陆地的气候与环境，因此航海工程也是进行海洋科学研究和技术开发的重要手段。 （ 1）航空工程用离心泵 离心泵在飞机的装备和地面后勤系统中得到广泛的应用。例如，为保证飞机发动机正常运行的润滑系统中的润滑泵及冷却水泵，飞机在地面注油用的加油泵和注水用的注水泵，以及飞机饮用水系统中用到的循环水泵等。 （ 2）航天工程 用离心泵 液体火箭发动机涡轮泵 航天飞机、宇宙飞船和空间站是进行空间科学研究的重要工具，它们要靠远程大推力运载火箭在发射装置上进行发射并将之送入预定轨道。液体火箭发动机是运载火箭的动力，决定着运载火箭的推力，即决定装载载荷的质量，而涡轮泵推进剂输送系统（以下简称涡轮泵）则是液
21、体火箭发动机的动力部分，是液体火箭发动机的心脏。涡轮泵主要由推进剂离心泵（氧化剂泵和燃料泵）、涡轮、涡轮的动力源、传动部分 (需要时 )及辅助系统所组成。 其它离心泵 在航天工程中应用的其它离心泵主要是在地面试验装置、发射装置及测试控 制系统中应用。如液体火箭发动机在试验时要用离心泵对涡轮泵系统进行加压试验液体运载火箭发射前的推进剂加注时要采用离心泵将各种所需要的推进剂从贮罐加压输送到每一级火箭发动机的贮箱等。 （ 3）航海工程用离心泵 船舶动力中的离心泵 以柴油作为主要燃料的柴油机动力装置是目前使用较为广泛的且具有较高经济性的动力离心泵推进装置。柴油机装置就用到许多离心泵。例如，在燃油燃烧系
22、统中有输油泵，在滑油系统中有滑油泵、汽轮机油循环泵、冷却系统中有淡水泵和海水泵。 同样，以锅炉产生的蒸汽作为动力源的蒸汽动力装置，以燃料燃烧产生的燃 气作为动力的燃气轮机动力装置也用到许多离心泵，如蒸汽动力装置中的锅炉给水泵泵、凝水泵、循环水泵、锅炉燃油泵。 承德石油高等专科学校毕业论文 9 9 船舶系统和船舶设备中的离心泵 这类机械用来保证船舶运营和为船上人员的生活需要服务。例如船舱系统中的压载水泵和船底水泵，生活用水系统中的水泵和热水循环泵，消防系统中的救火泵，船舶油水分离装置中的油污水泵，污水处理装置中的用于输送污渣和冲洗水的污渣泵和循环水泵，真空蒸发造水装置中的淡水冷却泵、海水泵、凝水
23、泵、排污泵。 2.4 离心泵在能源工程中的应用 (1)水电站 供排水系统 水电站供水主要用于； 1）水轮发电机组、水冷变压器和水冷空压机等的冷却； 2）水轮机导轴承等的润滑； 3）射流泵等的操作。用于水电站供排水系统的水泵由卧式离心泵、立式深井泵和潜水泵。离心泵适用于各种类型电站，但由于吸出高度限制，安装位置低，需要考虑防潮和防淹等问题。深井泵不仅在渗漏排水中表现出色，也广泛用于检修排水。潜水泵虽效率高、安装灵活，但造价高，密封要求严格。 抽水蓄能电站水泵水轮机 随着现代电力的发展，电力系统的发电量不断增大，但电网的峰谷差越来越大，这些巨型热电机组的调节能力又很差，抽水蓄能电站便应运而生了。
24、可逆式水泵水 轮机将水泵和水轮机合二为一，结构上主要仿照离心泵叶轮设计出转轮，配以改善水流的活动导叶综合而成。电机可以两种方式运行；或作为电动机，驱动水泵；或以相反方向旋转，由水轮机驱动做为发电机运行。因之机组尺寸小、设备投资低。 (2)火电站 火电站是将煤、石油、天然气或其它化石燃料产生的热能量最终转化为电能的工厂，火力发电是比较重要的发电形式，它的发电量占我国发电总量的 70%左右。火力发电厂应用的离心泵有凝结水泵、增压泵、给水泵、疏水泵、补给水泵、生水泵、灰渣泵和冲灰水泵等，这些泵的制造技术均比较复杂。 锅炉给水泵 锅炉给水泵是从除氧器水箱中吸水并一很高的压力向锅炉输送给高温给水的设备，是电厂重要的铺助泵。给水泵若发生事故，将会导致锅炉烧干等恶性事故，故其可靠性要求较高。泵的出口压力很高，故多采用多级离心泵。泵的整体结构一般为分段式，其扬程可达 1100m，流量可达 274m/h， ,液体温度可达 160c，泵体承压 12Mpa,转速为 3600r/min.近代大型超高压机组常采用圆筒型双层壳体。 凝结水泵 凝结水泵的作用是将凝结器热井中 2535c 的凝结水抽出，经低压加热器送至除氧器。
