水泵基础知识讲座

离心泵基础知识山东铭晟金属材料有限公司员工培训课件第1页，共56页。机泵的分类泵叶轮式泵容积式泵其它类泵离心泵混流泵轴流泵漩涡泵往复泵回转泵射流泵等立式泵卧式泵蜗壳式导叶式旋浆式转叶式活塞（柱塞）泵隔膜泵螺杆泵滑片（叶片）泵齿轮泵罗茨泵第2页，共56页。一、离心泵的定义－－把液体提升到一定高度，或输送液体，或使液体增压，即将原动机的电能或机械能转换为液体的能量的机器第3页，共56页。二、离心泵的工作原理水泵工作原理：

叶轮在泵体内做高速旋转运动（开水泵前要使泵体内充满液体），泵体叶轮内的液体随着叶轮一块转动，在离心力的作用下液体被叶轮甩出，甩出的液体在泵体扩散室内速度逐渐变慢汇集。同时，叶轮内液体被甩出后，叶轮中心处形成真空低压区，液池中的液体在外界大气压的作用下，经吸入管流入叶轮内。泵体扩散室的容积是一定的，随着被甩出液体的汇集增加，压力也逐渐增加，最后从水泵的出口被排出。液体就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去。第4页，共56页。第5页，共56页。三、离心泵的分类1、按用途给水泵，生活泵，空调泵，消防泵，排污泵，锅炉循环等，锅炉给水泵，反渗透用增压泵，冲洗水泵等。第6页，共56页。2、按形式立式泵、卧式泵。立式泵－水泵整体竖立，占地面积小，噪音略高于卧式泵，重心不太稳。卧式泵－水泵整体卧式，占地面积大，重心稳及震动小。

第7页，共56页。3、按介质清水泵，热水泵，污水泵，油泵和化工泵等。我们以清水泵为主。第8页，共56页。4、按材质铸铁泵，不锈钢泵，青铜泵，塑料泵等。第9页，共56页。5、按级数单级泵，多级泵。第10页，共56页。四、离心泵的组成－工作部件（泵体）－动力部分（电机）

－其他附加部件第11页，共56页。1、泵体（泵头）包括泵壳、叶轮、叶轮轴/传动轴、密封等第12页，共56页。2、动力部分（电机、马达）包括定子、转子、电机轴等。第13页，共56页。3、其他附属部件如地面泵的底座，联轴器，扬水管，压力表，阀门，电缆等。第14页，共56页。五、泵体构成部件的作用1、泵壳：(1)把水引向叶轮；(2)汇集由叶轮流出的水，并把水大部分动能转化为压能；(3)把所有固定部分联成一体。泵体构成部件：泵壳、叶轮、叶轮轴/传动轴、轴承、密封、平衡装置等第15页，共56页。2、叶轮：将机械能转变为动能。第16页，共56页。3、轴：主要是传递动力，支撑叶轮保持在工作位量正常运转。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。4、轴承：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。第17页，共56页。5、密封：防止工作介质从泵内泄漏出来或者防止外界杂质或空气侵入到泵内部的装置或措施称为密封。第18页，共56页。离心泵常用密封的形式油封密封

油封是一种自紧式唇状密封，其结构简单，尺寸小，成本低廉，维护方便，阻转矩较小，既能防止介质泄漏，也能防止外部尘土和其它有害物质侵入，而且对磨损有一定的补偿能力，但不耐高压，所以一般用在低压场合。油封应安装在制造精度为h8～h9，表面粗糙度为1.6～0.8μm且经过表面硬化处理的轴上。密封介质不应含有固体微粒和杂质，否则会造成油封和轴的迅速磨损而使密封失效。第19页，共56页。离心泵常用的密封形式填料密封将富有压缩性和回弹性的填料放入填料函内，依靠压盖的轴向压紧力转化为径向密封力，从而起到密封作用。这种密封方法称为填料密封，这种填料称为密封填料。由于填料密封结构形式简单，更换方便、价格低廉、适应转速、压力、介质宽泛而在泵的设计中得到普遍采用。输送常温介质时，填料密封一般都设有填料环，其或与泵的高压腔相通，或外接具有一定压力的液体介质，可起到冷却、润滑、密封或冲洗作用。由于填料密封是一种接触密封，因此必然存在磨擦和磨损问题。而磨擦和磨损的大小，主要决定于填料压盖的压紧力。压力大可提高密封效果，但却会加大动力消耗和轴套的磨损，反之则会产生较大泄漏。因此应根据泄漏量大小和泄漏介质的温度对压盖的压紧力进行调整，必要时应对填料进行更换或补充。填料密封的合理泄漏一般为10-20ml/min。当从外界引入液体时，应保证这种液体有良好的化学稳定性，既不污染泵所输送的介质，又不与介质发生反应产生沉淀物和固体微粒，还应与填料有良好的浸渍性和持久的保持性，这样就能起到良好和持久的密封效果。第20页，共56页。填料密封结构第21页，共56页。离心泵常用的密封形式

机械密封机械密封是现代泵轴封的主要方法，虽然利用它实现完全不泄漏不大容易，但是达到微小的，令人完全可以接受的泄漏量却是完全可能的。泵用机械密封属于精密、结构较为复杂的机械基础元件之一，是泵类机械的关键部件。其密封性能和使用寿命取决于许多因素，如选型、机器的精度、正确的安装使用等。泵用机械密封种类繁多，型号各异。第22页，共56页。机械密封结构第23页，共56页。6、平衡装置：离心泵的吸入口和吐出口是有压差的，一般出口压力总是高于入口压力，由于叶轮前板的面积总是小于后板的的面积（因为前面有吸入口），泵体内的压力作用在叶轮上，作用面积大的，产生的力也大，所以就产生从泵后部向前（吸入口）的轴向力。平衡装置就是平衡这种轴向力的装置。第24页，共56页。离心泵常见平衡装置的形式（1）平衡孔（2）平衡管（3）叶轮对称布置（4）采用平衡鼓装置（5）采用平衡盘装置

以上各方法，在水泵刚启动时并不能起到作用，故无论采用哪一种方法，都必须在泵体上加装上推轴承（推力轴承），以消除多余的轴向推力。（c）平衡鼓第25页，共56页。六、离心泵相关参数及选型1、水泵流量（Q）单位时间内的出水量。单位：立方米/小时（M3/H）升/秒（L/S）2、水泵扬程（H)将液体提升的高度（能量）或出口的压力。单位：米（M）压力习惯用公斤3、水泵功率通常用N表示

单位：千瓦（KW)通常指电动机的输出功率4、水泵介质指抽取的介质

水泵为一种通用叫法，不一定只输送水。介质可以是水（清水，热水，污水），油，其它化工液体。水要知道温度，沾稠度，含颗粒量等化工泵要知道液体名称，PH值，浓度，比重，粘度等油泵须知道油具体牌号，轻油还是重油，比重，粘度等。第26页，共56页。5、水泵形式还记得水泵的形式吗6、水泵材质铸铁、不锈钢、青铜等7、水泵转速（N）单位时间内的旋转数单位：转/分。通常分2900转，1450转，980转，对应为2、4、6极电机。转速与级数有某种关系8、频率（f）国内通用50HZ9、电机防护等级通常有IP23/IP44/IP54/IP55/IP6810、水泵的效率泵的输出功率与泵轴功率之比。说明泵工作的经济性。11、汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量，单位用米标注。(汽化压力是泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，此时真空压力叫汽化压力）。吸程即为必需汽蚀余量：即泵允许吸液体的真空度(泵允许的安装与液面间的高度)，单位用米。吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）。第27页，共56页。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一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达2000~3000Hz），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200~300℃），还会形成电位并产生电解，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。汽蚀汽蚀汽蚀第28页，共56页。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。汽蚀的解决方案１．清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；２．降低输送介质的温度；４．降低安装高度；５．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。第29页，共56页。七、几种常用离心泵的结构形式IS单级悬臂离心泵概述：单级单吸悬臂离心泵主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、轴套和悬架等部分组成。用途：适用于工厂、矿山、城市给排水以及空调消防和农业排灌等。特点：整机性能好、使用寿命长。水力性能优，抗汽蚀性能好。第30页，共56页。第31页，共56页。S型单级双吸中开泵概述：S型单级双吸水平中开式离心泵。该型泵吸入口和排出口均在泵轴心线下方。用途：主要用于输送不含固体颗粒的清水或物理化学性质类似水的其它液体。特点：流量大、效率高：双吸叶轮，具有流量大、效率高等特点；第32页，共56页。第33页，共56页。立式管道离心泵概述：ISG系列单级单吸立式管道离心泵为直联式管道泵结构，叶轮安装于电机加长轴上，具有运行平稳结构简单、维护检修简便、安装方便及占地面积省（与普通卧式泵比占地面积节省30%以上）等特点；第34页，共56页。消防泵概述：立式多级消防泵主要用于消防栓供水、喷淋系统供水、其它消防系统供水、其它场合清洁液体的输送。第35页，共56页。DG多级离心给水泵概述：卧式、单吸、多级、节段式多级离心泵。供输送清水或物理化学性质类似于水的其他液体。也可以通过改变泵过流部件材质、密封形式和增加冷却系统用于输送热水、油类、腐蚀性或含磨粒的介质。第36页，共56页。QW潜水式排污泵概述:

QW潜水式排污泵主要部件由叶轮、泵体、底座潜水电机组成。水泵和电机是同一根轴，由于水泵位于整个排污泵最下端，它能最大限度抽吸地面积余污水。第37页，共56页。八、离心泵的运行与维护（一）、启动前的准备工作1.检查所开启的泵（位号）是否与开启的指令相符。2.检查泵周围是否清洁，不许有妨碍运行的东西存在。3.检查联轴器保护罩，地脚等部分螺丝是否紧固，有无松动现象，是否齐全。4.检查电机接线及接地是否正常。5.检查泵的进排出阀门的开关情况。压力表、温度计、流量表等是否灵敏，安全防护装置是否齐全。6.检查泵的出入口法兰垫片是否符合要求，法兰是否松动，临时加装的盲板是否已拆除；7.开车前检查泵的出入口管线阀门，压力表接头，有无泄漏，冷却水是否畅通及其它连接处有无松动。8.检查泵的入口是否有杂物堵塞过滤网。9.检查油位视镜，油面是否正常。油面在油标1/2～2/3处。（无润滑油开车轴承将烧损）10.盘车检查转子是否轻松灵活，泵体内是否有擦碰的声音。（启泵前一定要盘车灵活，否则强制启动会引起机泵损坏、电机跳闸甚至烧损）11.开泵入口阀使液体充满泵体，开启泵体排气阀（抽真空阀），排尽泵体内气体。第38页，共56页。（二）、离心泵的启动1.泵入口阀全开。2.点动电机，检查电机和泵的旋转方向是否一致（电机检修后的泵一定要检查此项）。3.启动电机，全面检查泵的运转情况。当泵达到额定转数时，检查空负荷电流是否超高。4.当泵出口压力高于操作压力时，逐渐开启出口阀，控制好泵的流量压力（出口阀全关启动泵是离心泵标准的做法，主要目的是流量为0时轴功率最低，从而降低了泵的启动电流。泵开启后，开启出口阀的时间不能超过2~3min。因为泵在关闭排出阀运转时，叶轮所产生的全部能量都变成热能使泵变热，时间一长有可能把泵的摩擦部位烧毁。）5.检查电机电流是否在额定值，超负荷时，应调节出口阀门开启大小来调整电流大小，如调节出口阀还是超出电机额定值电流时应停车检查（这是检查泵运行是否正常的一个重要指标）（新泵调试时严禁出口阀全开启的情况下运行！）。在启动完后还需要检查电机、泵是否有杂音、是否异常振动，是否有泄漏等后才能离开。第39页，共56页。（三）、离心泵的运行维护1.泵的出入口压力、流量及电机电流维持正常操作参数，严禁泵长时间抽空。尽量控制离心泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内。2.离心泵在运行过程中，轴承温度不能超过温度60℃，最高温度不得超过75℃。3.经常检查泵的密封情况，发现漏损及时报告车间进行检修。4.经常检查油箱内润滑油质量和油标，如发现变质立即更换，注意判断防止假油位。5.检查泵底座，泵、电动机是否紧固，如果松动会引起泵的振动。发现泵有异常声音应立即停车检查原因。6.检查仪表、引线的状况，检查管路是否泄漏或松动，或其他形式的损坏，如果需要维修应立即检修。7.经常检查密封（填料）是否滴漏。如采用填料密封式，滴漏严重应及时调整压兰的压紧程度，每分钟保持30-60滴为宜，切忌压得太紧而缩短填料的使用寿命。8.离心泵在寒冬季节使用时，停车后，需将泵体及管路里的液体放净。防止冻裂。9.对于备用机泵，每次接班前要盘车一次确保机泵处于好用状态。10..离心泵要停止时，先关闭出口阀门、然后切断电机电源停泵。第40页，共56页。（四）、离心泵需紧急切换的条件1.泵有严重噪音、振动、轴封严重泄露。2.泵抽空，不给水。3.进、出口管线发生严重泄露。4.工艺系统发生严重事故，要求紧急切换。5.电机或轴承温度过高。6.电流过高或电机缺相。第41页，共56页。（五）、离心泵的切换1.启动备用泵前，按启动前的准备步骤对泵进行检查。2.全开备用泵入口阀，使泵体内充满介质，排尽泵体内气体后，启动电机。3.检查泵体振动，及噪音情况，运转正常后，逐渐开大备用泵的出口阀，同时逐渐关小运转泵的出口阀。4.备用泵出口阀全开，运转泵出口阀全关后停车。（出口阀全关是停泵的标准，否则高压液体倒流，会损坏出口止回阀）5.离心泵切换过程中的注意事项：①换泵时应严格保持流量、压力等不变的原则。②严禁抽空等事故发生。③冬季停泵后应及时排尽管道及泵内积液。④需检修时，被切换泵的各管线阀门需全部关死，切断电源。排尽泵体内物料。第42页，共56页。（六）、离心泵的停车1.逐渐关闭泵的出口阀。2.当出口阀关闭后停电机。3.泵停止运转后，泵体温度降至常温后停止冷却水。4.关入口阀门。（七）、泵检修前的确认1．按正常程序停泵。

2．根据检修需要确认进出、口阀门关闭，冷却水、密封水阀门关闭，电气停电，隔离刀闸断开，泵周围已清理干净。第43页，共56页。现象1：泵在启动后短期内性能发生恶化原因与处理：(1)空气渗人泵内；(2)吸人管路中的气囊慢慢地移入泵内；(3)吸液池中有漏斗状吸入漩涡，将空气带入泵内；(4）输送的液体中空气或其他气体的含量过高；(5)流人吸液池的瀑布状液将空气带入泵内。九、离心泵的常见故障判断与处理第44页，共56页。现象2：泵压力达不到规定值，伴有间歇抽空原因与处理：(1)电动机转速不够，进水量不足：应检查电动机是否缺相运行，调节液面高度；(2）过滤网堵塞：应清理过滤网；(3)泵体内各间隙过大，压力表指示不准确：应检查调节各部位配合间隙，重新检测、校正压力表；(4)平衡机构磨损严重，油温过高产生汽化：应调节平衡盘的间隙，降低油温；(5)叶轮流道堵塞：应检查、清理叶轮流道入口，或更换叶轮。第45页，共56页。现象3：泵的轴承温度过高，声音异常原因与处理：(1)缺油或油过多：应加油或利用下排污口把油位调节到规定值；(2）润滑油回油槽堵塞：应拆开端盖清理回油槽；(3）轴承跑内圆或外圆：应停泵检查，跑外圆时要更换轴承体或轴承，跑内圆时要更换泵轴或轴承；(4）轴承间隙过小，严重磨损：应更换、挑选合适间隙的轴承；(5）轴弯曲，轴承倾斜：应校正或更换泵轴；(6）润滑油内有机械杂质：应更换清洁的润滑油。第46页，共56页。现象4：轴承寿命过短原因与处理：(1)轴承受到了不正常的外力，如平衡机构失效使轴向推力过大、双吸叶轮两侧不对称引起轴向力过大、泵的使用性能超出规定，引起径向力过大；(2）泵轴的振动过大，如泵转子未平衡好、转子的对中性（包括电动机的转子对定子、泵对电动机）不好、泵的基础不牢等都会引起泵轴的振动过大；(3)轴承本身不正常，如润滑油不足或油中含杂质较多引起轴承发热、缩短寿命。第47页，共56页。现象5：泵体振动，伴有异常声音原因与处理(1)对轮胶垫或胶圈损坏：应检查更换对轮胶垫或胶圈，紧固销钉；(2）电动机与泵轴不同心：应校正机泵同心度；(3)泵吸液抽空效果不好：应在泵进口过滤缸和出口处放气，控制提高液面；(4）基础不牢，地脚螺栓松动：应加固基础，紧固地脚螺栓；(5)泵轴弯曲：应校正泵轴；(6）轴承间隙大或保持架坏：应更换符合要求的轴承；（7）泵转动部分静平衡不好：应拆泵重新校正转动部分（叶轮、对轮）的静平衡；(8)泵体内各部件间隙不合适：应调整泵内各部件的间隙。第48页，共56页。现象6：泵汽蚀导致泵体振动，噪声强烈，压力表波动，电流波动原因与处理：(1)吸入压力降低：应提高液位，增加吸入口压力；(2)吸入高度过高：应降低泵吸入高度；(3)吸入管阻力增大：应检查流程，清理过滤网，增大进口阀门的开启度，减小吸入管的阻力；(4）输送液体粘度增大：应加温降粘；(5）抽吸液体温度过高：应降温防止汽蚀。第49页，共56页。现象7：泵抽空导致泵体振动，泵和电动机声音异常，压力表无指示原因与处理：(1)泵进口管线堵塞，流程未倒通，泵进口阀门没开：应清除或疏通泵进口管线，启泵前全面检查流程；(2）泵叶轮堵塞：应清除泵叶轮入口的堵塞物；(3）泵进口密封填料漏气严重：应调整密封填料压盖，使密封填料漏失量在规定范围内；(4）泵进口过滤网堵塞：应检查、清理泵入口过滤网；(5）泵内气体未放净：应在泵出口处放净泵内气体，在过滤网处放净泵进口处的气体。第50页，共56页。现象8：密封填料发热原因与处理：(1)密封填料压盖偏磨轴套，轴套表面不光滑，密封填料加得过多，压得过紧：应调整密封填料压盖不偏，使其对称不磨轴套；用砂纸磨光轴套或更换轴套，以密封填料压盖压入5mm为准，调整压盖松紧度；(2）水封环位置装得不对，水封管的开口被填料堵塞，使压力水不能进人填料函润滑冷却：应使水封管小孔通畅或重新安装密封填料，使水封环的位置正好对准水封管口。第51页，共56页。现象9：叶轮和泵壳寿命过短原因与处理：（1)输送液体与过流零件材料发生化学反应造成腐蚀；(2）因过流零件所采用的材料不同，产生电化学势差，引起电化学腐蚀；(3）输送液体因含有固体杂质而引起磨蚀；(4)因泵偏离设计工况点运转而引起迅速的磨蚀；(5）热冲击、振动引起过流零件的疲劳；(6)汽蚀引起过流零件冲蚀；