離心泵的構(gòu)造工作原理與應(yīng)用以及故障處理方法

...wd......wd...離心泵的構(gòu)造工作原理與應(yīng)用以及故障處理方法摘要離心泵的應(yīng)用是很廣泛的，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門要用到它。它的使用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，有工業(yè)，農(nóng)業(yè)和能源方面，甚至在軍事方面都用到它的很多原理。我們?cè)诖髮W(xué)里也有一段時(shí)間接觸過(guò)離心泵，我們考的鉗工證就是把我們學(xué)校的離心泵能按照要求標(biāo)準(zhǔn)的拆開再裝好，還要畫它的草圖。在我們實(shí)習(xí)的這段時(shí)間，我們每天都和它接觸，教師也每天給我們講它各方面的知識(shí)，在我的印象里，對(duì)離心泵的構(gòu)造和它的工作原理教師講的較多，不過(guò)我們?cè)诖笠粫r(shí)，教師曾給我們講過(guò)關(guān)于離心泵的機(jī)械密封原理，對(duì)于它的泄漏教師給我們分析的較仔細(xì)。我另外也曾看過(guò)一些有關(guān)離心泵相關(guān)的資料，主要是關(guān)于它的應(yīng)用，特別是在農(nóng)業(yè)排水方面的應(yīng)用?？稍诂F(xiàn)實(shí)的工作中，我們大家都知道，由于泵工作的動(dòng)力較大，它的震動(dòng)幅度相對(duì)也很大，所以它可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題和故障，所以我重點(diǎn)寫了離心泵的故障和它產(chǎn)生的原因以及一些處理它的方法。不過(guò)之前我先分析了它的基本的知識(shí)，首先是它的構(gòu)造，它的工作原理和在各領(lǐng)域的應(yīng)用等。關(guān)鍵詞：原理，拆卸，安裝，應(yīng)用，故障，排除目錄1離心泵的概論………………………11.1離心泵的基本構(gòu)造…………………11.2離心泵的過(guò)流部件…………………21.3離心泵的工作原理…………………31.4離心泵的性能曲線…………………42離心泵的應(yīng)用………………………52.1離心泵在給水排水及農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用…………52.2離心泵在工業(yè)工程的應(yīng)用…………72.3離心泵在航空航天和航海工程中的應(yīng)用…………82.4離心泵在能源工程中的應(yīng)用………103離心泵的拆裝………………………113.1離心泵的構(gòu)造圖……………………113.2離心泵一般拆卸步驟………………113.3離心泵的拆卸順序…………………123.4離心泵泵拆卸注意的事項(xiàng)…………123.5離心泵的裝配………………………124常見故障原因分析及處理

…………134.1離心泵啟動(dòng)負(fù)荷……………………134.2泵不排液

……………134.3泵排液后中斷

………………………134.4流量缺乏

……………134.5揚(yáng)程不夠

……………144.6運(yùn)行中功耗大

………………………144.7泵振動(dòng)或異常聲響

…………………144.8軸承發(fā)熱

……………154.9軸封發(fā)熱……………154.10轉(zhuǎn)子竄動(dòng)大…………154.11發(fā)生水擊

…………154.12機(jī)械密封的損壞……………………184.13故障預(yù)防措施

………………………18小結(jié)…………………………191離心泵概論1.1離心泵的基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造是由六局部組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。圖1.1離心泵〔1〕葉輪是離心泵的核心局部，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過(guò)靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外外表要求光滑，以減少水流的摩擦損失?！?〕泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。〔3〕泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。〔4〕軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用牛油作為潤(rùn)滑劑加油要適當(dāng)一般為2/3～3/4的體積太多會(huì)發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動(dòng)軸承使用的是透明油作潤(rùn)滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂賤，太少軸承又要過(guò)熱燒壞造成事故！在水泵運(yùn)行過(guò)程中軸承的溫度最高在85度一般運(yùn)行在60度左右，如果高了就要查找原因〔是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水〕并及時(shí)處理！〔5〕密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過(guò)大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過(guò)小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。〔6〕填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也不讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運(yùn)行。所以在水泵的運(yùn)行巡回檢查過(guò)程中對(duì)填料函的檢查是特別要注意！在運(yùn)行600個(gè)小時(shí)左右就要對(duì)填料進(jìn)展更換。1.2離心泵的過(guò)流部件離心泵的過(guò)流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個(gè)局部。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過(guò)葉輪對(duì)液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：〔1〕徑流式葉輪〔離心式葉輪〕液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪?！?〕斜流式葉輪〔混流式葉輪〕液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪?！?〕軸流式葉輪液體流動(dòng)的方向與軸線平行的。葉輪按吸入的方式分為二類：〔1〕單吸葉輪〔即葉輪從一側(cè)吸入液體〕?！?〕雙吸葉輪〔即葉輪從兩側(cè)吸入液體〕。葉輪按蓋板形式分為三類：〔1〕封閉式葉輪。〔2〕敞開式葉輪?！?〕半開式葉輪。其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。1.3離心泵的工作原理離心泵的工作原理是：離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿水行成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心局部形成真空區(qū)域。水原的水在大氣壓力〔或水壓〕的作用下通過(guò)管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水。水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心局部形成真空區(qū)域。〔1〕葉輪被泵軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)位于葉片間的流體做功，流體受離心力的作用，由葉輪中心被拋向外圍當(dāng)流體到達(dá)葉輪外周時(shí)，流速非常高

〔2〕泵殼聚集從各葉片間被拋出的液體，這些液體在殼內(nèi)順著蝸殼形通道逐漸擴(kuò)大的方向流動(dòng)，使流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，減小能量損失所以泵殼的作用不僅在于聚集液體，它更是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置

〔3〕液體吸上原理：依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，迫使葉輪中心的液體以很高的速度被拋開，從而在葉輪中心形成低壓，低位槽中的液體因此被源源不斷地吸上

氣縛現(xiàn)象：如果在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體，那么啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度，這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上這一現(xiàn)象稱為氣縛〔通過(guò)第一章的一個(gè)例題加以類比說(shuō)明〕

為防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生，啟動(dòng)前要用外來(lái)的液體將泵殼內(nèi)空間灌滿這一步操作稱為灌泵為防止灌滲透泵殼內(nèi)的液體因重力流滲透低位槽內(nèi)，在泵吸入管路的入口處裝有止逆閥〔底閥〕；如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，那么啟動(dòng)時(shí)無(wú)需灌泵

〔4〕葉輪外周安裝導(dǎo)輪，使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率高導(dǎo)輪是位于葉輪外周的固定的帶葉片的環(huán)這此葉片的彎曲方向與葉輪葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼通道內(nèi)平穩(wěn)地改變方向，使能量損耗最小，動(dòng)壓能轉(zhuǎn)換為靜壓能的效率高

〔5〕后蓋板上的平衡孔消除軸向推力離開葉輪周邊的液體壓力已經(jīng)較高，有一局部會(huì)滲到葉輪后蓋板后側(cè)，而葉輪前側(cè)液體入口處為低壓，因而產(chǎn)生了將葉輪推向泵滲透口一側(cè)的軸向推力這容易引起葉輪與泵殼接觸處的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)平衡孔使一局部高壓液體泄露到低壓區(qū)，減輕葉輪前后的壓力差但由此也會(huì)此起泵效率的降低

〔6〕軸封裝置保證正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)在工作是泵軸旋轉(zhuǎn)而殼不動(dòng)，其間的環(huán)隙如果不加以密封或密封不好，那么外界的空氣會(huì)滲入葉輪中心的低壓區(qū)，使泵的流量、效率下降嚴(yán)重時(shí)流量為零——?dú)饪`通常，可以采用機(jī)械密封或填料密封來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與殼之間的密封1.4離心泵的性能曲線水泵的性能參數(shù)如流量Q揚(yáng)程H軸功率N轉(zhuǎn)速n效率η之間存在的一定的關(guān)系。他們之間的量值變化關(guān)系用曲線來(lái)表示，這種曲線就稱為水泵的性能曲線。水泵的性能參數(shù)之間的相互變化關(guān)系及相互制約性：首先以該水泵的額頂轉(zhuǎn)速為先決條件的。圖1.3水泵的性能曲線水泵性能曲線主要有三條曲線：流量—揚(yáng)程曲線，流量—功率曲線，流量—效率曲線。

A、流量—揚(yáng)程特性曲線它是離心泵的基本的性能曲線。比轉(zhuǎn)速小于80的離心泵具有上升和下降的特點(diǎn)〔既中間凸起，兩邊下彎〕，稱駝峰性能曲線。比轉(zhuǎn)速在80～150之間的離心泵具有平坦的性能曲線。比轉(zhuǎn)數(shù)在150以上的離心泵具有陡降性能曲線。一般的說(shuō)，當(dāng)流量小時(shí)，揚(yáng)程就高，隨著流量的增加揚(yáng)程就逐漸下降。

B、流量—功率曲線軸功率是隨著流量而增加的，當(dāng)流量Q=0時(shí)，相應(yīng)的軸功率并不等于零，而為一定值〔約正常運(yùn)行的60%左右〕。這個(gè)功率主要消耗于機(jī)械損失上。此時(shí)水泵里是充滿水的，如果長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致泵內(nèi)溫度不斷升高，泵殼，軸承會(huì)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)可能使泵體熱力變形，我們稱為“悶水頭〞，此時(shí)揚(yáng)程為最大值，當(dāng)出水閥逐漸翻開時(shí)，流量就會(huì)逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。C、流量—效率曲線它的曲線象山頭形狀，當(dāng)流量為零時(shí)，效率也等于零，隨著流量的增大，效率也逐漸的增加，但增加到一定數(shù)值之后效率就下降了，效率有一個(gè)最高值，在最高效率點(diǎn)附近，效率都對(duì)比高，這個(gè)區(qū)域稱為高效率區(qū)。2離心泵的應(yīng)用離心泵是各種水力機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種，是和我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)活動(dòng)聯(lián)系最嚴(yán)密的一種機(jī)械。2.1離心泵在給水排水及農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用水是生命之源，是人類賴以存在及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要根基物質(zhì)。以水為根基的給水排水工程、農(nóng)業(yè)工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的根基，每個(gè)國(guó)家都非常重視?！?〕水泵站與水泵在給水排水工程中，泵從水源取水，抽送至水廠，凈化后的清水由送水泵輸送到城市管網(wǎng)中去；對(duì)于城市的生活污水和工業(yè)廢水，經(jīng)排水管渠系統(tǒng)聚集后，也必須由排水泵將污水抽送到污水處理廠，經(jīng)處理后的污水再由另外排水泵(或用重力自流)排放入江河湖海中去，或者排入農(nóng)田作為灌溉之用。在污水處理廠內(nèi)，往往從沉淀池把新鮮污泥抽送到污泥消化池、從沉沙池中排除沉渣、從二次沉淀池中提送活性污泥等，都要用各種不同類型的泵來(lái)保證。在給水排水中用得最多的泵是大流量的離心泵?！?〕其它類型泵在給水排水工程中，除了用到常規(guī)的離心泵外，在地勢(shì)較低的場(chǎng)合排水，以及在干旱地區(qū)的地下水供應(yīng)等工程中，還用到一些特殊的離心泵。①深井離心泵圖2.1深井離心泵深井泵多用于埋深大于20m的井水中提水。這種泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或其它動(dòng)機(jī)機(jī)械都裝在地面上，因此需經(jīng)很長(zhǎng)的傳動(dòng)軸帶動(dòng)井下的葉輪旋轉(zhuǎn)，將井水提上來(lái)。這類泵實(shí)際上是一種立式單吸分段式多式離心泵。深井泵的井徑一般在100~500mm范圍內(nèi)，流量一般為8~900m/h揚(yáng)程一般為10~150m。其特點(diǎn)是葉輪均為多級(jí)，少者兩級(jí)，多采用半開式。選用時(shí)，井徑比泵型號(hào)中之?dāng)?shù)大50mm為好；使用時(shí)，葉輪均浸沒水中，無(wú)需引水。泵開車前，需加橡膠軸襯潤(rùn)滑水。對(duì)井水水位變化由較大的適應(yīng)性。深井泵用料多，價(jià)格貴，拆卸困難，對(duì)井的質(zhì)量要求較高。②潛水電泵圖2.2潛水電泵潛水電動(dòng)離心泵是將電動(dòng)機(jī)和離心泵組合在一起潛入水中工作的提水工具。其主要特點(diǎn)是機(jī)泵合一，不用長(zhǎng)的傳動(dòng)軸，體積小，質(zhì)量輕，電動(dòng)機(jī)和水泵均潛入水中，不須修建地面泵房，移動(dòng)方便，不用灌引水，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)。由于電動(dòng)機(jī)一般是用水來(lái)潤(rùn)和冷卻，維修費(fèi)用小，造價(jià)低，投資少，以逐步替代深井泵。2.2離心泵工程工程中的應(yīng)用〔1〕固體顆粒液體輸送在工業(yè)工程中，用液體來(lái)輸送固體顆粒的流體機(jī)械稱為固液兩相流泵，也稱雜質(zhì)泵。用的泥漿泵、電站除灰的灰渣泵和河道疏浚的挖泥泵等，以廣泛應(yīng)用與治金、石化、食品等工業(yè)和污水處理、港口河道疏浚等作業(yè)中。近10年來(lái)，礦山、能源工業(yè)中，固體物管道輸送技術(shù)迅速開展，雜質(zhì)泵的需求日趨增加。同時(shí)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，雜質(zhì)泵趨于向高壽命、高效率、多品種的方向開展。①旋流泵。旋流泵〔或稱渦流泵，即葉輪后縮式泵〕適合在要求無(wú)堵塞率最高的場(chǎng)合使用，如泵送食品〔完好的魚、水果、蔬菜等〕，而且日益普遍的用于泵送污水和其它固液混合物。②吊泵。吊泵是立式多級(jí)分段式離心泵。主要用于立井井筒掘進(jìn)是吸排含有少量泥沙及小顆粒的渾水，也可作為被淹沒礦井的排水之用，是煤炭、治金、礦山和國(guó)防地下工程常用的排水設(shè)備。③立式無(wú)軸封離心式砂泵。立式無(wú)軸封離心式砂泵是一種高效、低耗、節(jié)能的新型雜質(zhì)泵，它突破了國(guó)內(nèi)目前雜質(zhì)泵的構(gòu)造形式，主要用于輸送含有固體懸浮顆粒的兩相流體，如精礦、尾礦、砂礫等固液混合料漿，對(duì)輸送有泡沫狀的料漿效果更佳?！?〕離心泵在石油及化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用①石油工業(yè)中的離心泵電動(dòng)潛油離心泵是應(yīng)用較廣泛的一種無(wú)桿抽油設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)和離心泵一起下到井下與油管相連，電動(dòng)機(jī)通過(guò)電纜與地面電源連接，它的井下機(jī)組由多級(jí)離心泵、保護(hù)器和潛油電動(dòng)機(jī)組成。電動(dòng)潛油離心泵特別適用于油田注水開發(fā)中、后期時(shí)油井的大排量抽油。②石油化工和化工流程用離心泵在石油化工和化學(xué)工業(yè)流程中，離心泵是最常用的流體機(jī)械a)高速離心泵。高速離心泵由于具有單級(jí)揚(yáng)程高、構(gòu)造緊湊、維護(hù)方便、可靠性好及適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。高速離心泵的高轉(zhuǎn)速一般是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)增速機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的潤(rùn)滑和監(jiān)控系統(tǒng)。由于采用了誘導(dǎo)輪技術(shù)使得高速離心泵具有比多級(jí)離心泵更高的抗空化性能，最高的抗空化性能，最高的空話比轉(zhuǎn)速可以到達(dá)5000以上。因此高速離心泵取代多級(jí)離心泵已為離心泵開展的一個(gè)重要趨勢(shì)。b)大功率離心泵。隨著煉油能力和化工生產(chǎn)規(guī)模的加大，大流量和高壓力離心泵的需要量就會(huì)增加，即所需離心泵的功率將很大。c)低空化余量離心泵。石化，化工等裝置中，對(duì)有些離心泵要求抗空化性能好、空化余量低。所以在當(dāng)今社會(huì)化工開展中，低空化余量離心泵也必不可少。d〕高入口壓力離心泵。在石油化工裝置中，需要入口壓力較高的高速離心泵，才能滿足生產(chǎn)工藝的要求。不過(guò)高入口壓力離心泵必須要解決機(jī)械密封可靠性和軸向力平衡問(wèn)題等。除以上幾種化工中經(jīng)常用到的離心泵外，還由高溫離心泵、低溫離心泵、無(wú)泄露離心泵和耐強(qiáng)腐蝕離心泵。2.3離心泵在航空航天和航海工程中的應(yīng)用空間科學(xué)技術(shù)包括大氣層以內(nèi)的航空科技和大氣層以外的航天科技，是當(dāng)代高技術(shù)的重要技術(shù)之一，是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)開展水平的重要標(biāo)志，它強(qiáng)有力地帶動(dòng)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)開展。隨著國(guó)際間和地區(qū)間的科技合作和文化交流的不斷深入，現(xiàn)代交通和運(yùn)輸系統(tǒng)越來(lái)越顯示出它的重要性。海上交通運(yùn)輸是目前三大交通和運(yùn)輸形式之一。同時(shí)由于地球外表2/3由海洋覆蓋，海洋不但是自然資源的寶庫(kù)，而且調(diào)節(jié)陸地的氣候與環(huán)境，因此航海工程也是進(jìn)展海洋科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的重要手段。〔1〕航空工程用離心泵離心泵在飛機(jī)的裝備和地面后勤系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。例如，為保證飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的潤(rùn)滑系統(tǒng)中的潤(rùn)滑泵及冷卻水泵，飛機(jī)在地面注油用的加油泵和注水用的注水泵，以及飛機(jī)飲用水系統(tǒng)中用到的循環(huán)水泵等?！?〕航天工程用離心泵①液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵航天飛機(jī)、宇宙飛船和空間站是進(jìn)展空間科學(xué)研究的重要工具，它們要靠遠(yuǎn)程大推力運(yùn)載火箭在發(fā)射裝置上進(jìn)展發(fā)射并將之送入預(yù)定軌道。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是運(yùn)載火箭的動(dòng)力，決定著運(yùn)載火箭的推力，即決定裝載載荷的質(zhì)量，而渦輪泵推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)〔以下簡(jiǎn)稱渦輪泵〕那么是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力局部，是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。渦輪泵主要由推進(jìn)劑離心泵〔氧化劑泵和燃料泵〕、渦輪、渦輪的動(dòng)力源、傳動(dòng)局部(需要時(shí))及輔助系統(tǒng)所組成。②其它離心泵在航天工程中應(yīng)用的其它離心泵主要是在地面試驗(yàn)裝置、發(fā)射裝置及測(cè)試控制系統(tǒng)中應(yīng)用。如液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)時(shí)要用離心泵對(duì)渦輪泵系統(tǒng)進(jìn)展加壓試驗(yàn)液體運(yùn)載火箭發(fā)射前的推進(jìn)劑加注時(shí)要采用離心泵將各種所需要的推進(jìn)劑從貯罐加壓輸送到每一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的貯箱等。〔3〕航海工程用離心泵①船舶動(dòng)力中的離心泵以柴油作為主要燃料的柴油機(jī)動(dòng)力裝置是目前使用較為廣泛的且具有較高經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)力離心泵推進(jìn)裝置。柴油機(jī)裝置就用到許多離心泵。例如，在燃油燃燒系統(tǒng)中有輸油泵，在滑油系統(tǒng)中有滑油泵、汽輪機(jī)油循環(huán)泵、冷卻系統(tǒng)中有淡水泵和海水泵。同樣，以鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作為動(dòng)力源的蒸汽動(dòng)力裝置，以燃料燃燒產(chǎn)生的燃?xì)庾鳛閯?dòng)力的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置也用到許多離心泵，如蒸汽動(dòng)力裝置中的鍋爐給水泵泵、凝水泵、循環(huán)水泵、鍋爐燃油泵。②船舶系統(tǒng)和船舶設(shè)備中的離心泵這類機(jī)械用來(lái)保證船舶運(yùn)營(yíng)和為船上人員的生活需要服務(wù)。例如船艙系統(tǒng)中的壓載水泵和船底水泵，生活用水系統(tǒng)中的水泵和熱水循環(huán)泵，消防系統(tǒng)中的救火泵，船舶油水別離裝置中的油污水泵，污水處理裝置中的用于輸送污渣和沖洗水的污渣泵和循環(huán)水泵，真空蒸發(fā)造水裝置中的淡水冷卻泵、海水泵、凝水泵、排污泵。2.4離心泵在能源工程中的應(yīng)用〔1〕水電站①供排水系統(tǒng)水電站供水主要用于；1〕水輪發(fā)電機(jī)組、水冷變壓器和水冷空壓機(jī)等的冷卻；2〕水輪機(jī)導(dǎo)軸承等的潤(rùn)滑；3〕射流泵等的操作。用于水電站供排水系統(tǒng)的水泵由臥式離心泵、立式深井泵和潛水泵。離心泵適用于各種類型電站，但由于吸出高度限制，安裝位置低，需要考慮防潮和防淹等問(wèn)題。深井泵不僅在滲漏排水中表現(xiàn)出色，也廣泛用于檢修排水。潛水泵雖效率高、安裝靈活，但造價(jià)高，密封要求嚴(yán)格。②抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)隨著現(xiàn)代電力的開展，電力系統(tǒng)的發(fā)電量不斷增大，但電網(wǎng)的峰谷差越來(lái)越大，這些巨型熱電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力又很差，抽水蓄能電站便應(yīng)運(yùn)而生了?？赡媸剿盟啓C(jī)將水泵和水輪機(jī)合二為一，構(gòu)造上主要仿照離心泵葉輪設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)輪，配以改善水流的活動(dòng)導(dǎo)葉綜合而成。電機(jī)可以兩種方式運(yùn)行；或作為電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)水泵；或以相反方向旋轉(zhuǎn)，由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)做為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。因之機(jī)組尺寸小、設(shè)備投資低?！?〕火電站火電站是將煤、石油、天然氣或其它化石燃料產(chǎn)生的熱能量最終轉(zhuǎn)化為電能的工廠，火力發(fā)電是對(duì)比重要的發(fā)電形式，它的發(fā)電量占我國(guó)發(fā)電總量的70%左右。火力發(fā)電廠應(yīng)用的離心泵有凝結(jié)水泵、增壓泵、給水泵、疏水泵、補(bǔ)給水泵、生水泵、灰渣泵和沖灰水泵等，這些泵的制造技術(shù)均對(duì)比復(fù)雜。①鍋爐給水泵鍋爐給水泵是從除氧器水箱中吸水并一很高的壓力向鍋爐輸送給高溫給水的設(shè)備，是電廠重要的鋪助泵。給水泵假設(shè)發(fā)生事故，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐燒干等惡性事故，故其可靠性要求較高。泵的出口壓力很高，故多采用多級(jí)離心泵。泵的整體構(gòu)造一般為分段式，其揚(yáng)程可達(dá)1100m，流量可達(dá)274m/h，,液體溫度可達(dá)160c，泵體承壓12Mpa,轉(zhuǎn)速為3600r/min.近代大型超高壓機(jī)組常采用圓筒型雙層殼體。②凝結(jié)水泵凝結(jié)水泵的作用是將凝結(jié)器熱井中25~35c的凝結(jié)水抽出，經(jīng)低壓加熱器送至除氧器。工作條件較惡劣，須保持水泵完全密封。泵的入口處在真空狀態(tài)，極易導(dǎo)致水氣化，故其抗空化性能要求較高，所以泵的轉(zhuǎn)速不易過(guò)高，且需在入口前加誘導(dǎo)輪或采用雙吸式首級(jí)葉輪。a)爐水循環(huán)離心泵立式爐水循環(huán)離心泵，一般揚(yáng)程可達(dá)80m，流量可達(dá)2000m/H,液體溫度可達(dá)345c，泵體承壓16Mpa,轉(zhuǎn)速為3600R/min.可用于大型鍋爐爐水的強(qiáng)迫循環(huán)。b)前置增壓泵為了防止鍋爐給水泵的空化，在給水泵前面裝置一臺(tái)增壓泵，其一般揚(yáng)程可達(dá)400m，流量可達(dá)6120m/h,液體溫度可達(dá)220c,泵體承壓5Mpa，轉(zhuǎn)速為1800r/min.c)循環(huán)水泵汽輪機(jī)的凝汽器、冷油器、發(fā)電機(jī)冷器都依靠循環(huán)水泵供應(yīng)冷卻水。循環(huán)水泵的工作特點(diǎn)是低揚(yáng)程、大流量、故中小機(jī)組多采用單級(jí)雙吸橫軸離心泵，揚(yáng)程可達(dá)180m，流量可達(dá)10000m/h,液體溫度可達(dá)160C.(3)核電站核電站是利用一座或假設(shè)干座反響堆中核燃料裂變產(chǎn)生的熱量發(fā)電的動(dòng)力設(shè)施，是核能的一種和平利用方式，也是一種較為理想的發(fā)電形式。與一般火電站相比，投資高出兩倍多，但運(yùn)行費(fèi)用約1/5或更少。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的估計(jì)，到2000年核電站的發(fā)電量將占世界發(fā)電總量的20%。我國(guó)以建成了秦山核電站和大亞灣核電站，均為壓水堆型，其中泰山核電站是我國(guó)自行開發(fā)和設(shè)計(jì)的第一核電站。核電站的安全注射系統(tǒng)是為了在一回路冷卻劑主管道發(fā)生不大可能的雙端管道斷裂事故時(shí)，能保證堆芯的冷卻，并防止燃料包殼熔化。停堆冷卻系統(tǒng)的主要作用是在停堆后帶走堆芯內(nèi)產(chǎn)生的哀變熱。當(dāng)發(fā)生中小等級(jí)的失水事故是，安全注射系統(tǒng)工作；失水較嚴(yán)重時(shí)，停堆冷卻系統(tǒng)也開場(chǎng)起動(dòng)。具體說(shuō)來(lái)，在反響堆事故停堆后，發(fā)出安全注射信號(hào)，安全注射系統(tǒng)的高壓安注泵迅速起動(dòng)，從高位換料水箱吸水〔含硼酸〕，注入堆芯吸熱。如果必要的話，安注系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，即安全殼噴淋系統(tǒng)中的安全噴淋泵也開場(chǎng)執(zhí)行安全殼的噴淋冷卻任務(wù)，假設(shè)高壓安注系統(tǒng)仍不能保持壓力時(shí)，停堆冷卻系統(tǒng)的余熱導(dǎo)出泵也承受負(fù)荷，換料水箱的水位降低到低液位時(shí)，改為從安全殼集水坑內(nèi)吸水，形成再循環(huán)狀態(tài)。化學(xué)和容積控制系統(tǒng)中的離心式上充泵也可作為高壓注水泵用。3離心泵的拆卸3.1離心泵的構(gòu)造圖我們大家都知道離心泵的基本構(gòu)造是由六局部組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。我們只有對(duì)離心泵的構(gòu)造很熟悉我們才會(huì)對(duì)它的拆裝很精通。下面我就分析下離心泵的基本構(gòu)造，以以下列圖是離心泵的基本構(gòu)造圖：圖3.1離心泵的構(gòu)造圖密封環(huán)②葉輪③填料函④泵體⑤泵軸⑥中間支架3.2離心泵拆卸的一般步驟擰下懸架體上的放油螺塞，放盡潤(rùn)滑油，移開電機(jī)。松開泵體和軸承體的連接螺栓，將葉輪、軸封體、軸承體與泵體別離。松開葉輪螺母，取出葉輪和平件鍵。取出軸封體和密封局部，將機(jī)械密封的靜環(huán)取出，填料密封的卸下填料蓋取出填料即可。從軸上取下機(jī)械密封的傳動(dòng)局部和軸套，填料密封的取下軸套即可。拆下軸承壓蓋、甩水橡膠圈，泵軸及軸承。3.3泵的拆卸順序(1)擰下吐出側(cè)軸承端蓋上的螺栓和出水段、尾蓋、軸承體三個(gè)部件之間的聯(lián)接螺栓，卸下軸承端蓋、軸承體等軸承部件；

(2)擰下軸上圓螺母并依次卸下軸承內(nèi)圈、軸承壓蓋和擋圈后，卸下填料體〔包括填料壓蓋、填料環(huán)、填料等在內(nèi)〕；

(3)依次卸下軸上的O形密封圈、軸套、平衡盤和鍵后，卸下出水段、末導(dǎo)葉、平衡環(huán)套等；

(4)卸下末級(jí)葉輪和鍵后，卸下中段、導(dǎo)葉；按此依次卸下各級(jí)葉輪、中段和導(dǎo)葉，直到卸下前級(jí)葉輪為止；

(5)卸下泵聯(lián)軸器后，擰下進(jìn)水段和軸承體的聯(lián)接螺母和軸承壓蓋上的螺栓后，卸下進(jìn)水段側(cè)軸承部件；

(6)將軸從進(jìn)水段中抽出，擰下軸上固定螺母，依次將軸承內(nèi)圈、O形密封圈、軸套等卸下；

(7)采用滑動(dòng)軸承的泵，其拆卸順序基本一樣，僅在拆卸軸承部件進(jìn)略有不同。3.4泵拆卸進(jìn)應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)按停車順序停車；(2)泵殼內(nèi)液體〔包括冷卻水〕應(yīng)放掉；軸承部件是稀油滑潤(rùn)時(shí)，應(yīng)放掉潤(rùn)滑油；

(3)拆去阻礙拆卸的附屬管路，如平衡管、水封管等管路和引線；

(4)拆卸應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)零件的制造精度不受損傷，拆卸穿桿的同時(shí)應(yīng)將各中段用墊塊墊起，以免各中段止口松動(dòng)下沉將軸壓彎。3.5泵的裝配

泵的裝配順序一般按拆卸順序相反方向進(jìn)展。裝配質(zhì)量好壞直接影響能否正常運(yùn)行，并影響泵的使用壽命和性能參數(shù)。裝配時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1〕應(yīng)保護(hù)好零件的加工精度和外表粗糙度，不允許有碰傷、劃傷等現(xiàn)象，作密封用的二硫二鉬要干凈，緊固螺釘和螺栓應(yīng)受力均勻；

〔2〕葉輪出口流道與導(dǎo)葉進(jìn)口流道的對(duì)中性是依各零件的軸向尺寸來(lái)保證，流道對(duì)中性的好壞直接影響泵的性能，故泵的尺寸不能隨意調(diào)整；

〔3)泵裝配完畢后，在未裝填料前，用手轉(zhuǎn)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)子在泵中是否靈活，軸向竄動(dòng)量是否達(dá)規(guī)定要求；

〔4)檢查合格后壓入填料，并注意填料環(huán)在填料腔的相對(duì)位置。4常見故障原因分析及處理4.1泵不能啟動(dòng)或啟動(dòng)負(fù)荷大

原因及處理方法如下：

(1)原動(dòng)機(jī)或電源不正常。處理方法是檢查電源和原動(dòng)機(jī)情況。

(2)泵卡住。處理方法是用手盤動(dòng)聯(lián)軸器檢查，必要時(shí)解體檢查，消除動(dòng)靜局部故障。

(3)填料壓得太緊。處理方法是放松填料。

(4)排出閥未關(guān)。處理方法是關(guān)閉排出閥，重新啟動(dòng)。

(5)平衡管不通暢。處理方法是疏通平衡管。

4.2泵不排液

原因及處理方法如下：

(1)灌泵缺乏〔或泵內(nèi)氣體未排完〕。處理方法是重新灌泵。

(2)泵轉(zhuǎn)向不對(duì)。處理方法是檢查旋轉(zhuǎn)方向。

(3)泵轉(zhuǎn)速太低。處理方法是檢查轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)速。

(4)濾網(wǎng)堵塞，底閥不靈。處理方法是檢查濾網(wǎng)，消除雜物。

(5)吸上高度太高，或吸液槽出現(xiàn)真空。處理方法是減低吸上高度；檢查吸液槽壓力。

4.3泵排液后中斷

原因及處理方法如下：

(1)吸入管路漏氣。處理方法是檢查吸入側(cè)管道連接處及填料函密封情況。

(2)灌泵時(shí)吸入側(cè)氣體未排完。處理方法是要求重新灌泵。

(3)吸入側(cè)突然被異物堵住。處理方法是停泵處理異物。

(4)吸入大量氣體。處理方法是檢查吸入口有否旋渦，淹沒深度是否太淺。

4.4流量缺乏

原因及處理方法如下：

(1)同2.2，2.3。處理方法是采取相應(yīng)措施。

(2)系統(tǒng)靜揚(yáng)程增加。處理方法是檢查液體高度和系統(tǒng)壓力。

(3)阻力損失增加。處理方法是檢查管路及止逆閥等障礙。

(4)殼體和葉輪耐磨環(huán)磨損過(guò)大。處理方法是更換或修理耐磨環(huán)及葉輪。

(5)其他部位漏液。處理方法是檢查軸封等部位。

(6)泵葉輪堵塞、磨損、腐蝕。處理方法是清洗、檢查、調(diào)換。

4.5揚(yáng)程不夠

原因及處理方法如下：

(1)同2.2的(1)，(2)，(3)，(4)，2.3的(1)，2.4的(6)。處理方法是采取相應(yīng)措施。

(2)葉輪裝反〔雙吸輪〕。處理方法是檢查葉輪。

(3)液體密度、粘度與設(shè)計(jì)條件不符。處理方法是檢查液體的物理性質(zhì)。

(4)操作時(shí)流量太大。處理方法是減少流量。

4.6運(yùn)行中功耗大

原因及處理方法如下：

(1)葉輪與耐磨環(huán)、葉輪與殼有磨檫。處理方法是檢查并修理。

(2)同2.5的(4)項(xiàng)。處理方法是減少流量。

(3)液體密度增加。處理方法是檢查液體密度。

(4)填料壓得太緊或干磨擦。處理方法是放松填料，檢查水封管。

(5)軸承損壞。處理方法是檢查修理或更換軸承。

(6)轉(zhuǎn)速過(guò)高。處理方法是檢查驅(qū)動(dòng)機(jī)和電源。

(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。

(8)軸向力平衡裝置失敗。處理方法是檢查平衡孔，回水管是否堵塞。

(9)聯(lián)軸器對(duì)中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對(duì)中情況和調(diào)整軸向間隙。

4.7泵振動(dòng)或異常聲響

原因及處理方法如下：

(1)同2.3的(4)，2.6的(5)，(7)，(9)項(xiàng)。處理方法是采取相應(yīng)措施。

(2)振動(dòng)頻率為0~40%工作轉(zhuǎn)速。過(guò)大的軸承間隙，軸瓦松動(dòng)，油內(nèi)有雜質(zhì)，油質(zhì)(粘度、溫度)不良，因空氣或工藝液體使油起泡，潤(rùn)滑不良，軸承損壞。處理方法是檢查后，采取相應(yīng)措施，如調(diào)整軸承間隙，去除油中雜質(zhì)，更換新油。

(3)振動(dòng)頻率為60%~100%工作轉(zhuǎn)速。有關(guān)軸承問(wèn)題同(2)，或者是密封間隙過(guò)大，護(hù)圈松動(dòng)，密封磨損。處理方法是檢查、調(diào)整或更換密封。

(4)振動(dòng)頻率為2倍工作轉(zhuǎn)速。不對(duì)中，聯(lián)軸器松動(dòng)，密封裝置摩擦，殼體變形，軸承損壞，支承共振，推力軸承損壞，軸彎曲，不良的配合。處理方法是檢查，采取相應(yīng)措施，修理、調(diào)整或更換。

(5)振動(dòng)頻率為n倍工作轉(zhuǎn)速。壓力脈動(dòng)，不對(duì)中心，殼體變形，密封摩擦，支座或根基共振，管路、機(jī)器共振，處理方法是同(4)，加固根基或管路。

(6)振動(dòng)頻率非常高。軸磨擦，密封、軸承、不精細(xì)、軸承抖動(dòng)，不良的收縮配合等。處理方法同(4)。

4.8軸承發(fā)熱

原因及處理方法如下：

(1)軸承瓦塊刮研不合要求。處理方法是重新修理軸承瓦塊或更換。

(2)軸承間隙過(guò)小。處理方法是重新調(diào)整軸承間隙或刮研。

(3)潤(rùn)滑油量缺乏，油質(zhì)不良。處理方法是增加油量或更換潤(rùn)滑油。

(4)軸承裝配不良。處理方法是按要求檢查軸承裝配情況，消除不合要求因素。

(5)冷卻水?dāng)嗦?。處理方法是檢查、修理。

(6)軸承磨損或松動(dòng)。處理方法是修理軸承或報(bào)廢。假設(shè)松協(xié)，復(fù)緊有關(guān)螺栓。

(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。

(8)甩油環(huán)變形，甩油環(huán)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，帶不上油。處理方法是更新甩油環(huán)。

(9)聯(lián)軸器對(duì)中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對(duì)中情況和調(diào)整軸向間隙。

4.9軸封發(fā)熱

原因及處理方法如下：

(1)填料壓得太緊或磨擦。處理方法是放松填料，檢查水封管。

(2)水封圈與水封管錯(cuò)位。處理方法是重新檢查對(duì)準(zhǔn)。

(3)沖洗、冷卻不良。處理方法是檢查沖洗冷卻循環(huán)管。

(4)機(jī)械密封有故障。處理方法是檢查機(jī)械密封。

4.10轉(zhuǎn)子竄動(dòng)大

原因及處理方法如下：

(1)操作不當(dāng)，運(yùn)行工況遠(yuǎn)離泵的設(shè)計(jì)工況。處理方法：嚴(yán)格操作，使泵始終在設(shè)計(jì)工況附近運(yùn)行。

(2)平衡不通暢。處理方法是疏通平衡管。

(3)平衡盤及平衡盤座材質(zhì)不合要求。處理方法是更換材質(zhì)符合要求的平衡盤及平衡盤座。

4.11發(fā)生水擊

原因及處理方法如下：

(1)由于突然停電，造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)，出現(xiàn)排出系統(tǒng)負(fù)壓，溶于液體中的氣泡逸出使泵或管道內(nèi)存在氣體。處理方法是將氣體排凈。

(2)高壓液柱由于突然停電迅猛倒灌，沖擊在泵出口單向閥閥板上。處理方法是對(duì)泵的不合理排出系統(tǒng)的管道、管道附件的布置進(jìn)展改造。

(3)出口管道的閥門關(guān)閉過(guò)快。處理方法是慢慢關(guān)閉閥門。

4.12機(jī)械密封的損壞(1)機(jī)械密封的構(gòu)造機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)軸用的接觸式動(dòng)密封,它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下,兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面緊貼著相對(duì)旋轉(zhuǎn),從而到達(dá)密封的要求。通用離心泵機(jī)械密封種類繁多,型號(hào)各異,但它們的泄漏點(diǎn)基本上都表現(xiàn)在6處:①動(dòng)、靜環(huán)端面處;②靜環(huán)與靜環(huán)盒的輔助密封處;③動(dòng)環(huán)與軸套的輔助密封處;④靜環(huán)盒與密封泵體之間的密封處;⑤軸套與泵軸之間的密封處;⑥動(dòng)環(huán)鑲嵌構(gòu)造配合處。其主要構(gòu)造如圖4.12所示。圖4.1機(jī)械密封構(gòu)造示意圖1、軸套2、密封墊3、彈簧座4、彈簧5、推環(huán)6、動(dòng)環(huán)O形環(huán)7、擋環(huán)8、動(dòng)環(huán)9、靜環(huán)O形環(huán)10、靜環(huán)11、密封填料12、防轉(zhuǎn)銷13、靜環(huán)座14、靜環(huán)座密封墊15、鎖緊螺釘16、泵軸〔2〕機(jī)械密封的故障表現(xiàn)

①密封端