离心泵的管理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,威海-程向新,*,4-4离心泵的管理,二、,工况调节,三、并联、串联工作,四、输送粘性液体,五、使用和检修,六、故障分析,一、离心泵的气蚀,威海-程向新,泵的性能参数,真空的概念,（补充）,大气压力（0表压）,绝对零压力,负表压力（真空度）,正表压力,绝对压力,真空度,威海-程向新,概念补充,1什么是“真空”?,人类生存的环境被称为大气，具有的压力称为大气压力。大气压力因海拔高度及气象条件等的不同具有不同的数值。所谓“真空”，是指压力比大气压力低的空间状态，即在给定的空间内，低于大气压力的气体状态。,2什么是真空度?,真空度是指空间所具有的气体压力与当时大气压力的差值。一般说“真空度高”、“真空度好”是指绝对压强低，反之“真空度低”、“真空坏”、“真空抽不上”是指绝对压强高。,绝对零压力,真空度(负表压),正表压,正压,大气压,负压,绝对压力,威海-程向新,4,-,4离心泵的管理,4,-,4,-1,离心泵的汽蚀,4,-,4,-1-1,汽蚀现象及其危害,威海-程向新,4,-,4,-1-1,汽蚀现象及其危害,一、,汽蚀,液体在从泵吸入口流到叶片进口前，还会因流速增加和流阻损失而压力进一步下降。,当,Q,小于设计,Q,时,，液流在进口的,w,l,撞击叶片正面，,最低压力在,叶片进口处靠近前盖板的,叶片背面,上。如图,K2,处。,当,Q,超过设计,Q,时,，,w,1,撞击叶片背面，,最低压力,部位,在,叶片进口靠近前盖板的,叶片正面,上，如图,K,1,处,.,泵的流量,小于,设计流量时，压力最低的部位在此。,泵的流量,大于,设计流量时，压力最低的部位在此。,威海-程向新,4,-,4,-1-1,汽蚀现象及其危害,二、危害,1）气体产生：,如液体P降低到Pv或更低时,，,液体会汽化产生汽泡，还有原来溶于液体现因P降低而逸出的气体。泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时，产生气泡。,2）气泡破灭：,流到高压区，迅速凝结，气体重新溶人液体，造成局部真空，四周液体质点以极大速度冲来，互相撞击，产生局部高达几十MPa的P，引起噪音和振动。,3）汽蚀,因气泡形成和破灭致使材料损坏的现象称为“汽蚀”,。,主要发生在叶轮外缘叶片及盖板、涡壳或导轮处，,不会发生在叶片进口处。,威海-程向新,绝对零压力,大气压力,饱和蒸汽压力,实际吸入压力,汽蚀余量,概念补充,真空度(负表压),h,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,hr,为必需汽蚀余量,-,指泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余量,，,它取决于泵进口部分的几何形状以及泵的转速和流量,，反映了液体进泵后压力进一步降低的程度，,而与泵的吸人条件及所吸液体的,P,v,值无关,。,hr,越小，表明泵的汽蚀性能越好。,H,Q,H-Q,hr-Q,Pv,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,hr,随,Q,的增大而增大,，因为,Q,增大时，液体进泵后的压降也增加。,hr,用汽蚀试验来确定，在试验中逐步增大吸人真空度而得。,离心泵产品说明书中必须给出,hr,的值,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,hc临界汽蚀余量,当泵的扬程和效率明显下降时的,必需,汽蚀余量值叫临界汽蚀余量,hc,hr=,hc+0.3米,hc,hr,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,hr,和允许吸上真空度,H,s,（泵的参数中讲过）,都是由同样的汽蚀实验得出的用以表示泵吸人性能好坏的性能参数，其性质一样，只是表示方式不同而已。,hr 主要与泵的结构有关；,H,s,还与吸入条件和饱和气压有关。,各汽蚀余量关系,hr=,hc+0.3米,ha=（1+10%）,hr,或,ha-,hr0.5米,按规定,在离心泵说明书中,必须,给出汽蚀余量,hr，,ha,hr,.,威海-程向新,如图：,必需气蚀余量,hr,随流量增大而升高，,当泵的吸高,Za,逐渐增高时（,Za3,Za2,Za1,）有效气蚀余量,ha,逐渐减小,（,ha3,ha2,ha1,）。,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,潜伏汽蚀,不稳定汽蚀,稳定汽蚀,2、随流量增大，当,ha,hr,时，气泡已经发展到一定程度，它使流道面积减小；气泡在高压区破灭时也要消耗能量，故流量、扬程、效率都明显降低。同时产生振动和噪声。,此状态称为,不稳定汽蚀,。,画斜线部分。,最容易破坏部件区域。,1、随流量增大，当,ha,hr,但未降到很低时,，,汽蚀已经发生但尚未明显影响到泵的性能，此状态称为,潜伏汽蚀,威海-程向新,4,-,4,-1-,2离心泵的汽蚀余量,潜伏汽蚀,不稳定汽蚀,稳定汽蚀,3、随流量增大，当,ha,hr,时，液流在叶片背面侧，出现脱流，形成汽水亮相区域。流量不能继续增加。泵的扬程特性曲线呈垂线状态。这种工况称断裂工况。,此状态称为,稳定汽蚀,。,威海-程向新,4,-,4,-1-,3,汽蚀特性曲线,潜伏汽蚀,不稳定汽蚀,稳定汽蚀,吸高的影响：,随吸高Za3Za2 Za1 越大，,ha越小（ha3 ha2 ha1）。,断裂工况越向小流量方向移动，不发生汽蚀的流量范围越小。,威海-程向新,4-4-1-,3,汽蚀特性曲线,不同比转数n,s,的影响,：,1.中、低n,s,的离心泵叶片,流道比较窄长,，发生汽蚀后汽泡,很快就会布满流道,，使扬程、效率急剧下降，其特性曲线,具有明显的断裂点,。,2.其中,，,低n,s,的泵,发生汽蚀后,很快就会造成断流，难以出现稳定汽蚀的工况。,3.,高,n,s,的离心泵和混流泵,或叶轮进口直径大的高汽蚀性能离心泵，叶片间的流道短而宽，所以汽泡发生后不会迅即布满流道，从而使特性曲线在达到断裂点之前,有较长的一段扬程和效率逐渐下降的部分。,威海-程向新,4-4-1-,4,防止汽蚀的措施,容易发生汽蚀的泵(,h,a,小)：,1.输送高温液体的泵：,锅炉给水泵、热水循环泵,2.流注吸高显著降低的泵：,货油泵,3.吸入液面真空度较大的泵：,凝水泵,预防措施：,(),减小阻力，提高,h,a,；,增大叶轮吸面积，减小,h,r,；,用抗汽蚀材料制造叶轮，提高光洁度,管理中的措施：,(),降低温度；减小吸高或增加流注高度；减小吸入阻力(清洗滤器)；关小排出阀(不能关小吸入阀)或降低转速减小流量。,要想不发生气蚀则应满足：,ha=(1+10%),hr,或,ha-,hr0.5米,威海-程向新,4-4-2,离心泵的工况调节,工况调节,：,改变泵的流量，即调节泵的工况点，即通过改变泵的特性或管路特性来实现。,1.节流调节法,2.回流调节法,3.变速调节法,4.叶轮切割法,威海-程向新,4-4-2,-1离心泵,节流调节,排出阀调节：,关小排出阀，泵流量减小，功率降低，效率降低，工作扬程增加，允许吸上真空度增大；原管路所利用的扬程为,H,1,，,H1,-,H,1,为关小排出阀的,节流损失,。,特点：方法简单，经济性差，节流引起发热。若泵特性曲线平坦(,ns,小)且管路特性曲线平坦(阻力小)时，则节流损失小。一般不用关小吸入阀的方法调节。,关小吸入阀的方法会引起气蚀现象，故慎用。,威海-程向新,4-4-2,-2离心泵的,回流调节,H,Q,R1,A1,H1,Q1,R2,R,HA,QA,A,Q3,Q4,R2,R,QA,A,HA,Q4,改变旁通回流阀的开度，调节主管路的流量的方法。,不开旁通阀，,A1,(,Q1,H1,),；,开旁通阀，同样扬程下，两并联管路流量相加，泵,A,(,QA,HA,),。主管路,(,Q3,HA,),，回流管,(,Q4,HA,),；,关小回流阀，泵流量减小，扬程增加，主管路流量增加；,开大回流阀，泵流量增大，扬程减小，则主管流量减少。,威海-程向新,4-4-2,-2离心泵的,回流调节,特点：泵经济性差(开大回流阀主管路流量减小时，泵流量和功率增加，用于回流)。泵流量增大，允许吸入真空度降低而实际吸入真空度增大，有可能汽蚀。一般用作辅助手段；回流管不宜通泵吸口，否则发热。,威海-程向新,4-4-2,-3离心泵的,变速调节,改变转速来改变泵的特性的方法。若输送液体不变，改变转速前后满足相似三定律，并称为,比例定律,：,将泵在不同转速下的特性曲线画在同一坐标图上，并将等效率点连成线，得到通用特性曲线。,特点：经济性最好，不会引起汽蚀。但须配可变速原动机，初投资和控制成本高。,R,H,Q,n1,n2,n3,Q3,Q2,Q1,n1n2n3,威海-程向新,4-4-2,-4离心泵的,叶轮切割,如泵流量和压力超出需要，可切割叶轮外径，降低特性曲线，改变工况参数，节省功率。,最大切割量有要求。,中低,n,s,叶轮等外径车削，也可把盖板车掉；,高,n,s,叶轮倾斜车削；,导轮式泵不车削盖板。,切削量参P52表4-3,H,H,A,H,B,A,B,A,B,P,A,P,B,Q,B,Q,A,hr,Q,威海-程向新,*4-4-2,-5离心泵的,汽蚀调节,*,使泵在稳定汽蚀状况下工作来调节流量的方法。凝水水位越低，流注吸高越小，有效汽蚀余量越小，断裂工况线左移，流量减小。要求：设计良好的管路特性；水位应在一定范围波动(设蓄水室)；设回流管以防水位过低。,起动过程会经过不稳定汽蚀区，叶轮采用抗汽蚀材料制造；第1级叶轮小，汽泡易破裂。,大纲未要求，可不讲,。,威海-程向新,4-4-3,离心泵的串、,并联,QA1,QA2,HA1,HA2,H1,H2,H,HA,QA,Q,H,QA1,QA2,QA,QA1,QA2,QA,QA,QA1+,QA2,QA,QA1+,QA2,QA1,QA2,QA1,QA2,1.,并联工作,：,为提高流量,原则：,扬程相等，流量相加,威海-程向新,4-4-3,离心泵的串、,并联,并联工作,请打开“0333离心泵并联.swf”文件观看动画,(鼠标单击,),若工况点落在,KL,段，,在,L,点时，泵,1,零排量而引起发热，泵,2,单独供液。,在,K-L,中某点时，泵,2,将向泵,1,倒灌。,所以应采用同型号泵或扬程接近的泵并联。,威海-程向新,R,4-4-3,离心泵的,串,、并联,2.串联工作,：,为提高扬程,原则：,流量相等，扬程相加,泵型号不一定相同，但额定流量应相近，否则效率低。,请打开“0334离心泵串联.swf”文件观看动画,(鼠标单击),Q,H,H,A,H,1,A1,H,2,A2,A,2,A,1,H,A,=H,A1,+H,A2,Q,A,=,Q,A1,=,Q,A2,H,A,H,A1,，,H,A2,H,A,Q,A1,，,Q,A2,Q,A,不定,Q,A1,Q,A2,QA1,QA2,QA,H,A,HA2,HA1,HA1,HA2,H,A2,H,A2,H,A1,H,A1,威海-程向新,4-4,-4离心泵输送粘性液体,四、,输送粘性液体,液体粘度增大导致泵：,虚线所示,Q,、H、P、必须汽蚀余量h,r,；,管路阻力增加使,Q,。,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,五、,使用和检修,1.使用(,启动、运行、停车,),(1)盘车：长停后、检修后应手动盘车12圈。,(2)润滑：采用润滑油润滑，油环浸没15mm；采用润滑脂润滑，润滑脂占轴承室容积1/21/3。500 h换油。轴承,温升,不超过35,C，,外表面温度,不超过75,C。,(4)冷却：填料函水封管、水冷轴承、水冷机械轴封、平衡管或平衡盘的冷却管路通畅。,(3)引水驱除空气,直至空气旋塞有水流出,旋紧旋塞.,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,(5)吸阀开、排阀关-封闭起停：功率最低，对电网冲击最小。封闭运转时间不超过23min，否则发热。排压正常后,慢开排阀。,(6)查转向、听声音、看压力、摸轴承温度：反转不能建立排压，检查电机接线。,(7)避免干转：干转导致发热。自吸泵初次也引水，自带真空泵的应限制自吸时间。,(9)停泵：防冻防锈：冬季长期停用放空，外露金属加工面涂防锈油。,(8)停车；先关排阀，后关吸入阀,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,(1)叶轮：换新或修理,2.检修,修理方法：补焊、打磨、光车，静平衡试验,出现裂纹无法补焊；,较多孔眼(腐蚀或汽蚀)；,盖板或叶片变薄；,安密封环处严重损坏。,换新,(2)泵轴：裂纹、磨损、弯曲严重时换新，弯曲不严重可校直。,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,使用手动螺杆校直机,使用铜棒冷打轴的,凹部,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,(3)泵体：出现裂纹，可通过敲击声、放大镜、煤油白粉法具体判断。,可用钻止裂孔或焊补方法修理。焊补后应进行,水压试验，为,1.5,倍设计压力,(离心泵特性曲线的最高点压力，容积式泵取安全法的调定压力)。10分钟内不得泵体冒汗。,(4)轴承：,常用轴承形式：滚动轴承、滑动轴承。水润滑和油润滑两种。注意检查间隙、温度、润滑油水的压力等。,威海-程向新,4-4,-5离心泵的使用和检修,滚动轴承：,最常用，如使用径向止推轴承应背靠背安装。,轴承内圈和轴过盈配合，,轴承外圈和安装处为过渡配合或滑动配合。,安装方法：,A.轴承油浴加热到150,C，装入轴(轴套)上冷却。,轴,轴承,套管,锤子,B.使用工具装入，这种方法不推荐使用。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,水润滑轴承,：,功率损失小(1/6)，润滑膜温度低(1/2)，承载能力低。水润滑陶瓷轴承具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，承载能力高，能适应固体颗粒，热传导性好；缺点是高脆性和抗冲击能力差。,轴或轴套,：通常是钢或不锈钢，水润滑轴瓦为橡胶或塑料。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,六、,故障分析,1.,不能供液,(一),真空表读数为零、排压表读数为零,，试水考克放不出水，说明液体未进入泵内。,(1)引水装置失灵。,(2)吸入管或轴封漏气。,(3)吸入管露出液面。,真空表读数很大(汽化)，排压表读数不高。,(1)吸高太大或流注吸高太小或吸入液面真空度太大。,(2)吸入管不通或流阻过大(滤器、阀),(3)液体温度过高(允许吸上真空度小),威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,(二),液体进入泵内、封闭扬程小,(1),叶轮松脱、淤塞、损坏,。,(2),转速太低、转向错误。,液体进入泵内、封闭扬程正常,(1)管路静压太大。,(2)并联使用时另一台泵扬程过高。,(3)排出阀未开。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,2.,流量不足,(一),泵的扬程特性曲线降低,(1)转速低。,(2)阻漏环磨损，内漏增加。,(3)叶轮破损或淤塞。,(4)吸入管或轴封漏气。,(5)发生汽蚀现象。,(二),管路的特性曲线变陡或上移,(1)管路静压(排出高度、排出液面压力)升高。,(2)排出管阻力变大。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,3.,电机过载,(1)电压,使电流而停车(,表面过载,)；频率则转速使轴功率，电流而停车。,(2)摩擦功率增大：填料过紧、机械轴封安装不良、泵轴弯曲、对中不良、叶轮碰擦或轴承磨损。,(3)液体粘度或密度,。,(4)双吸叶轮装反，变成前弯叶片，功率增大。,电机设过电流保护设备，过载时自动停车。,(5)电机本身问题：可脱开单独试验。,(6)管路特性曲线变平或下降使流量,，功率,。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,4.,振动、异常声音,(1)运动件不平衡：泵轴、叶轮(腐蚀、磨损、淤塞),(2)部件擦碰：泵轴弯曲、轴承磨损，轴向推力平衡装置失效使叶轮轴向移动而接触泵壳。,(3)泵基座不好：螺栓松动、基座刚度不足与泵共振、基座下沉使轴线失中。,(4)连轴节对中不良或管路安装不当导致泵轴失中。,(一),机械方面原因,(可结合温度查找原因),(5)电机振动，可脱开检查。,威海-程向新,4-4,-6离心泵常见故障的分析,(1)汽蚀现象：大流量、高吸入真空度时发生，频率高(60025000Hz)。消除方法：关小排出阀或降低转速来减小流量、降低液温、增大流注吸高。,(2)喘振现象：驼峰形,Q,-,H,曲线的泵向静压头较大且周期性发生变化的容器供液，或向含有空气的高阻力管路供液时发生，频率0.110Hz。,(二),液体方面原因,威海-程向新,3-6-6离心泵常见故障的分析,向压头较大且周期性发生变化的容器液位供液：,供液，工况点A,B,C。,波动变化，工况点在B,C,O变化，导致周期性水击，产生噪音和振动。,威海-程向新,3-6-6离心泵常见故障的分析,向含有空气的高阻力管路供液：,K,处有气体，,K,与泵间的管路特性为，,K,以后的管路特性为,R,，,Q,A,Q,A,气体被压缩压力升高工况点,A,B,C,，直到,Q,=0，,K,后液体流出，气体膨胀压力下降，泵与K间的管路特性降至要下移时，工况点到B，引起喘振。,威海-程向新,.,威海-程向新,