《机泵基础知识》

《机泵基础知识》将输送液体的机械称之为泵；将输送气体的机械按其所产生压强的高低分别称之为压缩机、风机和真空泵。离心泵等叶片式泵适用于需要大中流量和中低扬程的场合。往复泵等容积式泵适用于需要小流量和高扬程的场合。1、叶片泵2、容积泵离心泵旋涡泵往复泵转子泵隔膜泵电动泵蒸汽往复泵活塞泵柱塞泵螺杆泵齿轮泵泵其他泵：喷射泵等单级、多级泵单吸、双吸泵悬臂、双支撑泵立式、卧式泵高速离心泵按工作原理分:

截止2004年11月30日，公司共有1638台泵安装机械密封2049套（不包括歧化）。从2004年1月1日到2004年11月30日，共更换机封1134套，总更换频率55.4%，平均每天更换3.4套。 我部实际运行设备共有密封238套，按照一开一备计算，实际运行密封119套，全年更换密封176套，密封平均寿命6200小时，密封消耗水平较高。

2天换一套2004年运行情况装置泵数量安装机封数更换机封数寿命Ⅳ加氢2634211.48/2=0.74Ⅴ加氢4457501.05/2=0.525PX6791751.11/2=0.555CCR4756301.71/2=0.855合计1842381761.24/2=0.62离心泵试述离心泵的工作原理？离心泵运转之前泵壳内先要充满液体，然后原动机通过泵轴带动叶轮，叶轮强迫液体随之转动，液体在离心力的作用下向四周甩出至蜗壳，再沿排出管流出。与此同时，在叶轮中心入口处形成低压，从而使液体在压差作用下源源不断地到达泵的吸入口。由此形成液体的连续吸入和排出，离心泵就是这样工作的。双支承泵单吸泵离心泵有哪些主要部件？你认为哪些零件是易损件？答：离心泵的主要部件包括：叶轮、泵轴、轴承、密封环（口环）、泵壳（吸入室、压出室）、轴封装置机械密封或填料密封等。其中密封环、轴承、轴封装置（机械密封或填料密封）相对其他部件更易损坏。基本结构图（单级单吸）图2-2

离心泵的叶轮(a)闭式

(b)半闭式

(c)开式1、叶轮：叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使通过离心泵的液体静压能和动能均有所提高

叶轮通常由6～12片的后弯叶片组成。按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种叶轮，混流泵叶轮离心泵叶轮诱导轮离心泵的吸液方式叶轮按其吸液方式不同可分为单吸式和双吸式两种，单吸式叶轮的结构简单，液体只能从叶轮一侧被吸人。双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。显然，双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力，而且可基本上消除轴向推力。单吸式双吸式多级泵轴与叶轮图2、泵壳离心泵的泵壳通常制成蜗牛形，故又称为蜗壳，叶轮在泵壳内沿着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体的出口，流道截面积愈大。液体从叶轮外周高速流出后，流过泵壳蜗形通道时流速将逐渐降低，因此减少了流动能量损失，且使部分动能转换为静压能。所以泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件，而且又是一个转能装置。对分段式多级泵，为了使结构简单紧凑，每级叶轮和下一级叶轮之间的能量转换采用导叶(导轮)结构，导叶有径向导叶和流道式导叶两种，径向导叶流动性能稍差，流道式导叶流动性能较好，但制造困难。离心油泵与一般分段多级泵多用径向式导叶，而分段多级高压热油泵则用流道式导叶。径向式导叶（正反导叶）3、密封环（口环)：其作用是保持叶轮进口外缘与泵壳之间有一定的间隙，减少液体漏失，又能承受磨损。4、泵轴：其作用是传递机械能的主要部件。炼油厂中的油泵有冷油泵与热油泵之分，介质温度在200℃以下为冷油泵，介质温度高于200℃者为热油泵，其壳体口径与叶轮口环，中间托瓦与中间轴套(也称级间口环)的直径间隙列于表泵抱轴是怎么回事？泵抱轴是指轴承卡死在轴上，它与轴承箱发热有密切联系，当轴承箱温度过高，轴承局部摩擦点的温度有可能达到几百度甚至上千度，它可以使轴承滚珠（柱）熔化在轴上，从而卡死轴与轴承。因此，当发现轴承温度超过控制指标时，应立即停泵，请钳工检查处理。如发现轴发红，千万不能用水浇，应时其自然冷却，然后再检修。5、轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周面漏出，或者外界空气以相反方向漏入泵壳内。

单级泵常用的平衡轴向力措施：a）采用双吸叶轮：b）开平衡孔（或接平衡管）：c）平衡叶片（平衡筋）：6、轴向力平衡部件：多级泵常用的平衡轴向力措施：a）叶轮对称布置：b）平衡鼓：c）自动平衡盘：d）平衡盘和平衡鼓组合。平衡盘与平衡板

平衡盘与平衡板多级泵平衡环与平衡盘结构图7、轴承：其作用是承担泵转子的径向及轴向载荷，可分为滑动轴承，滚动轴承；止推轴承等。研究表明：润滑油中含水0.002％，轴承寿命降低48％，6％的水分则降低寿命83％。轴承箱进水的途径可能是：轴承箱的空气中所含的水份在轴承箱内冷凝，外部用水冲洗时漏入，及夹套中循环冷却水漏入。水的危害：轴承锈蚀、润滑油性能变差、轴承金属发生氢脆，加速了轴承的疲劳。固体颗粒进入轴承润滑油中的原因：轴承滚珠架的磨损、轴承箱铸件中的颗粒、润滑油（脂）过虑精度不够含固体颗粒、拆装过程中清洗不彻底等等。推力轴承图

润滑油的三级过滤是指哪三级？第一级：从润滑油原装桶→加油室的固定油桶。第二级：从固定油桶→加油油壶。第三级：从油壶→加油点。（往往容易忽略）挡油环或挡水环有什么作用？它们松动后有什么危害？挡油环或挡水环位于轴承箱两端压盖的中心孔内，用螺栓固定在轴上跟轴一起转动。挡油环起着防止润滑油甩出轴承箱的作用，挡水环除了起这个作用以外，还防止端面密封冷却水进入轴承箱的作用。挡油环或挡水环松动后，箱内润滑油沿轴泄漏，液面下降，容易引起轴承发热，如果脱落到联轴器或端封压盖，由于撞击产生火化，一旦遇到易燃易爆介质，就会引起火灾。因此，挡油（水）环松动时，应及时停泵紧好。恒位油杯：使轴承箱体内的润滑油位保持恒定。观察润滑油。斜面的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。

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。

恒位油杯正常工作状态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。下图为恒位油杯补油状态图。高速离心泵（高速部分流泵）一般称转速高于3000rpm的离心泵为高速泵高速离心泵由电机、增速器和泵三部分组成，泵和增速器一般为封闭结构。泵由与泵体联成一体的整体式齿轮箱增速后，速度达5800~24000r/min。泵由叶轮、泵体、泵轴组成，泵体不是涡壳形，而是一个同心圆的环形空间，周围有1～2个扩散锥管，锥管进口设有喷嘴。使用范围：低流量、高温、高扬程。管道泵液下泵：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。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。离心泵的主要参数有哪些？答：离心泵的主要性能参数有转速、流量、扬程、功率和效率等。转速：即离心泵叶轮的转速，以r/min表示。流量：有泵的流量（即有效流量）和理论流量之分，大多采用容积流量Q,单位为m3/s、m3/min、m3/h或L/s。有时也用质量流量G表示，单位为kg/s、kg/min、和t/h。扬程：泵的扬程H---单位重量液体流过泵后的总能量的增值。或者作功元件对泵排出的单位重量液体所作的有效功（单位为m—液柱）。功率：有有效功率Neff、内功率Ni和轴功率N之分。一离心泵的特性曲线当转速一定时H、N、η与Q的关系曲线

最高效率点为工作点H—Q曲线代表的是在一定转速下流体流经离心泵所获得的能量与流量的关系，是最为重要的一条特性曲线。在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。

二、工作点QH泵特性曲线管路特性曲线工作点离心泵的工作点：泵的扬程曲线(H~Q线)与管路特性曲线(HL~Q

线)的交点(a点)。当液体粘度改变时，对泵的性能有何影响？答：与清水相比，当输入介质的粘度增大时，泵的性能变化如下：（1）泵流量减小；（2）泵扬程降低；（3）泵轴功率增加，效率降低；（4）泵所需的允许汽蚀余量增大。由此看出，流体粘度对泵性能有较大影响，对于粘度过大的油品，由于其流动性很差，不宜使用离心泵输送，一般粘度大于650厘池时，应选用往复泵或齿轮泵。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。离心泵的调节与组合离心泵的调节改变泵H~V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。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。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。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）检查泵体和出入口管线、附属管线、阀门、法兰、压力表等是否完好和泄漏。（2）检查油箱液面是否已用安全红线标好，按机泵润滑油使用规格和三级过滤制方法向轴承箱注油，油面加至油标1/3~2/3之间，检查甩油环是否脱落，挡水板螺钉是否紧固好。（3）盘车检查转子是否灵活，泵体内是否有杂物或撞击声，以及联轴器是否接好，机泵轴中心线是否找正。

离心泵启动前应做哪些准备工作？（4）打开冷却循环水和加好封油，使其畅通循环，调节好冷却水流量。（5）打开泵的入口阀和出口压力表阀，引油置换出泵体内的空气和水分（若热油泵解体检修后，检查端盖法兰和端面密封泄漏情况）（6）热油泵启动前必须进行预热，升温速度不得超过50℃/h，预热到与泵工作温度相差40~60℃时，则要求每隔10分钟盘车180度。（7）对新安装或检修之后的机泵，应联系钳工和电工到场，点动一下以检查电机和泵轴旋转方向的一致性，若反转，应停泵联系电工对电缆接线换相。（8）启动前调节阀应打开一定开度，已联系仪表启用一次表。如何正确启动离心泵？（1）按启动电钮启动机泵，密切监视电流和出口压力指示的变化，检查打封油和端面密封的泄漏情况，察听机泵的运转声音是否正常，检查机泵振动和各运转点的温度。若发现异常情况，应立即停泵检查。（2）若正常启动（即电流指针超程后很快下来，泵出口压力不低于正常操作压力，无晃量抽空现象，各点温度及端面密封在允许范围内），即可缓慢均匀地打开泵出口阀。密切监视电流变化，当出口阀开打时电流逐渐增大，说明量已打上去；当出口阀打开到一定程度后，继续开打后电流不再上升，说明调节阀开始起作用，此时可把出口阀开到最大，提量则通过二次仪表遥控调节阀来实现。离心泵启动时应该注意什么问题?离心泵启动时应该注意以下问题：离心泵在任何情况下都不允许无液体空转，以免零件损坏。离心热油泵一定要预热，以免冷热温差太大，造成事故。离心泵启动后，在出口阀门未开的情况下，不允许长时间运行，应小于1~2分钟。离心泵决不允许用入口阀门来调节流量，以免抽空。离心泵如何正确切换？（1）做好备用泵启动前的各项准备工作，按正常启动程序启动，切换前流量控制由自动改为手动，并由专人监视以使切换波动时及时稳定流量。（2）备用泵启动正常后，应在逐渐开大备用泵出口阀的同时关小原运行泵出口阀，直至备用泵出口阀全开，原运行泵出口阀全关，然后立即停原运行泵。阀门开关过程中随时注意电流和压力指示，保证切换平稳。（3）原运行泵停运备用或检修。停车检修离心泵停车时应先逐渐关闭排出管路阀门，切断电源。待泵冷却后，再关闭各冷却系统。往复泵等容积泵的停车即切断电源，停止电机运行，然后关闭进出口管道阀门。 高温泵在高温条件下试车时，停车后应每隔20～30分钟盘车半圈，直至泵体温度降到50℃为止。遇有下列情况之一者，应紧急停车处理：泵内发出异常声响和振动突然加剧；轴承温度突然上升超过规定标准；泵流量突然下降：电流超过额定值持续不降。热油泵启动前为什么要预热？如果不预热，由于启动时热油介质迅速灌入冷的泵体内，将会造成泵内各部件受热不均匀而使泵的密封发生泄漏，同时还会使泵体中的静止口环与转子上的叶轮密封圈卡住，从而造成泵轴磨损、抱轴等事故。其次，对于粘度较大的油品，如果不预热，冷油凝在泵体内，就会使泵不上量，甚至引起电机跳闸。热油泵预热需要注意哪些问题？1）预热流程正确：一般是泵出口管线→预热跨线（跨过泵出口止回阀）→泵体。（2）预热以50℃/小时的速度进行，紧急情况下，可以采取蒸汽吹扫泵体来加快预热速度，但不要把预热阀门开得过大，以防止泵叶轮倒转。（3）预热时要盘车，一般间隔30~45分钟盘车一次，以免主轴弯曲和便于排出泵内气体。（4）轴承箱、泵座、端面密封的冷却水要全部打开，以保护轴和轴承。离心泵的汽蚀与抽空汽蚀现象

当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多的水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达230℃以上。症状：噪声大、泵体振动，流量、压头（扬程）、效率都明显下降。后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压pv。气缚现象：不灌液或灌泵不充分，则泵体内存有空气，由于ρ空气<<ρ液，

所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的。离心泵的抽空有什么现象？对泵有什么危害？泵在运行时，突然发生噪音、振动，并伴随扬程、流量、效率降低，电机电流减小，压力表指示逐渐下降，这是就发生抽空现象。当压力指示回零，打不上量时，说明泵已严重抽空。抽空对泵的危害，从工艺来讲，打乱了平稳的操作条件；从设备来讲，抽空引起振动，会加快轴承密封元件的早期磨损，端面密封的泄漏以及抱轴、断轴事故，在检修时还会发现叶轮入口和盖板处出现蜂窝状“麻点”。因此，应严防抽空发生泵抽空时产生的现象是（C）。A：电流上升Ｂ：压力上升Ｃ：电流下降为什么当凝结水泵运行时，水位过低会发生噪音?汽轮机凝结水泵入口侧是在很高的真空下工作，为了保证凝结水泵正常工作，在入口侧要求保持一定高度的水位。凝结水位降低，从而引起水泵发生汽蚀，一旦发生汽蚀时，水泵内就发生异常噪音。因此凝汽器热井中的水位不应过低。运行机泵应如何维护？（1）检查泵出口压力和电机电流，压力和电流有无大的波动，电流是否超过额定值；（2）检查泵格兰、油箱和电机轴承、机壳、接线盒温度是否正常；（3）检查机泵各部分的振动和声音情况，查看地脚螺栓是否松动；（4）检查端面密封的泄漏情况和密封油压；（5）检查循环冷却水系统的温度、压力及水质；（6）检查油箱内润滑油的油温、液位、油质及甩油情况；（7）严禁泵长时间抽空及在允许的最低流量下（或关闭出口阀）长时间工作；（8）操作人员在泵的紧急情况下（如轴承过热、抱轴），为了保护设备，有权和义务紧急切换泵和停泵，但处理后应立即向班长和技术人员汇报。

振动烈度评定等级分级范围mm/s分贝dBⅠⅡIII0.2893AA

A说明：A区：新交付使用的机器应达到的状态B区：机器良好运行状态C区：允许运行状态D区：不允许运行状态Ⅰ——15KW以下的转机Ⅱ——300KW以下的中型转机0.45970.711011.12105B1.8109B2.8113CB4.5117C7.1121DC11.2125D15KW以下的机泵，其振动值应≤1.8mm/s；15～300KW的机泵，其振动值应≤2.8mm/s；300KW以上的大型机泵，其振动值应≤4.5mm/s。轴承温度为什么一般不能大于６５℃？①这是根据润滑油的性质和金属的热膨胀系数而确定的温度，温度太高，会使油的粘度减小，流动性增大，油也就变稀，难以形成油膜。②此外，温度高的话，容易使轴承金属表面变软，乌金熔化，所以规定轴承温度不大于６５℃。检查轴承箱温度，滚动轴承温度一般应不高于65℃，滑动轴承温度一般应不高于80℃。备用泵为什么要定期盘车？因为：（1）泵轴上装有叶轮等配件，在重力长期作用下会使轴弯曲，经常盘车，不断改变轴的受力方向，可以使轴的弯曲变形最小。（2）检查运动部件的松紧配合程度，避免运动部件因长期静止而锈死。（3）盘车把润滑油带到轴承各部，防止轴承生锈，并使泵随时处于备用状态。机械密封原理

机械密封原理：机械密封又称端面密封。是指两个光洁精密的平面在介质压力和外力（弹簧力）的作用下，相互紧贴，并作相互旋转运动而构成的动密封系统。其主要原理是将较易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的静密封和端面密封。串联机械密封8668画出机械密封的简图，并说明它是怎样实现密封的。

轴通过传动座(5)和弹簧(4)，带动动环(2)旋转，静环(1)固定不动，依靠介质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧(4)的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏，装有动环密封圈(7)，而静环密封圈(8)则阻止了介质沿静环和压盖(3)之间的泄漏。机械密封中有4-5个可能的泄漏点（三点或四点一面）：1、动、静环之间的动密封点（面）；需要摩擦副端面之间的紧密贴合才能保证无泄漏效果，端面间的贴合靠介质压力和弹簧力作用而达到。2、动环与轴的泄漏点；3、静环与端盖的泄漏点；2与3基本上是静密封，但要保证动、静环的浮动性和追随性；4、端盖与箱体之间的泄漏点；5、对有轴套的机械密封，还存在轴与轴套间泄漏点；答：由以下几部分组成：（1）由动环和静环组成的密封端面，也称摩擦副，是机械密封的关键部分；（2）由弹性元件为主的缓冲补偿机构，其作用是使密封端面紧密贴合；（3）辅助密封圈，包括动环和静环的密封圈；（4）使动环随轴一起转动的传动机构——轴套。机械密封由哪些部分组成？冲洗可以分为哪几种类型？答：冲洗可以分为三种形式：即自冲洗、外冲洗、循环冲洗。由于泵本身输送的介质粘度和密度大，从外面引入较干净的介质进入泵内，成为外冲洗。利用泵本身输送的介质经机械密封压盖上的小孔打入密封箱内，与泵内介质混合，称为自冲洗。循环冲洗是指从外面引来的冲洗油进入密封箱内，由一根专用管引出，经冷却、过滤后，重新进入密封箱。动静密封面不断产生摩擦热，致使动静环间的液膜汽化，使某些零件老化、变形，甚至密封失效冲洗油的作用有哪些？答：冲洗油具有冲洗、冷却、润滑、密封四个作用：（1）冲洗动静环端面之间的杂质；（2）防止泵所输送的高温油品进入密封腔内，并将动静环之间因摩擦而产生的热量带走，降低密封元件的温度，延长机械密封的使用寿命；（3）保持密封端面之间有一层液膜存在，起到润滑摩擦副德作用；（4）防止高温、有毒、有腐蚀性、易燃易爆或贵重介质从泵内泄漏出去，也防止外界的灰尘杂质进入泵内。2004年机械密封故障情况及分析PXP2015介质对温度影响敏感，运行在临界状态，冲洗油冷却器效果差，温度稍有升高就汽化，动、静环面汽蚀严重。将冲洗油冷却器改为空冷器后，密封运行情况良好，使用寿命已大于6个月。工艺编号次数失效原因分析采取措施其它化工用泵齿轮泵：