液化天然气-泵基础知识课件

杨凌LNG工厂机泵类课件陕西液化天然气投资发展有限公司泵的基础知识一、工厂概述二、泵的分类三、泵的型号命名四、泵的原理和结构五、泵的操作和维护陕西液化天然气投资发展有限公司一、工厂概述作为化工行业，泵是一种应用非常广泛的机械设备泵是用以增加液体的压力，使之输送液体的机械杨凌LNG工厂有泵84台离心泵（66台）、计量泵（10台）、滑片泵（2台）、齿轮泵（6台）泵相当于化工生产工艺流程中的心脏必须的学习和掌握各种泵的日常维护与常见故障的检修陕西液化天然气投资发展有限公司全厂用泵主生产装置区47台012单元：14台013单元：2台015单元：4台017单元：3台041单元：7台043单元：7台064单元：2台614单元：8台陕西液化天然气投资发展有限公司公用工程区37台消防泵房：5台精制水房：9台循环水站：4台潜污泵：16台锅炉房：3台共计84台二、泵的分类按叶轮数量-----单级、多级；按叶轮吸液方式----单吸、双吸；按使用介质---水泵、油泵…；按扬程大小---低扬程（H《20m）、中扬程（H=20—160m)、高扬程（H》160m）；按材料防腐特征----耐腐蚀泵、普通泵；陕西液化天然气投资发展有限公司泵按工作原理分类按工作原理可分为：动力式泵陕西液化天然气投资发展有限公司容积式泵其他类型离心泵轴流泵混流泵漩涡泵往复泵回流泵活塞泵隔膜泵齿轮泵罗茨泵凸轮泵滑片泵螺杆泵转子泵柱塞泵喷射泵水环泵水锤泵电磁泵循环泵：计量泵：潜液泵：进料泵：按泵的用途可分为：陕西液化天然气投资发展有限公司1、循环泵：操作需要反复进行如MDEA洗涤系统，吸收液再生后要送回吸收塔循环使用如导热油循环泵、循环水泵等这类泵循环时压降一般波动不大，而流量稍有一定波动选泵后，多可在额定工况下运行关键是要针对介质选用合适泵的材料。陕西液化天然气投资发展有限公司2、计量泵：大多用来注入化学溶剂、防腐药品等，要求输出量较精确。一般采用往复式隔膜泵、齿轮泵或螺杆泵，同时配有注入量调节装置。我厂采用往复式隔膜泵，主要用于软化水注射、消泡剂注射、冷剂补充和凝析油循环。陕西液化天然气投资发展有限公司3、潜液泵：潜液泵，是一种在低温环境下使用的高速离心式液体泵，它的叶轮工作在液面以下。当电机带动叶轮旋转时，叶轮对低温介质作功，介质从叶轮中获得了压力能和速度能。当介质流经导流器时，部分速度能将转变为静压力能。介质自叶轮抛出时，叶轮中心成为低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断的被吸入，并以一定的压力排出。陕西液化天然气投资发展有限公司4、进料泵：这类泵流量一般要有少许余量，以适应原料进量的变动。要求扬程波动小。多数情况下，要求净正吸入压头为负值，即灌注式进料泵原料罐液位的标高高于泵的吸入口，尤其高温供料泵，例如消防水泵，MDEA溶液进料泵。

陕西液化天然气投资发展有限公司三、泵的型号命名泵型号的命名大体上由首、中、尾三部分组成。首部，用数字表示泵入口的尺寸（mm）中部，用字母表示泵的结构形式特征。单级悬臂式水泵用BA或B表示；单级双吸泵用SH或S型表示；分段式多级水泵用DA或D表示；锅炉给水泵用DG表示；油泵用Y表示；DK表示中开式水泵。尾部，用数字表示泵的主要性能参数，有时在数字后面还有A或B，它表示此时在泵中装的是切割过的叶轮。对于多级泵，尾部数字有两部分组成（中间有一乘号），前面数字表示单级的性能参数，后面数字表示泵的级数。陕西液化天然气投资发展有限公司例1：贫胺循环泵P-1201A/B型号：XHOR80-250其中：XHOR-卧式单级单吸离心泵80-泵吸入口公称直径250-叶轮直径陕西液化天然气投资发展有限公司例2：导热油排放罐泵P-4102型号：WDY12-25×4其中：WDY-无泄漏多级液下泵12-设计点流量12（m3/h）

25-设计点单级扬程25(m)4-泵的级数4级陕西液化天然气投资发展有限公司例3：胺吸收塔进料泵P-1202A/B型号：SDF150-75×10其中：SDF-自平衡多级涡壳离心泵150-流量150（m3/h）75-单级叶轮扬程75（m）10-级数10级陕西液化天然气投资发展有限公司四、泵的工作原理及结构利用机械转动产生的离心力，实现输送液体的目的-离心式；利用泵体内体积的周期性变化，对输送介质做功，达到输送液体的目的-容积式；共同点：使泵体内外形成压力差，使液体在压力的作用下完成输送的目的要使泵体工作须满足两个条件：1.做功；2.压力差。陕西液化天然气投资发展有限公司化工用泵具备以下条件：能适应化工工艺需要；耐腐蚀；耐高温、低温；耐磨损；无泄漏或规定范围内的泄漏；运行平稳、可靠；能输送临界状态的液体。陕西液化天然气投资发展有限公司1、往复泵的工作原理往复泵是一种容积式泵，往复泵由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀等主要部件组成。活塞杆与传动机构相连接，带动活塞做往复运动，活塞往复运动一次，吸液和排液一次，完成一次循环。陕西液化天然气投资发展有限公司往复泵的结构往复泵的液力端由活塞（或柱塞）、缸体（泵缸）、吸人阀、排出阀等组成。传动端主要由曲柄、连杆、十字头等组成。往复泵是典型的容积式泵，活塞的往复运动是通过曲柄连杆机构来实现的。陕西液化天然气投资发展有限公司2、齿轮泵的工作原理依靠齿轮相互齿合过程中所引起的工作容积变化来吸入和排出液体。陕西液化天然气投资发展有限公司齿轮泵的结构三片式：泵前、后端盖、泵体。齿形：直齿、斜齿、人字齿。径向力:因吸、压油腔的压力不同，使齿轮受到不平衡的径向作用力。径向力增加轴承的承载负荷，影响泵的使用寿命，工作效率越高径向力就越大。减少径向力的方法：

1.使径向间隙稍大些；

2.将后盖上的大口作为吸油口，小的为压油口；陕西液化天然气投资发展有限公司3、离心泵的工作原理

电动机带动叶轮高速旋转，使液体产生离心力，由于离心力的作用，液体被甩入侧流道排出泵外，或进入下一级叶轮，从而使叶轮进口处压力降低，与作用在吸入液体的压力形成压差，压差作用在液体吸入泵内，由于离心泵不停的旋转，液体就源源不断的被吸入或排出。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的基本构件陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的基本组成离心泵的主要组成部分有转子和静子两部分。转子：包括叶轮、轴、轴套、键和联轴器等。静子：包括泵壳、密封设备(填料筒、水封环、密封圈、轴承）、机座、轴向推力平衡设备等。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵主要零部件1、叶轮

结构分三种：闭式：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前后有盖板，叶轮后盖板上开有若干个平衡小孔，以平衡一部分轴向推力半开式：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前有盖板，叶轮后盖板上开有若干个平衡小孔,以平衡一部分轴向推力全开式：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前后无盖板。闭式效率最高，适用于输送洁净的液体，不适于输送浆料或含悬浮物的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。陕西液化天然气投资发展有限公司叶轮按吸液方式：单吸：液体只有一侧被吸入。双吸：液体可同时从两侧吸入，具有较大的吸液能力。而且基本上可以消除轴向推力。陕西液化天然气投资发展有限公司叶轮的类型：封闭式半开式全开式

2、泵壳大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的，多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道，用以收集从叶轮中甩出的液体，并引向扩散管至泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。蜗壳

形状：渐开线，截面大多为圆形。作用：作用是汇集由叶轮抛出的液体，同时将高速液体的部分动能转化为静压能。原因是泵壳形状为蜗壳形，流道截面逐渐增大，u↓，p↑。保证流体按预定的轨迹流动。重要的能量转换部件。流通截面积越来越大，由能量守衡，越向外流动，动能越小，势能越大。材料：通常为铸铁铸造而成。保证内壁面的光滑，减少流动阻力。陕西液化天然气投资发展有限公司3、轴封装置

轴封装置有多种形式，常使用的是填料密封和机械密封。

填料密封主要用于普通离心泵。机械密封主要用于输送易燃易爆，有毒的液体等密封要求高的泵内。陕西液化天然气投资发展有限公司填料密封机械密封轴封装置(填料密封）填料密封由底衬环、填料，水封环，填料压盖等零件组成，常用的填料是浸油、浸石墨的石棉绳。填料密封的种类石棉+石墨金属箔包石棉柔性石墨碳纤维（聚丙烯晴高温碳化）陕西液化天然气投资发展有限公司轴封装置(机械密封）

机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。组成:

1.密封端面：动环、静环─摩擦副2.缓冲补偿机构：由弹性元件(圆柱弹簧、圆锥弹簧、波片弹簧、波纹管等)构成。—使紧密贴合;3.辅助密封圈：包括动环密封圈、静环密封圈等，有各种形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等。陕西液化天然气投资发展有限公司陕西液化天然气投资发展有限公司机械密封结构图轴封原理防止液体通过泵轴贯穿泵壳时的间隙漏出泵外或空气漏入泵内填料密封装置由填料箱、填料、水封环和填料压盖等组成。填料密封主要是靠轴的外表面与填料紧密接触来实现密封，用以阻止泵内液体向外泄漏。机械密封是一种旋转轴用动密封机械原理：由至少一对垂直于旋转轴线的端面，在流体压力和补偿机构外弹力的作用以及辅助密封的配合下，保持贴和并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。陕西液化天然气投资发展有限公司

机械密封与填料函密封比较

密封可靠，在较长的使用期中不会泄漏或很少泄漏。清洁，无死角，可以防止杂菌污染。使用寿命长，正确选择摩擦负荷比压的机械密封可使用２～５年，最长有用到９年。维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修。轴或轴套不受磨损。摩擦功率耗损少，一般约为填料函密封的１０～５０％。机械密封对轴的精度和光洁度没有填料函要求那么严格，对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感，对轴的震动敏感性小。适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及腐蚀性、磨蚀性、易燃、易爆、有毒介质的密封。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的轴力平衡轴向力的产生：

泵体在工作过程中由转子上的叶轮将液体推出泵体外，与此同时产生一个与液体流动方向相反的力，这个力就叫轴向推力，它可能使得转子发生位移，与定子部分接触发生摩擦。产生轴向力的原因：1、叶轮前后盖板不对称。2、动反力3、轴的结构原因4、转子的重量所带动的轴向力5、其他原因陕西液化天然气投资发展有限公司单级泵的轴力平衡：

采用双吸叶轮；平衡孔法；平衡叶片法；接平衡管法.陕西液化天然气投资发展有限公司单级泵的轴力平衡：-叶轮对称布置法；-平衡毂平衡轴向力；-平衡盘平衡轴向力。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-流量流量（Q）离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为L/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-杨程扬程H（压头）离心泵的扬程是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。扬程的影响因素有：1.液体的性质2.泵的转速3.泵的叶轮外经陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-转速转速（n）离心泵的转速是指泵叶轮每分钟的转数，用符号n表示，单位为r/min。泵铭牌上的转速是额定转速，泵在此转速下工作，铭牌上的各项性能参数才有可能达到。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-效率效率（η）效率是有效功率与轴功率的比值，即η=Ne/N。离心泵的能量损失容积损失（泄露引起的）-容积效率水力损失（粘性和涡流引起的）-水力效率机械损失（机械摩擦引起的）-机械效率离心泵的总效率=容积效率*水力效率*机械效率离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。大型泵的效率值比的小型泵效率值高。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-功率轴功率（Na）由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。有效功率（Ne）离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量由于泵内存在能量损失，轴功率必大于有效功率陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的主要性能参数-汽蚀余量汽蚀余量离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。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，用（NPSH）r。吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。陕西液化天然气投资发展有限公司吸入管路漏进空气。吸入罐液面下降或灌注头不够；吸入管路阻力大，这一点主要取决于泵的结构和吸入管路安装是否合理；介质温度升高，饱和蒸汽变大，介质易于汽化；液体流速增高，阻力损失加大；大力压力降低；系统内压力降低；陕西液化天然气投资发展有限公司产生汽蚀现象的原因：消除泵汽蚀的方法：减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；减小吸入损失hc，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等防止长时间在大流量下运行；在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；水泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；水泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响；对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的气缚现象

气缚现象：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。陕西液化天然气投资发展有限公司预防气敷现象

在启动前向壳内灌满液体。做好壳体的密封工作，灌水的阀门和莲蓬头不能漏水，密封性要好。离心泵吸入管路装有底阀，以防止启动前灌入的液体从泵内流出。滤网可阻止液体中的固体吸入。排出管路装有调节阀是供开泵停泵和调节流量时使用。将离心泵的吸入口置于备输送液体的液面之下，液体会自动流入泵内。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的特性曲线离心泵杨程H、轴功率N及效率η均随流量Q而变，它们之间的关系可用泵的特性曲线或离心泵工作性能曲线表示。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的杨程一般随流量加大而下降(在流量极小时可能有例外)，这一点和离心泵的基本方程式相吻合。离心泵的轴功率在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。故在启动离心泵时，应关闭泵出口阀门，以减小启动电流，保护电机。停泵时先关闭出口阀门主要是为了防止高压液体倒流损坏叶轮。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。离心泵铭牌上标出的性能参数即是最高效率点对应的参数。离心泵一般不大可能恰好在设计点运行，但应尽可能在高效区（在最高效率的92%范围内，如图中波折号所示的区域）工作。

陕西液化天然气投资发展有限公司影响离心泵性能的因素影响离心泵的性能的因素很多，其中包括液体性质（密度ρ和粘度μ等）、泵的结构尺寸（如D2和β2）、泵的转速n等。当这些参数任一个发生变化时，都会改变泵的性能。陕西液化天然气投资发展有限公司五、泵的操作及维护机泵的启用-启动前准备试验电机转向是否正确，根据转向指示标判断，试验时间要短，以免机械密封干磨损。打开排气阀使液体充满整个泵体，待满后关闭排气阀。检查各部位是否正常。用手盘动泵以使润滑液体进入机械密封端面，并检查是否有卡涩现象。高温型应先进行预热，升温速度50℃/小时，以保证各部受热均匀。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的启动全开进口阀门。关闭出口管路阀门。启动电机，观察泵运行是否正确。调节出口阀开度以所需工况泵出口流量表或压力表，在性能参数额定点上运转电机在额定电流内运行检查轴封泄露情况，正常时机械密封泄露应小于3滴/分。检查电机，轴承处温升≤70℃。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的停运高温型先降温，降温度≤10℃/分，把温度降低到80℃以下，才能停车。关闭出口阀门。停止电机。关闭进口阀门。如长期停车，应将泵内液体放尽。陕西液化天然气投资发展有限公司离心泵的切换备用泵启动前做好检查及准备工作热油泵应处于完全预热状态。开泵入口阀，灌泵并排气启动电机检查各部的振动情况和轴承的温度确认电流稳定，泵体压力高于正常操作压力后，逐步将出口阀门开大相应将运转泵阀门逐步关小直至关死并停泵。如热油泵应做好预热准备工作。陕西液化天然气投资发展有限公司日常巡检主要内容1、检查润滑系统油杯油位应保持在1/2~2/3位置，有视镜的应确认润滑油位置。对有疑问的泵需翻开油杯进一步确认油位，防止油杯存在假液位。检查润滑油系统是否存在泄漏，主要检查位置为油杯、轴封、堵头、加油口。观察润滑油颜色，防止润滑油进水乳化、温度高发黑变质等情况的发生。检查轴承箱温度，要求温度不超过75℃。陕西液化天然气投资发展有限公司2、检查循环水体统轴承箱冷却水是否通畅。机封冲洗液体冷却水是否通畅。泵盖冷却水是否通畅。机封静环座冷却水是否通畅。辅助密封液罐冷却水是否通畅。热油泵泵座冷却水是否通畅。陕西液化天然气投资发展有限公司3、机械密封系统机械密封沿轴向是否存在泄漏。机封冲洗液温度是否正常，有无明显上升趋势。辅助密封液罐的液位有无变化。（液位上升表明主密封存在泄漏，液位下降表明辅助密封可能外泄）。检查机械密封部位是否有异常的声音，转动体是否有摩擦。与机械密封相连接各管线是否有漏点。陕西液化天然气投资发展有限公司4、振动情况及异常声响检查轴承箱振动情况。检查电机振动情况。检查联轴器是否有异常声响，地面上是否有断裂掉落的膜片碎片。检查泵体是否有异常声响，进出口管线振动情况。检查各转动体与不动体是否有摩擦的尖锐声音，包括轴承箱、机械密封、叶轮、叶轮口环等。陕西液化天然气投资发展有限公司常见故障的原因及处理方法机泵的常见故障有：泵轴功率过大；离心泵在启动时不出水；启动后，离心泵排水量很小；电动机电流过大；运转时泵有振动；轴承发热；填料处发热、漏液；陕西