油田注水用离心泵1-2

1、油田注水用离心泵技术油田注水用离心泵技术欢迎来自生产一线的同行们!李树臻油田注水用离心泵第一节 离心泵概述第二节 离心泵的典型结构及主要零部件第三节 离心泵的基本工作理论第四节 离心泵的特性曲线第五节 离心泵的相似理论及应用第六节 汽蚀与最大允许安装高度第七节 离心泵的轴向力及其平衡第八节 离心泵在管线的工作第十一节 注水泵常见故障分析与排除第九节 离心泵的振动与平衡问题第十节 多级离心泵的密封问题第一节第一节 离心泵概述离心泵概述 离心泵的一般装置 如图所示一.单级离心泵结构和工作原理1.结构组成结构组成 如图如图1所示。所示。) 旋转部分：叶轮旋转部分：叶轮,泵轴泵轴)固定部分：螺壳固定部

2、分：螺壳,吸入管吸入管,排排出管出管,滤网和底阀滤网和底阀,排出闸门排出闸门,漏斗漏斗.2.工作原理工作原理 电机带动泵的输电机带动泵的输入轴及叶轮旋转入轴及叶轮旋转,充满叶轮的充满叶轮的液体由许多叶片带动旋转液体由许多叶片带动旋转.在在离心力的作用下由叶轮中心离心力的作用下由叶轮中心甩向周边甩向周边.再经过螺形泵壳再经过螺形泵壳,从排出口排出从排出口排出.随着液体的不随着液体的不断排出断排出,叶轮中心形成真空叶轮中心形成真空.吸入池中的液体在大气力作吸入池中的液体在大气力作用下用下,通过吸入管源源不断的通过吸入管源源不断的流入叶轮中心流入叶轮中心,再由叶轮甩出再由叶轮甩出.如此反复如此反复.

3、3.各部件的作用各部件的作用 叶轮叶轮:把泵轴的机械能传给液体把泵轴的机械能传给液体,变成液体的压变成液体的压能和动能能和动能; 螺壳螺壳:收集从叶轮甩出的液体收集从叶轮甩出的液体,导向排出口的扩导向排出口的扩散管散管,使液体流速降低使液体流速降低,把部分动能转化为压能把部分动能转化为压能. 真空表和压力表真空表和压力表:测量泵吸入口和排出口的压力测量泵吸入口和排出口的压力; 底阀底阀:在停泵或灌泵时防止泵内液体流回吸水池在停泵或灌泵时防止泵内液体流回吸水池; 滤网滤网:防止异物进泵防止异物进泵; 顶部漏斗顶部漏斗:用于开泵前的灌泵用于开泵前的灌泵; 排出闸门排出闸门:调节离心泵的流量调节离心

4、泵的流量. 二.离心泵的工作特点(与往复泵比较)p主要优点：主要优点：1)流量均匀、平稳，流量调节方便；流量均匀、平稳，流量调节方便；2)结构简单紧凑，可用高速电机直接驱动，体积小，重量轻；结构简单紧凑，可用高速电机直接驱动，体积小，重量轻；3)无往复运动零件，无往复运动惯性力，运动平稳，制造安无往复运动零件，无往复运动惯性力，运动平稳，制造安装成本低；装成本低；4)泵中无阀，其他易损件也很少，检修费用少；泵中无阀，其他易损件也很少，检修费用少；2.主要缺点：主要缺点：p)效率较低效率较低.一般油田注水泵一般油田注水泵=0.6-0.7,=0.6-0.7,最高可达最高可达0.85-0.85-0.

5、900.902).输送高粘度、含砂液体时问题较多。输送高粘度、含砂液体时问题较多。.三.离心泵的分类 按叶轮数目分：单级泵（图按叶轮数目分：单级泵（图4 4），多级泵（图），多级泵（图2 2）。）。 按吸入方式分：单吸泵，双吸泵（图按吸入方式分：单吸泵，双吸泵（图3）。）。 按泵壳结构分：螺壳泵（图按泵壳结构分：螺壳泵（图3），透平泵（图），透平泵（图2）。）。 按输液性质分：水泵，油泵，泥浆泵，酸泵，碱泵等。按输液性质分：水泵，油泵，泥浆泵，酸泵，碱泵等。 按工作条件分：潜水泵，潜油泵。按工作条件分：潜水泵，潜油泵。 按叶轮比转数分：低比转数泵，正常比转数泵，高比按叶轮比转数分：低比转数泵，

6、正常比转数泵，高比转数泵。转数泵。 按压力大小分按压力大小分低压离心泵：低压离心泵：p5MPa。8.按泵轴所处位置分：按泵轴所处位置分：卧式泵：泵轴为水平安装。卧式泵：泵轴为水平安装。立式泵：泵轴为直立安装。立式泵：泵轴为直立安装。单级悬臂式B型泵单级双吸螺壳泵分段式多级离心泵四离心泵的特性参数 标志离心泵工作性能的基本参数，一般包括一般包括:流量流量Q、扬程扬程H（或压头）、功率（或压头）、功率N、效率、效率 、允许吸入真空度、允许吸入真空度Hs(或允许汽蚀余量或允许汽蚀余量h )和转速和转速n等。等。 1流量流量Q:是指泵单位时间内输送的液体量。通常用Q表示体积流量,单位是:L/s、m3/

7、s或m3/h、m3/d；用m表示质量流量,单位是:kg/s、kg/h；两者的关系是：m=Q，其中，液体密度。 2扬程扬程(或压头或压头)H:是指单位重量的液体,经泵后所增加的能量,用H表示,单位:J/N或m液柱高。 油田注水泵有时用压力增量p作为注水泵的特性参数，单位：MPa。两者的关系是：p=gH，离心泵实际扬程计算： H=(p排-p吸)/g+(c排2-c吸2)/2g+H0 m液柱 其中: p排、p吸分别为泵排出口和吸入口处的压力MPa； c排、c吸分别为泵排出口和吸入口处的液体平均流速，m/s； H0泵吸入口中心到排出口的垂直距离，m。 由于p排-p吸= P表+P真,且当吸入管与排出管直径

8、相同时, c排=c吸,扬程公式又可以表达为: H=（P表+P真）/g+H0 m液柱 其中:P表,P真分别为泵排出压力表和吸入真空表的显示压力，MPa. 对于高压注水泵P真和H0 相对很小 ，若忽略不计，则 H= P表/ g 3 功率功率 离心泵的功率通常是指离心泵的功率通常是指泵的轴功率泵的轴功率N轴轴,即输即输入泵轴的功率入泵轴的功率,常以常以 kW为单位为单位. 泵的输出功率称为泵的输出功率称为有效功率有效功率N,它表示单位时间内泵输它表示单位时间内泵输送出的液体从泵中获得的能量送出的液体从泵中获得的能量,泵的有效功率泵的有效功率N为为 N=gHQ/1000 (或或=Pq) kW 4. 效

9、率效率 表示输入离心泵的功率的有效利用率表示输入离心泵的功率的有效利用率. =N/N轴轴 5 转速转速n 是指泵轴每分钟的转数是指泵轴每分钟的转数,单位单位 r/min. 6.允许吸入高度允许吸入高度Hs 离心泵的允许吸人高度又称做允许吸上真空高度，或离心泵的允许吸人高度又称做允许吸上真空高度，或最大允许吸上真空高度，用最大允许吸上真空高度，用Hs表示。它表示离心泵能够表示。它表示离心泵能够吸上液体的高度，单位为米吸上液体的高度，单位为米(m)。第二节 离心泵的典型结构及主要零部件一.离心泵的典型结构1。单级悬臂式。单级悬臂式B型泵型泵,如图4所示.一般 Q=5-360m3/h,H=8-98m

10、水柱2.单级双吸式S型泵(6Sh-9)， 如图3所示，一般Q=90-6500 m3/h,H=10-104 m水柱3)DA型透平式多级离心泵，特点：多个叶轮和导叶，一个叶轮和导叶组成一级，各级结特点：多个叶轮和导叶，一个叶轮和导叶组成一级，各级结构相同，由段隔开，各段和吸入端、排出端用长螺柱联接。构相同，由段隔开，各段和吸入端、排出端用长螺柱联接。轴向力用自动平衡盘平衡；两端径向轴承用强制润滑方式轴向力用自动平衡盘平衡；两端径向轴承用强制润滑方式。 图式为DA300-150X11型泵：多级单吸分段式泵二二. .离心泵主要零部件结构离心泵主要零部件结构叶轮叶轮 有单吸式，双吸式（教模演示），作用有

11、单吸式，双吸式（教模演示），作用: :将泵轴将泵轴的机械能传给液体的机械能传给液体, ,变成液体的压能和动能变成液体的压能和动能. .结构结构: :闭式，闭式，半开式，开式。弯曲叶片半开式，开式。弯曲叶片6-126-12片。片。泵壳泵壳 有透平泵泵壳，螺壳泵泵壳如图有透平泵泵壳，螺壳泵泵壳如图8 8所示，作用所示，作用: :收集液体收集液体, ,导向出口导向出口, ,将部分液动能转化为液压能，径向力将部分液动能转化为液压能，径向力平衡式螺壳结构如图平衡式螺壳结构如图9,10,9,10,。导叶导叶 作用与螺壳相同，用于分段式多级离心泵中作用与螺壳相同，用于分段式多级离心泵中.从结从结构上分：径向

12、式导叶和流道式导叶，如图构上分：径向式导叶和流道式导叶，如图11，12所示所示螺壳互成180度布置 径向式导叶4.密封装置（目的目的:防止内漏、外漏和空气吸入泵内）防止内漏、外漏和空气吸入泵内）（1）叶轮与泵壳之间密封：叶轮密封环（口环）叶轮与泵壳之间密封：叶轮密封环（口环）,防止内漏防止内漏目的：防止获得能量的液体漏回叶轮吸入口目的：防止获得能量的液体漏回叶轮吸入口,承受可承受可能产生的磨擦能产生的磨擦,以保护叶轮和导叶以保护叶轮和导叶.如图如图.也有装在叶也有装在叶轮上或两边都装轮上或两边都装结构形式：结构形式：平接式平接式:结构简单结构简单,但能产但能产生附加水力损失生附加水力损失.直角

13、加减压槽式：水力损失小，直角加减压槽式：水力损失小，密封效果好，被广泛应用。密封效果好，被广泛应用。迷宫式和螺旋槽式：密封效果迷宫式和螺旋槽式：密封效果好，但结构复杂，安装与制造好，但结构复杂，安装与制造工艺要求高工艺要求高。 图213 密封环形式（2)轴与泵壳之间的密封轴与泵壳之间的密封,(即轴封即轴封)目的目的:吸入端防止外界空气吸入泵内吸入端防止外界空气吸入泵内,排出端防止高压液体外漏排出端防止高压液体外漏.1)软填料密封软填料密封.结构简单结构简单,更换方便更换方便,价格便宜价格便宜,广泛应用广泛应用.常用填料有常用填料有:黄油浸麻绳盘黄油浸麻绳盘根，石墨浸石棉绳盘根根，石墨浸石棉绳盘

14、根,碳碳纤维盘根纤维盘根,聚四氟乙烯成型聚四氟乙烯成型盘根盘根,劳伦盘根劳伦盘根.一般结构一般结构:有套筒有套筒,填料盒填料盒,封漏环封漏环,压盖压盖,压紧螺钉组成压紧螺钉组成.,封漏环中引入高压液体封漏环中引入高压液体,不不仅起密封作用仅起密封作用,同时也起润同时也起润滑和冷却密封装置的作用滑和冷却密封装置的作用.填料密封标准填料密封标准:正常压力和正常压力和转速下转速下,盘根漏失量盘根漏失量3050滴滴/分为合格分为合格.(2)机械密封机械密封（如图（如图15所示）由四部分组成所示）由四部分组成a.主要密封件主要密封件(一对摩擦副一对摩擦副):动环动环2,静环静环1,压盖压盖9,静环防转销

15、静环防转销7b.辅助密封件辅助密封件:静密封圈静密封圈7、8、D等等c.压紧件：传动弹簧座压紧件：传动弹簧座4、弹簧、弹簧3、固定螺钉、固定螺钉5等。等。d.传动件：传动弹簧座传动件：传动弹簧座4、键固定螺钉、键固定螺钉5等等工作原理工作原理整个机械密封装置有整个机械密封装置有A,B,C,D四四处可能发生泄漏处可能发生泄漏.其中其中B,C,D是容是容易实现的静密封。易实现的静密封。A点处是动密点处是动密封。在介质压力和弹簧力的作用封。在介质压力和弹簧力的作用下，在动环和静环之间造成一定下，在动环和静环之间造成一定的端面压紧力，该结合面是经过的端面压紧力，该结合面是经过特殊加工，特殊配对材料的严

16、密特殊加工，特殊配对材料的严密耐磨副，间隙很小，介质通过阻耐磨副，间隙很小，介质通过阻力很大，阻止泄漏。漏失量很小。力很大，阻止泄漏。漏失量很小。机械密封又称端面密封机械密封又称端面密封。5.轴向力平衡机构 轴 向 力 的轴 向 力 的产 生 如 图产 生 如 图16，平衡，平衡装 置 见 第装 置 见 第九节九节6泵轴 泵轴是将动力传给叶轮的主要零件，轴上装有叶轮、轴套等零件，借轴承支撑，在泵体中高速回转。离心泵运行中，泵轴在承受很大扭矩和弯矩情况下，其最大挠度不能超过泵内的最小密封间隙，所以泵轴的强度、刚度及加工后的精度必须得到保证。7轴承 轴承承受径向和轴向载荷，是支撑离心泵转子的部件。

17、它分滚动轴承与滑动轴承两大类。 滚动轴承间隙小，能保证轴的对中性，摩擦系数小，泵起动力矩小，轴承的轴向尺寸小，而且互换性好，维修方便。但承受冲击能力差，高速时有噪音；安装要求准确；而且承载能力有限。因而高转速大型离心泵，都用滑动轴承，注水泵就是用滑动轴承。 滑动轴承是由轴承盖、上轴瓦、下轴瓦及轴承体组成。轴瓦内表面镶有巴氏合金，以承受压力和起耐磨作用。轴承体下部有油室及冷却水套。滑动轴承一般用油环带油润滑。由于润滑油具有吸振能力，所以滑动轴承能承受较大的冲击载荷。对于大型泵还采用自动调心滑动轴承，轴瓦球面能自动调心。高压注水泵和配用电机就是这种轴承；它加工较复杂，并由专门润滑系统提供强制润滑油

18、。8联轴器 泵是通过它直接与电动机连接的，它是泵轴与原动机轴连接并传递功率的部件。常用的联轴器有三种：爪型弹性联轴器和柱销弹性联轴器以及齿型联轴器。 爪型弹性联轴器，体积小，重量轻，结构简单，便于加工制造，而且安装方便，在小功率和轴径不大于50mm的泵上广泛采用。 柱销联轴器是通过电动机联轴器、橡胶圈、柱销等将扭矩传递给泵的联轴器，它传递功率大，最大许用扭矩为3490kgfm，最大轴径为150mm。配套功率在2000kW以上的泵，一般采用齿形联轴器。9、常用离心泵型号的意义及表达方法、常用离心泵型号的意义及表达方法 泵的型号一般由汉语拼音字母和数字表示，分四部分组成。 等等型号的第一部分 为阿

19、拉伯数字，表示泵的吸入口直径。单位 是 毫 米 ( m m ) 或 英 寸 ( i n ) 。 例 如 ：150D170X9型泵的吸入口径为150mm；8Sh6型泵的吸入口径为8in。型号的第二部分 为拼音字母，一定的字母就代表一种结构型式的离心泵，一般取泵名称中显示其结构特征的汉字的第一个拼音字母，容易记忆，也比较方便，现介绍如下： IS(旧型号BA、B)国际标准单级单吸悬臂式离心泵； S(旧型号Sh)单级双吸水平中开式离心泵； D多级单吸分段式离心泵； F悬臂式耐腐蚀离心泵； DA多级单吸分段式离心泵； DS多级双吸离心泵； DF多级耐腐蚀离心泵； DK多级中开式离心泵； ， G单级管道泵

20、； J深井泵 型号的第三部分 由阿拉伯数字组成，较常见的有如下四种意义： (1)表示泵比转数的十分之一表示泵比转数的十分之一。例：6Sh9型号泵中的数字“9”，表示泵的比转数是90。 (2)表示泵的额定流量和扬程表示泵的额定流量和扬程。例：6D100150型号泵中的“100150”，分别表示泵的额定流量是100m3h，扬程是150m。 (3)表示泵的额定扬程表示泵的额定扬程。例：2001343X8型号泵中的“43”，表示泵的单级扬程为43m。 (4)有少数泵表示特殊意义有少数泵表示特殊意义。部分水源深井泵表示额定流量，例：10J80X3型号泵中的“80，表示额定流量是80m3h。型号的第四部分

21、 为阿拉伯数字，表示离心泵具有的叶轮级数。例：D300150X11型离心泵的叶轮级数为11级；D155170X9型离心泵的叶轮级数为9级。 目前，有些水泵厂采用国际标准生产的水泵，其型号意义比较特殊。例如：长春第一水泵厂生产的，IS8065160型单级单吸悬臂式离心泵，“IS表示采用国际标准的离心泵；“80”表示吸入口直径为80mm；“65”表示排出口的直径为65mm；“160”表示叶轮的名义直径为160mm。实例(1).2 B6A 依次表示吸入口直径为2英寸，单级单吸悬臂式离心泵,比转速为60，叶轮经过一次切割。 (2) 250 D60X5 依次表示吸入口直径为250mm，多级分段式离心泵,

22、单级扬程为60m，5级叶轮。 (3).D 155 170X11 依次表示电动多级分段式离心泵,额定流量为155m3/h，单级杨程170m，共有11级叶轮。 (4).6D100 150X11 依次表示吸入口直径6英寸，多级分段式离心泵,额定流量为100m3/h，单级杨程150m，共有11级叶轮。5. DFl40-150 x11依次表示耐腐蚀多级离心泵,额定流量为140m3/h ,单级杨程150m,共有11级叶轮.三、离心泵机组润滑油系统 注水泵机组大部分为大中型旋转设备。除少数中型电动机采用润滑脂润滑外，其余均用润滑油强制润滑或复合润滑。注水泵大都为强制润滑，少量中型注水泵为复合式润滑，个别泵为

23、油环润滑。 1润滑系统流程 润滑系统的流程分两类，一类是集中润滑流程，即一套润滑设备供数台注水泵机组润滑用油，如下图所示。另一类是一套润滑设备供一台注水泵机组润滑用油的分散流程。除上述流程外，也有个别油田采用电动机一套润滑系统、注水泵又一套润滑系统的流程。一般润滑系统流程示意图1一润滑油泵；2一过滤器；3一冷却器；4一缓冲管和高架事故油箱；5一磁过滤器；6一油箱2润滑系统的组成 润滑系统主要包括油泵、油箱、过滤器、事故油箱、压力表等。 1)润滑油泵润滑油泵 常用润滑油泵有以下几种： (1)3HM型旋涡泵 (2)Ch型齿轮油泵：可输送粘度在1500X10-6m2s以下的各种油类和其他无腐蚀性，无

24、固体颗粒的液体，温度不得超过600C。 (3)KCB型齿轮油泵：可抽汲温度600C以下，粘度76X10 -6m2s以下的石油及类似液体。2)润滑油箱 注水站常用的润滑油箱有两种规格，一种是200L油箱，外形尺寸为945x 705x405mm 另一种是1000L油箱，外形尺寸为1600 x900 x800mm。 选用油箱储油量可按下列经验公式计算： V=(KQ)/1000 式中Q润滑油管路工作状态的充油容积，L； V油箱有效容积，m3； K系数，对于离心注水泵机组，K=23。3)过滤器 它的作用是：用滤网或滤油纸将润滑油中的水份和杂质过滤掉，保证润滑油质量，避免 机泵烧瓦抱轴而烧毁。 4)事故油

25、箱 事故油箱又叫高架事故油塔。它的作用是：当润滑油泵已停止运行，而机泵仍在运转的事故状态下，高架事故油箱内的油就会利用高差，在一段短时间内继续给机泵轴瓦供油，不致使润滑油迅速中断。同时，也给操作人员处理润滑油泵停转事故带来充裕时间，避免机泵烧瓦抱轴事故发生。正常情况下，它不起作用。四、注水泵机组冷却系统 大型注水机泵冷却方式有风冷和水冷两种。即：一种是电动机本身运行所散发的热量被空气吸收，通过冷热空气的密度不同所产生的空气自然对流，并利用电动机或设备自身的风扇将热空气直接排至环境大气中去，使冷热空气进行循环，将电动机的热量带走起到冷却作用。这种冷却系统称为开式冷却系统或风冷系统；另一种是由冷却水连续不断的流往机泵发热部位，通过热交换将机泵运行所散发