化工設備機械基礎(化機)泵新.ppt

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主講人：張永強,內科大化學化工學院化工教研室,泵與風機,一、序言,1.1泵與風機在各行各業(yè)均有廣泛的應用,表現(xiàn)為：應用領域越來越廣，如采礦、冶金、電力、石油、化工、市政、建筑以及農林等部門。特點為：形式越來越多、角色越來越重要、規(guī)模與投資越來越大、功能分類愈分愈細、耗能比例越來越大。,1.2泵與風機在化工專業(yè)的作用與地位,⑴在化工專業(yè)的各類系統(tǒng)中，起“心臟”作用。⑵作為機電設備，“維修”、“維護”量很大，顯得它們非常重要。⑶能耗很大，從這個方面講也是重點管理對象。,1.3泵的發(fā)展趨勢,1.3.1大型化、大容量化,在40年前，5萬千瓦的發(fā)電機組被看做是一個重大的技術成就，而今天它只能用來驅動一臺130萬千瓦大型汽輪發(fā)電機組的給水泵。目前，世界上巨型軸流泵的葉輪直徑已達7米，潛水泵直徑已達1米，用于城市及工業(yè)企業(yè)給水工程中的雙吸離心泵的功率已達5500千瓦。,1.3.2高揚程化、高速化,目前，水泵的單揚程已打破了10兆帕的記錄。要進一步實現(xiàn)高揚程化，勢必要提高泵的轉速。,1.3.3系列化、通用化、標準化,“三化”，是現(xiàn)代化工業(yè)化生產工藝的必然要求。1975年，國際標準化協(xié)會制訂了額定壓力為0.72兆帕的單級離心泵的主要尺寸及規(guī)格參數(shù)（ISO2858－1975E）。我國自1958年以來，在統(tǒng)一型號、系列分類、定型尺寸等方面也做了不少工作。目前“三化”的程度在不斷提高。1.3.4不斷提高常規(guī)產品的質量和水平，大力發(fā)展高速、高溫、高壓、高效率以及大容量的各類特殊產品。,1.4風機的發(fā)展趨勢,1、系列化、通用化、標準化2、高效、節(jié)能、降噪、自控比如，用于室內空調的“靜音”風機、用于流量控制的“調速”風機等。3、多樣化，滿足特殊需求比如，“抗磨損”、“抗酸堿”、“耐高溫”等。,第一章離心式泵與風機的理論基礎第一節(jié)泵與風機的分類,一、泵的定義與分類1、泵的定義：是輸送和提升液體的機器。它把原動機的機械能轉化為被輸送液體的能量，使液體獲得動能或勢能。2、泵的分類（按工作原理分）（1）、葉片式水泵：它對液體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉而完成的，如離心泵、軸流泵、混流泵等。,,（2）、容積式水泵：它對液體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來完成的，如活塞式往復泵、柱塞式往復泵、轉子泵等。（3）、其它類型水泵：螺旋泵、射流泵、氣升泵等。二、風機的定義與分類1、風機的定義：是壓送和抽吸氣體的機器。它把原動機的機械能轉化為被輸送氣體的能量，使氣體獲得動能或勢能。風機有通風機和鼓風機，與壓縮機略有區(qū)別。全壓P3.5105Pa為壓縮機。,2、風機的分類（與水泵的分類基本一致）（1）、葉片式：如離心風機、軸流風機、貫流風機等。（2）、容積式：羅茨風機等。三、泵與風機總型譜圖1、泵的總型譜圖由圖可見，目前定型生產的各類葉片式水泵的使用范圍是相當廣泛的，而其中離心泵、軸流泵、混流泵和往復泵等的使用范圍各具有不同的性能。往復泵的使用范圍側重于高揚程小流量。軸流泵和混流泵的使用范圍側重于低揚程大流量。而離心泵的使用范圍介乎于兩者之間，工作區(qū)間最廣，產品的品種、系列和規(guī)格也最多。,2、結論以一般的化工流體輸送來說，就其揚程和流量范圍，大量采用離心泵和軸流泵。風機的使用情況也大致一樣。所以，本課主要介紹離心式泵與風機。,第二節(jié)泵與風機的工作原理與性能參數(shù),一、泵與風機的構造,一套完整的流體輸送設備包括離心泵、聯(lián)軸器、電動機離心泵主要部件有：葉輪、泵殼、軸封。軸封：指泵軸與泵殼之間的密封,防泄露.軸封裝置有：填料密封、機械密封、磁密封填料密封:由與泵殼連在一起的填料函、填料及填料壓蓋等組成。填料一般用浸油或涂有石墨的石棉繩。將繩纏繞在泵軸上，蓋好填料壓蓋，并擰緊螺釘，即可達到密封的目的。填料密封的結構簡單，但維修工作量大，功率消耗也較大，且有一定的泄漏，故不宜于輸送易燃、易爆或有毒液體。,機械密封:主要的密封元件是裝在軸上的動環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)。動環(huán)隨軸轉動，靜環(huán)不動。泵運轉時兩環(huán)端面作相對運動，同時又互相貼緊，防止液體滲漏從而達到密封的目的。機械密封的密封性能好，結構緊湊，功率消耗少，使用壽命長。與填料密封相比，其成本較高，維修也較麻煩。機械密封被廣泛用于輸送高溫、高壓、有毒或腐蝕性液體的泵中。磁密封,二、泵與風機的工作原理葉輪聯(lián)接在軸上，原動機通過軸帶動葉輪旋轉，葉片間的氣體也隨著葉輪旋轉。氣體獲得的離心力使其從葉片間的出口處（外緣）甩出，而擠入機殼。于是機殼內的氣體壓強增高，氣體被從導向出口排出。氣體被甩出后，葉輪中心部分的氣體壓強降低，吸入口處的氣體得以進入葉輪前盤。如是，風機源源不斷地輸送氣體。三、泵的基本性能參數(shù)由6個性能參數(shù)表示：⑴、流量；⑵、揚程；⑶、軸功率；⑷、效率；⑸、轉速；⑹、允許吸上真空高度。如國內生產的12Sh－28A型單級雙吸式離心泵，其銘牌及符號數(shù)字意義如下：,離心式清水泵型號：12Sh－28A轉數(shù)：1450r/min揚程：10m效率：78％流量：684m3/h軸功率：28kW允許吸上真空高度：4.5m重量：660kg,一、離心式泵的類型泵的分類：,第二章離心式泵與風機的構造、正常運行及安裝第一節(jié)離心式泵的構造特點,1、單吸單級泵：最常遇見的離心式泵是單吸單級泵。此泵所能夠提供的流量范圍約為4.5～300m3/h，揚程約為8～150m。如圖為典型的單級單吸離心泵的結構圖。這種泵的泵軸水平地支撐在托架7內的軸承9上，泵軸6的一端懸出為懸臂端，端部裝有葉輪2；10位填料密封機構，其作用主要在于減少泵內高壓液體的外泄及空氣的滲入。葉輪上一端開有平衡孔，以平衡軸向推力。這種泵的結構簡單，工作可靠，部件較少，也易于加工。,如圖為IS、IH單級單吸離心泵的外觀圖。適用范圍：適用于工業(yè)和城市給水、排水，亦可用于農業(yè)排灌。亦可用于船舶作海水或淡水用的冷卻泵、衛(wèi)生泵、消防泵等。供輸送清水或物理化學性質類似清水的其他液體之用，溫度不高于80℃。,如圖為的LQRY系列熱油泵外觀圖。該泵在我國載熱體加熱系統(tǒng)中得到廣泛的使用，已經進入石油、化工、橡膠、塑料、制藥、紡織、印染、筑路、食品等各個工業(yè)領域，主要用于輸送不含固體顆粒的弱腐性高溫液體，使用溫度≤370℃，是一種理想的熱油循環(huán)泵。,如圖為FP型增強聚丙烯離心泵、FS型工程塑料離心泵系列泵的外觀圖。該泵系單吸懸臂式離心泵，該泵系將泵葉輪直接安裝特制的加長電機軸上，泵體與電機外殼相固定成為沒有托架和軸承的直聯(lián)式結構，減小了零件數(shù)量和整機的重量。輸送不含固體顆粒的清水，被輸送的介質溫度不得超過80C，是農業(yè)、工業(yè)和城鄉(xiāng)建設給水、排水的理想機具。,2、雙吸單級泵：另一種廣泛應用的離心式泵是雙吸單級泵。如圖為LSBA型軸開式雙吸臥式離心泵的外觀圖。該泵適用于輸送溫度不超過80℃的清水和類似于清水的液體。最高工作壓力為1.6MPa。本泵共有22個品種，30個規(guī)格。其性能參數(shù)范圍，流量：Q=155-1550m3/h；揚程：H=2.3～160m；轉速：n=1450、2900rpm；功率：P=55～200kw；吸入口直徑：200～500mm；吐出口直徑：100～300mm。,型號說明：LSBA350－250－345A，A：表示葉輪編號A；345：表示葉輪名義直徑D2=345mm；250：表示泵吐出口直徑250mm；350：表示泵吸入口直徑350mm；SBA：表示軸開式及應用于空調的泵型號；L：表示上海蓮盛泵業(yè)制造有限公司生產的“LIANSHENG”水泵。,右上圖為SH系列單級雙吸泵，右下圖為SA型單級雙吸中開式離心泵。雙吸單級泵，實際上等于兩個相同的葉輪背靠背地同裝在一根轉軸上并聯(lián)工作。液體是從兩側軸向地流入兩個葉輪，然后轉為徑向進入葉片間的流道，最后在機殼內匯合流向出口。這種泵的流量較大，能自動平衡軸向推力。,3、多級泵：分段式多級泵具有較高的揚程。這類泵在結構上是將幾個葉輪裝在同一根轉軸上，每個葉輪叫做一級，一臺泵可以有兩級到十余級。每級葉輪之間設有固定的導葉。流體進入第一級葉輪加壓后，經導葉依次進入第二級、第三級葉輪。第一級一般為單吸式，但也可以制成雙吸式的。為了平衡軸向推力，泵內通常裝有平衡盤。我國生產的分段式多級泵，中壓的流量在5—720m3/h之間，揚程約為100—650m。高壓多級泵的揚程可達2800m左右。多級泵通常用于高揚程提升流體和鍋爐給水。下圖依次為D型單吸多級離心清水泵、ZDY型多級離心泵、輕型立式多級離心泵。,4、幾種泵介紹：①PBG型屏蔽式管道泵，吸收了國際上屏蔽泵設計及制造的先進技術，將電機的屏蔽技術應用于流體輸送領域，為適應國內市場需求而最新推出的系列化新產品。②襯氟塑料離心泵，耐腐蝕泵的理想先擇，該泵是按照國家標準并結合非金屬泵的加工工藝設計生產。泵體采用金屬外殼內襯聚全氟乙丙烯（F46），泵蓋、葉輪和軸套均采用金屬嵌件外包氟塑料燒結壓制成型，軸封采用外裝式波紋管機械密封，靜環(huán)選用99.9%氧化句號陶瓷或氮化硅，動環(huán)采用四氟填充材料，進出口均采用鑄鋼體加固在。實際使用顯示，該泵具有耐腐、耐磨、耐高溫、不老化、機械強度高、,運轉平穩(wěn)、結構先進合理、密封性能嚴密可靠、拆卸檢修方便、使用壽命長等特點，廣泛適用于化工、制藥、食品、紡織等行業(yè)，在－20℃—12℃溫度條件下長期輸送任意濃度的硫酸、鹽酸、醋酸、氫氟酸、硝酸、王水、強硬、強氧化劑、有機溶劑、還原劑等強腐蝕性介質，是目前世界上最新耐腐蝕設備之一。,③右上為AFB、FB型泵：單級單吸懸臂式耐腐蝕離心泵。外型緊湊美觀，高效節(jié)能，性能穩(wěn)定。泵適用于輸送不包含固體顆粒的有機或無機化工介質也可供企業(yè)及城市供水、排水之用。④右下依次為：ISG系列立式單級單吸離心泵、ISGB系列便拆式離心泵、HQ系列立式單級單吸管道離心泵、WB型微離心泵、WX型離心漩渦泵、ISG系列單級單吸管道離心泵、TSWA臥式多級離心泵。,二、離心式泵主要部件結構形式㈠葉輪葉輪：有開式、半開式及閉式葉輪三種。開式葉輪：沒有前盤和后盤，只有葉片。多用于輸送含有雜質的液體。半開式葉輪：只設后盤。閉式葉輪：既有前盤又有后盤。清水泵的葉輪均為閉式葉輪。,㈡吸入室吸入室的作用使流體進入泵體時的流動損失最小。吸入室的結構通常采用的吸入室的形式有：錐體管式圓形管式。[三]泵殼（略）[四]軸封（略）,第二節(jié)離心式泵正常工作所需附件,一、離心式泵裝置的管路及附件離心泵與風機的原理是相同的，只是所輸送的介質不同。從泵與風機輸出的有效功率Ne＝γQH來看，兩者的區(qū)別在于γ不同。當采用離心泵提升液體時，就需要在泵內（包括吸水管內）充滿液體，為此在泵體上常設有充液孔或漏斗，有時還另設真空抽氣泵將水抽入吸水管和泵體，否則就只能輸送空氣而打不上水來。因此，泵在提升液體的整個管路裝置中，除離心式泵外，常配有管路和其它一些必要的零部件。,圖中離心式泵6與電機7用聯(lián)軸器相連接，共裝在同一個底座上，這些通常都是由制造廠配套供應的。從吸液池液面下方的攔污柵14開始到泵的吸入口法蘭為止，,,這段管段叫做吸入管段。底閥13用于泵啟動前灌水底閥13用于泵啟動前灌水時阻止漏水。,泵的吸入口處裝有真空計4，以便觀察吸入口處的真空度。吸入管段的水力阻力應盡可能降低，其上一般不設置閥門。水平管段要向泵方向抬升。過長的吸入管段要裝設防震件12。泵出口以上的管段是壓出管段。泵的出口裝有壓力表5，以觀察出口壓強。止回閥3用來防止壓出管段中的液體倒流。閘閥2則用來調節(jié)流量的大小。應當注意使壓出管段的重量支承在適當?shù)闹ё?，而不是直接作用在泵體上。,此外，還應裝設排水管9，以便將填料蓋處漏出的水引向排水溝10。有時，出于防振的需要，又在泵的出入口處設置軟接頭。視流體性質、壓力、管徑可選用K-ST型可曲撓雙球體合成橡膠接頭。另外，安裝在供熱空調系統(tǒng)上的水泵又需要在其出入口裝設金屬套管溫度計。,