流体输送设备-离心泵的操作与控制

化工流体输送单元操作项目四流体输送实训

知识点2：离心泵开车仿真操作实践探索主要内容

一、仿真工艺流程简介二、典型设备及仪表说明

三、分程控制方案介绍

四、离心泵冷态开车操作一、仿真工艺流程简介一、仿真工艺流程简介

来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。罐内液体由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到其它设备。二、典型设备及仪表说明1.典型设备V101：离心泵前罐P101A：离心泵AP101B：离心泵B（备用泵）二、典型设备及仪表说明2.典型仪表位号说明类型正常值量程上限量程下限工程单位高报低报高高报低低报FIC101离心泵出口流量PID20000.040000.00.0kg/h

LIC101V101液位控制系统PID50.0100.00.0%80.020.0

PIC101V101压力控制系统PID5.010.00.0atm(G)

2.0

PI101泵P101A入口压力AI4.020.00.0atm(G)

PI102泵P101A出口压力AI12.030.00.0atm(G)13.0

PI103泵P101B入口压力AI

20.00.0atm(G)

PI104泵P101B出口压力AI

30.00.0atm(G)13.0

TI101进料温度AI50.0100.00.0DEGC

三、分程控制方案介绍0-50PIC101A(充）50-100PIC101B（泄）分程控制：V101的压力由调节器PIC101分程控制，调节阀PV101的分程动作示意图如图所示。

开车操作规程罐V101充液、充压启动泵前准备工作启动离心泵灌液排气出料

(1)泵出口压力：12.0ATM。(2)V101罐液位：50.0%。

(3)V101罐内压力：5.0ATM。

(4)泵出口流量：20000KG/H。四、离心泵冷态开车操作离心泵开车操作要点总结罐压的控制5ATMPIC101A/B液位的控制50％LIC101流量的控制20000kg/hFIC101？？？四、离心泵冷态开车操作化工流体输送单元操作项目四流体输送实训

知识点3：离心泵停车仿真操作一、上节课内容回顾1.离心泵的启动顺序？答：开前阀、灌泵、启动泵、开后阀。2.离心泵启动前要灌泵，目的何在？答：排除泵内空气，如不排尽，则会造成“气缚”现象。

停车操作规程停进料

停泵

泵泄液

罐泄压、泄液

1、V101罐停进料(1)LIC101置手动停进料

(2)手动关闭调节阀LV101，停V101罐进料。2、停泵P101A(1)FIC101置手动。停泵

(2)逐渐缓慢开大阀门FV101，增大出口流量。★注意：防止FI101值超出高限30000。(3)待罐V101液位小于10%时，关闭P101A泵的出口阀(VD04)。(4)停P101A泵。(5)关闭P101A泵前阀VD01。(6)关闭调节阀FV101及其前、后阀(VB03、VB04)。2133、泵P101A泄液(1)打开泵P101A泄液阀VD02。(2)观察P101A泵泄液阀VD02的出口,当不再有液体泄出时，显示标志变为红色。(3)关闭P101A泵泄液阀VD02。泵泄液

4、V101罐泄压、泄液(1)待罐V101液位小于10%时,打开V101罐泄液阀VD10。(2)待V101罐液位小于5%时，将PIC101置手动，全开阀门进行泄压。罐泄压、泄液

(3)观察V101罐泄液阀VD10的出口，当不再有液体泄出时，显示标志变为红色。(4)待罐V101液体排净后，关闭泄液阀VD10。操作规程要点1.停止进料。2.加大出料，使得液位快速下降。3.当液位下降到10%以下后，停泵。4.停泵后，关闭流量控制阀。5.对泵进行泄液。6.对罐进行泄液。7.当罐内液位小于5%以后，进行泄压。8.泄液泄压完成后，使所有阀门处于关闭状态。停泵罐泄液泄压……停料……泵泄液总结1.掌握离心泵正常停车关键操作指标。2.掌握离心泵正常停车的操作规程。3.培养严谨、规范、安全的工作态度。化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点1：化工管路系统组成实践探索主要内容一、流体输送机械的工业应用二、流体输送机械的分类三、离心泵的类型与选用四、气体输送机械

在化工生产过程中，流体输送是最常见的，甚至是不可缺少的单元操作。流体输送机械就是向流体作功以提高流体机械能的装置，因此流体输送机械后即可获得能量，以用于克服流体输送沿程中的机械能损失，提高位能以及提高液体压强（或减压等）。

通常，将输送液体的机械称为泵如离心泵、往复泵、旋涡泵等。将输送气体的机械按其产生的压力高低分别称之为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。一、流体输送机械的工业应用一、流体输送机械的工业应用流体输送机械：就是对流体做功，以完成输送任务的机械流体输送机械的作用：1、为流体提供动力，以满足输送要求；2、补充能量：将流体从一处输送到另一处3、提高压强：给流体加压4、造成设备真空：给流体减压二、流体输送机械的分类

气体——

通风机、鼓风机、压缩机、真空泵按介质种类：液体——泵

离心式正位移式：往复式、旋转式按工作原理：

三、离心泵的类型与选用A、清水泵该类流体主要是针对输送清水设计的，原型号用B表示，新的使用SH表示。是一类使用广泛的泵，既应用于工业生产，还使用于农业生产、水利、灌溉。B、耐腐蚀泵原型号F，新型号为IH，是一类输送腐蚀性液体的泵。可以通过更换耐腐蚀元件，达到适应不同液体的目的。C、油泵型号代码为Y，是一类广泛使用于输送有机液体的泵。D、杂质泵主要是输送含有固体杂质的混合液体的泵，型号代码：P

一般根据气体压强的变化将气体输送机械分为以下几类：1、通风机：出口压强在15Kpa以下（表压，下同）压缩比1~1.5。2、鼓风机：出口压强在15~300Kpa，压缩比小于4。3、压缩机：出口压强在300Kpa以上，压缩比在4以上。4、真空泵：出口压强在当地的大气压，但入口压强小于大气压。四、

气体输送机械气体输送机械的基本原理及其操作原理，与液体输送机械类似，也可以分为离心式、往复式等几类。但由于气体具有可压缩性，在气体在被压送的同时，气体的体积、压强、温度也随之变化，这些导致气体输送机械在结构、形状有很大的不同。

四、

气体输送机械

气体输送机械特性参数

A、风量：是指出口处排出的风的体积（以进口处的状态计算）。

B、风压：是指单位体积的气体流过风机时获得的能量，由于单位与压强单位一直，故称为风压。

D、轴功率：传动轴所需要的功率。

E、效率：传动轴的功率不是完全用来对气体做功，气体获得的功与轴功率之比。化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点2：离心泵的结构原理实践探索主要内容一、离心泵的工作原理二、离心泵的结构一、离心泵的工作原理液体甩出，叶轮中心形成低压驱动机带动叶轮高速旋转叶轮带动液体高速旋转产生离心力液体获得能量（压力能、速度能增加）

吸入罐与泵之间产生压差吸入液体，实现连续工作输送液体一、离心泵的工作原理1.启动前，前段机壳须灌满被输送的液体，以防止气缚。2.启动后，叶轮旋转，并带动液体旋转。3.液体在离心力的作用下，沿叶片向边缘抛出，获得能量，液体以较高的静压能及流速流入机壳(沿叶片方向，u

,P静

)。由于涡流通道的截面逐渐增大，P动

P静。液体以较高的压力排出泵体，流到所需的场地。4.由于液体被抛出，在泵的吸扣处形成一定的真空度，泵外流体的压力较高，在压力差的作用下被吸入泵口，填补抛出液体的空间。5.叶片不断转动，液体不断被吸入、排出，形成连续流动。二、离心泵的结构

离心泵的结构：泵体、叶轮、泵轴、轴封、轴承箱、联轴器等二、离心泵的结构1．叶轮叶轮是离心泵的主要零部件，是对液体做功的主要元件。叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。二、离心泵的结构1．叶轮叶轮按其盖板情况可分为封闭式、半开式和开式叶轮三种形式二、离心泵的结构2．泵体泵体由泵壳及泵盖组成，是主要固定部件。它收集来自叶轮的液体，并使液体的部分动能转换为压力能，最后将液体均匀地导向排出口。二、离心泵的结构3．泵轴、轴套轴是传递机械能的重要零件,原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理。轴套的作用是保护泵轴，以减少泵轴的磨损。粗糙度：Ra3.2-0.8um二、离心泵的结构4．轴承箱轴承箱用来固定轴承，同时作为装载轴承润滑油或冷却液的容器。二、离心泵的结构5．轴封由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间隙漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必须设置轴封装置。轴封装置主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中，以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的。轴封的形式：橡胶密封、填料密封和机械密封。

二、离心泵的结构6．联轴器联轴器用来联接不同机构中的两根轴即主动轴和从动轴使之共同旋转以传递扭矩的机械部件。化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点3：离心泵的流量调节与控制实践探索主要内容一、管路的特性曲线二、离心泵的工作点三、离心泵的流量调节四、离心泵的串联与并联1、

管路的特性曲线管路的特性曲线是表示一定的管路系统所必需的有效压 头He与流量Qe的关系。在一稳定流动系统中，在1-1、2-2列柏努利方程式得：

He=

Z+

P/

g+

u2/2g+Hf

当管路系统一定时，Z与P/

g均为定值，上式可整理成如下形式：

He=K+BQe2

此式表示在特定的管路中，送液量Qe与所需压头He的关系称此式为管路特性曲线方程。将此关系标绘在图上，即可得He—Qe曲线。离心泵的工作点及流量调节离心泵的工作点及流量调节2、离心泵的工作点

当离心泵安装在一管路中，泵所提供的流量与压头（H-Q）,应与管路所要的流量与压头(He-Qe)相一致。若将(H-Q)与(He-Qe)绘于同一图中，则两曲线的交点即为工作点。

离心泵的工作点及流量调节3、

离心泵的流量调节对一台泵而言，其特性曲线H-Q是不会变的，而管路特性曲线可变。当原工作点所提供的流量不满足新条件下所需要的送液量时，即应设法改变原工作点的位置，即需要进行流量调节。流量调节方法有两种：

离心泵的工作点及流量调节3、

离心泵的流量调节（1））在离心泵出口管路上安装一调节阀，改变阀门开度，即改变He=K+BQ2中之B值。优点：操作简便、灵活。缺点：阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增加，并可能时泵不在最高效率区域中工作。故此种调节方法多用于流量调节幅度不大，而经常需要调节的场合。

离心泵的工作点及流量调节3、

离心泵的流量调节（2）改变泵的特性曲线，如改变叶轮转速、切削叶轮等。用这种方法调节流量在一定范围内可保持泵在高效率区域中工作，能量利用较经济，但不方便，需用变速装置，故应用不广。

4、离心泵的并联与串联操作（1）

串联 假若将两台型号相同的泵串联操作，则每台泵的压头和流量也是各自相同的因此在同一流量下，两台串联泵的压头为每台泵的两倍。H串=2H单 两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍。H串<2H（2）

并联 将两台型号相同的泵并联操作，且各自的吸入管路相同，则两泵的流量和压头必各自相同，在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍。Q并=2Q单 两台泵并联操作的总流量必低于原单泵流量的两倍。Q并<2Q4、离心泵的并联与串联操作组合方式的选择

1、对于管路特性曲线较平坦的低阻管路，采用并联组合，可获得较串联组合高的流量和压头。2、对于管路特性曲线较陡的高阻管路，采用串联组合，可获得较并联组合高的流量和压头。3、对于(

Z+

P/

g)值高于单泵所能提供最大压头的特定管路，则必须采用串联组合方式。

化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点6：离心泵的性能参数与特性曲线实践探索主要内容一、离心泵的性能参数二、离心泵的特性曲线一、离心泵的主要性能参数离心泵的性能参数流量Q、扬程H

、

转速n

、

功率N

、效率η一、离心泵的主要性能参数离心泵的性能参数

流量Q

：单位时间内由泵所输送的流体体积，即指的是体积流量，单位为m3/s或m3/h。

⑴体积流量Q

：m3/hm3/sL/s⑵质量流量m

：kg/hkg/st/h

m=ρQρ液体密度kg/m3。一、离心泵的主要性能参数离心泵的性能参数

扬程H

：即压头，指单位重量的流体通过泵之后所获得的有效能量，也就是泵所输送的单位重量流体从泵进口到出口的能量增值。单位为m。

H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！①提高位高；②克服阻力；③增加液体静压能和速度能

H由能量方程可以看出一、离心泵的主要性能参数离心泵的性能参数

功率N

：单位时间内所做的功，通常指输入功率，即由原动机传到泵轴上的功率，单