泵类知识全面讲解.docx

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泵类知识全面讲解

泵类知识全面讲解

（一定有你不知道的，绝对超值）

具体的泵的适用范围和特性2

泵的正确布置方法3

泵的基本参数4

流量及换算4

扬程、压力的换算及公式5

汽蚀余量、吸程5

水泵的汽蚀现象以及其产生原因6

泵的特性曲线7

泵的效率公式8

泵的全性能测试台8

泵体常用材料175条9

齿轮泵的相关常识11

水泵运行中常出现的异音的种类12

化工装置对泵的要求13

  具体的泵的适用范围和特性

指标

叶  片  泵

容积式泵

离心泵

轴流泵

旋涡泵

往复泵

转子泵

流

量

均匀性

均  匀

不均匀

比较均匀

稳定性

不恒定，随管路情况变化而变化

恒  定

范围

m³/h

1.6~30000

150~24500

0.4~10

0~600

1~600

扬

程

特点

对应一定流量，只能达到一定的扬程

对应一定流量可达到不同扬程，

由管路系统确定

范围

10~2600m

2~20m

8~150m

0.2~100MPa

0.2~60MPa

效

率

特点

在设计点最高，偏离越远，效率越低

扬程高时，效率降

低较小

扬程高时，效率降

低较大

范围

（最高点）

0.5~0.8

0.7~0.9

0.25~0.5

0.7~0.85

0.6~0.8

结构特点

结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装检修方便

结构复杂，振动大，体积大，造价高

同离心泵

操

作与维修

流量调节方法

出口节流或改变转速

出口节流或改变叶片安装角度

不能用出口阀调节，只能用旁路调节

同旋涡泵，另还可调节转速和行程

同旋涡泵

自吸作用

一般没有

没有

部分型号有

有

有

启动

出口阀关闭

出口阀全开

出口阀全开

维修

简便

麻烦

简便

适用范围

粘度较低的各种介质

特别适用于大流量，低扬程，粘度较低的各种介质

特别适用于小流量，较高压力的低粘度清洁介质

适用于高压力、小流量的清洁介质（含悬浮液或要求完全无泄漏可用隔膜泵）

适用于中低压力、中小流量尤其适用于粘性高的介质

泵的正确布置方法

一、泵的布置方式

（1）露天布置

  一般将泵集中布置在管廊下方或侧面，也可以布置在被抽吸设备附近，主要优点是通风良好，操作和维修方便。

若泵布置在管廊下方时，泵出口中心线应对齐，距管廊柱中心线0.6米。

（2）半露天布置

半露天布置的泵适用于多雨地区，一般在管廊下方布置泵，在管道上部设顶棚。

或将泵布置在框架的下层地面上，以框架平台作为顶棚。

根据泵的布置要求，将泵布置成单排、双排或多排。

  （3）室内布置

  室内布置的泵适用于寒冷或多风沙地区，以及工艺有特殊要求的场合。

二、泵的布置要求

（1）对于露天或半露天布置的泵，一般使泵与原动机的轴线与管廊轴线垂直。

（2）对于室内布置的泵，当其输送液体温度高于自燃点或输送液体为液态烃时，应与其它泵分别布置在各自的房间内，并用防火墙隔开。

  泵布置在室内时，一般不考虑机动检修车辆的通行要求。

泵端或泵侧与墙之间的净距不宜小于1.2~1.5m，两排泵之间净距不应小于2m。

  蒸汽往复泵的动力侧和泵侧应留有抽出活塞和拉杆的位置。

  立式泵布置在管廊下方或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需要的空间。

  管道布置时，泵的两侧至少要留出一侧做维修用。

三、泵的安装间距

  两台泵之间的净距不宜小于700mm，泵前端操作通道不应小于1000mm，对于多级泵，泵前端的检修通道宽度不应小于1800mm。

一般泵的前端检修通道宽度不应小于1250mm，以便小型叉车通过。

泵的基本参数

  表征泵主要性能的基本参数有以下几个：

  1、流量Q

  流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。

  体积流量用Q表示，单位是：

m3/s，m3/h，l/s等。

  质量流量用Qm表示，单位是：

t/h，kg/s等。

  质量流量和体积流量的关系为：

                    Qm=ρQ

  式中　ρ——液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水ρ=1000kg/m3。

  2、扬程H

  扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。

也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。

其单位是N·m/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。

　3、转速n

  转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。

  4、汽蚀余量NPSH

  汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。

汽蚀余量国内曾用Δh表示。

  5、功率和效率

  泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，故又称为轴功率，用P表示；

  泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。

它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

  因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量，所以，扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率：

                Pe=ρgQH（W）=γQH（W）

  式中　ρ——泵输送液体的密度（kg/m3）；

      γ——泵输送液体的重度（N/m3）；

      Q——泵的流量（m3/s）；

      H——泵的扬程（m）；

      g——重力加速度（m/s2）。

  轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。

泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η表示。

流量及换算

  单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：

立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）,L/s=3.6m3/h=0.06  m3/min=60L/min

  G=QρG为重量ρ为液体比重

  例:

某台泵流量50m3/h，求抽水时每小时重量？

水的比重ρ为1000公斤/立方米。

  解：

G=Qρ=50×1000（m3/h·kg/m3）=50000kg/h=50t/h  

扬程、压力的换算及公式

  单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。

泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。

扬程用H表示，单位为米（m）。

泵的压力用P表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P为1kg/cm2，则H=（lkg/cm2）/（1000kg/m3）H=（1kg/cm2）/（1000公斤/m3）=（10000公斤/m2）/1000公斤/m3=10m

1Mpa=10kg/cm2,H=（P2-P1）/ρ（P2=出口压力P1=进口压力）  

汽蚀余量、吸程

  泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，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。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

  标准大气压能压管路真空高度10.33米。

  例如：

某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

  解：

Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米  

水泵的汽蚀现象以及其产生原因

  1、汽蚀

  液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。

把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

  2、汽蚀溃灭

  汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。

这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

  3、产生汽蚀的原因及危害

  泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。

在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。

  4、汽蚀过程

  在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。

水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。

泵的特性曲线

  通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。

特性曲线包括：

流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。

一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。

在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

泵的效率公式

  指泵的有效功率和轴功率之比。

η=Pe/P

  泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

  有效功率即：

泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

  Pe=ρgQH（W）或Pe=γQH/1000（KW）

  ρ：

泵输送液体的密度（kg/m3）

  γ：

泵输送液体的重度γ=ρg（N/m3）

  g：

重力加速度（m/s）

  质量流量Qm=ρQ（t/h或kg/s）  

泵的全性能测试台

  能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。

国家标准精度为B级。

流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。

吸程用精密真空表测定。

功率用精密轴功率机测定。

转速用转速表测定。

效率根据实测值：

n=rQ102计算。

泵体常用材料175条

15

25

35

45

000Cr16Ni60Mo17Ti

00Cr14Ni14Si4

00Cr17Ni13Mo2N

00Cr18Ni10

00Cr18Ni10N

00Cr18Ni5Mo3Si2

00Cr20Ni25Mo4.5Cu

00Cr20Ni25Mo4Cu

00Cr20Ni33Mo2Cu3Nb

00Cr30Ni42Mo3Cu2

0Cr13Ni25Mo3Cu3Nb

0Cr13Ni7Si4

0Cr16Ni60Mo17W4（轧）

0Cr16Ni60Mo17W4（铸）

0Cr17Ni4Cu4Nb

0Cr17Ni7Al

0Cr18Ni11Nb

0Cr18Ni9Ti

0Cr19Ni9

0Cr20Ni25Mo5Cu2

0Cr20Ni30Mo2Cu3

0Cr20Ni42Mo3Cu2

0Cr30Ni42Mo

12CrNi2

15CrMo

16MnCrS5

1Cr13

1Cr17

1Cr17Ni2

1Cr18Ni12Mo2Ti

1Cr18Ni12Mo3Ti

1Cr18Ni9

1Cr18Ni9Ti

1Cr24Ni20Mo2Cu3

1Cr26Ni6Mo2

1Cr26Ni6Mo2Cu3

1Cr28Ni31Mo4Cu2

20Cr

20CrMnTi

21CrMoV57V

24CrMoV

25Cr2Mo

25Cr2MoVA

2Cr13

347L

35CrMo

38CrMoAl

38CrMoAlA

3Cr13

40%青铜粉+聚四氟乙烯

40Cr

40CrNiMo

40CrV

42CrMo

4Cr13

50CrVA

60Si2MnA

65Mn

99瓷

CGZ352-20

CGZ352-25

CGZ352-30

EB26-1

F30%CrMo

F5

F50-1

FCr30

GCr15

HT150

HT200

HT250

KmTBCr1

KmTBCr15Mo2

KmTBCr15Mo3

KmTBCr18-DT

KmTBCr18-GT

KmTBCr26

KmTBCr2Ni

KmTBCr9Ni5Si2

KmTBMn2W2

KmTBMn3Cr2MoCu

KmTBMn5Cr2

KmTBMn5Mo2

KmTBMn5W3

KmTBNi4Cr2-GT

Lewmet15

Lewmet55

Lewmet66

Lewmet75

Ni65Cu30

NS331

PbSb10-12

PVDF

Q235-A

Q235-B

QT400-18

QT450-10

QT500-7

QT600-3

RQTAl4Si4

RS4

S51

SHX-1

SHX-2

SHX-3

SHX-4

STSi13Cu5

STSi14.5Cu6

UHMWPE

Z180C13

ZAlSi12CuMgNi

ZChSnSb11-6

ZCuAl10Fe3

ZCuSn10P

ZCuSn10Pb1

ZCuZn16Si4

ZCuZn38

ZCuZn40Mn2

ZCuZn40Pb2

Zeron25

ZG00Cr14Ni14Si4

ZG00Cr18Ni10

ZG00Cr18Ni12Mo2

ZG00Cr20Ni25Mo4.5Cu1.5

ZG06Cr13Ni4Mo

ZG0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb

ZG0Cr13Ni7Si4

ZG0Cr17Ni4Cu4Nb

ZG0Cr17Ni7Al

ZG0Cr17NiCu4Nb

ZG0Cr18Ni12Mo2Ti

ZG0Cr18Ni12Mo6N

ZG0Cr18Ni5Mo5

ZG0Cr18Ni9Ti

ZG0Cr20Ni25Mo4.5Cu1.5

ZG0Cr24Ni20Mo2Cu3

ZG0Cr30Ni42Mo3Cu2

ZG1Cr13

ZG1Cr13Ni

ZG1Cr17

ZG1Cr17Ni3

ZG1Cr18Ni12Mo3Ti

ZG1Cr18Ni9

ZG1Cr18Ni9Ti

ZG1Cr19Mo2R

ZG20CrNi

ZG230-450

ZG270-500

ZG4Cr13

ZGCr17Mn2MoCuR

ZGCr17Mn9Ni4Mo2CuN

ZGCr17Mo2CuR

ZGCr17Ni3

ZGCr28

ZGCr30

ZGCr5Mo

ZGSn6-6-3

ZHSi80-3

ZPbSb10Sn6

ZPbSb16Sn16Cu

ZQAl9-4

ZQPb5-25

ZQSn10-1

ZQSn10-2

ZQSn5-5-5

ZQSn6-6-3

ZSnSb11Cu6

ZSnSb8Cu4

聚酰胺1010

填充聚四氟乙烯的石墨

齿轮泵的相关常识

由两个齿轮相互啮合在一起形成的泵称为齿轮泵。

  齿轮泵的流量公式为：

  Q=2qZnηv

  式中  Z——齿数；

      n——转数，转/分；

      ηv——容积效率，对一般的齿轮泵，其值可取为0.70~0.90；

      q——两齿之间坑的容积，米³。

  当齿轮转动时，被吸进来的液体充满了齿与齿之间的齿坑，并随着齿轮沿外壳壁被输送到压力空间中去。

在这里，由于两齿轮的相互啮合，使齿坑内的液体挤出，排向压力管。

液体受挤压时，压力作用在齿轮上，给轴施加了一个径向负荷。

挤压后封闭空间逐渐增大，形成负压区，外界的液体就在大气压力的作用之下流进齿轮泵吸入口。

另外，在负压区由于封闭空间容积的增大，会使液体中的空气和水蒸气析出，发生与汽蚀现象类似的冲蚀作用，使齿轮表面受到破坏。

正因为如此，有的齿轮泵上开有平衡孔或平衡槽。

然而在大多数情况下，是采用斜齿轮；因为斜齿轮在啮合时封闭空间的容积几乎是不变的，即在其中一段容积增大时，另一段容积却在缩小。

所以上述现象并不严重。

  齿轮泵的特点是具有良好的自吸性能，且构造简单、工作可靠。

  从上面的公式中可以看出，对一确定的齿轮泵（尺寸D、d、b和n都是定值），其排油量也亦确定，是一个不变的定值。

因而它的特性曲线是一条垂直线（即不管外界压力如何变化，它的排油量都是固定不变的）。

又因为齿轮泵的出口和入口是隔绝的，所以在外界需用油量减少时，会引起出口管道的压力急剧升高，致使出口管道和泵壳发生爆破。

因此齿轮泵出口（或出口管道上）都设有安全阀，它在压力升高到一定程度时动作，使出口管内的一部分油泄掉。

特性曲线在高压区域，流量向小的方向偏移，这主要是在压力高时，泵内液体沿齿端间隙由出口向入口的漏泄造成的。

  齿轮泵在检修时，主要测量间隙是：

  1、齿轮的端面与泵壳的轴向间隙，一般取0.20毫米左右。

用压铅丝法测量。

  2、齿轮的外圆与泵壳的径向间隙，一般半径方向上取0.10~0.15毫米（但要比轴瓦间隙大些），也可按直径的0.003~0.005选取（指总间隙）。

用塞尺测量。

  3、两齿轮啮合处间隙一般取0.30毫米，如间隙过大会加速磨损，如过小则又会引起发热咬住。

用压铅丝法测量。

  4、轴瓦间隙，当轴径为20~40毫米时，取0.06~0.12毫米。

用塞尺或游标卡尺测量。

  齿轮啮合的部位最好在检修前后保持不变，为此拆泵时可在齿轮上打出记号。

  齿轮泵在运行时，不允许关闭出口阀门，在启动和停止时，也应保持出口阀门处于开启位置，这时只操作入口阀门即可。

水泵运行中常出现的异音的种类

水泵在运行中，常出现的异音有：

一、汽蚀异音

  即水泵发生汽蚀时带来的声音，一般呈噼噼啪啪的爆裂声响。

二、松动异音

  即由转子部件在轴上松动而发出的声音。

这种声音常带有周期性。

如循环水泵叶轮、轴套在轴上轴上松动时（间隙甚至为1~3毫米），会发出咯噔咯噔的撞击声。

如这时泵轴有弯曲，则碰撞声音就会更大，因叶轮和轴套在轴上有向下垂的趋势，间隙出现在轴的下方。

但当弯曲处的凸面转到上方时，就会撞击叶轮向上运动，没等叶轮向上运动完毕，泵轴的凸面又转到下方，撞击叶轮向下运动。

之后，泵轴凸面又转到上方，重新撞击叶轮向上运动，于是发出周期性的声响。

必须指出，在这种情况下运行的水泵是很危险的，除了转子部件摆动引起向泵内漏空气外，更严重的是会使叶轮产生裂纹、泵轴断裂（在配合部位的边缘处）等。

  有些滚动轴承定距套，由于没被轴承压靠，运行中也会有断断续续的与轴的碰击声。

因定距套与轴的间隙较大，当它在轴向又没被压靠时，会把间隙出现在轴的下方。

但偶然原因也会把间隙带到上方，由于自身重量的关系，定距套向下落去，发出与轴轻微的碰击声。

三、小流量异音

  主要是对蜗壳泵来说。

小流量的噪音类似汽蚀声音，但有的较大，好象是石子甩到泵壳上似的。

这主要是泵舌位置设计问题。

四、滚动轴承异音

  1、新换的滚动轴承，由于装配时径向紧力过大，滚动体转动吃力，会发出较低的嗡嗡声。

此时轴承温度会升高。

  2、如果轴承体内油量不足，运行中滚动轴承会发出均匀的口哨声。

  3、在滚动体与隔离架间隙过大时，运行中可发出较大的唰唰声。

  4、在滚动轴承内外圈滚道表面上或滚动体表面上出现剥皮时，运行中会发出断续性的冲击和跳动。

  5、如果滚动轴承损坏（包括隔离架断开、滚动体破碎、内外圈破碎等），运行中有破裂的啪啪啦啦响声。

化工装置对泵的要求

1、必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的要求  2、必须满足介质特性的要求：

（1）对输送易燃、易爆、有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如屏蔽泵、磁力驱动泵、隔膜泵等。

（2）对输送腐蚀性介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀材料。

  （3）对输送含固体颗粒介质的泵，要求过流部件采用耐磨材料，必要时轴封应采用清洁液体冲洗。

  3、必须满足现场的安装要求：

（1）对安装在有腐蚀性气体存在场合的泵，要求采取防大气腐蚀的措施。

（2）对安装在室外环境温度低于—20℃以下的泵，要求考虑泵的冷脆现象，采用耐低温材料。

  （3）对安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。

  （4）对于要求每年一次大检修的工厂，泵的连续运转周期一般不应小于8000小时。

为适应3年一次大检修的要求，API610（第八版）规定石油、重化学和气体工业用泵的连续运转周期至少为3年。

  （5）泵的设计寿命一般至少为10年。

API610（第八版）规定石油、重化学和气体工业用离心泵的设计寿命至少为20年。

  （6）泵的设计、制造、检验应符合有关标准、规范的规定，常用的标准和规范见表1—1。

  （7）泵厂应保证泵在电源电压、频率变化范围内的性能。

我国供电电压、频率的变化范围为：

                电压

380V±10%，6000V+5%、—7%

                频率

50Hz±0.5%

  （8）确定泵的型号和制造厂时，应综合考虑泵的性能、能耗、可靠性、价格和制造规范等因素。

  表1—1

泵常用规标、规范

泵类型

标准、规范

离

心

泵

API610

石油、重化学和气体工业用离心泵

ANSIB73.1M

化工用卧式端吸式离心泵技术规范

ANSIB73.2M

化工用管道泵技术规范

ISO2858

端吸离心泵（16bar）标记、性能、尺寸

ISO5199

离心泵技术条件（Ⅱ级）

GB3215

炼厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件

GB3216

离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法

GB5656

离心泵技术条件（Ⅱ级）

计

量

泵

API675

计量泵

GB9236

计量泵技术条件

GB7783

计量泵试验方法

往

复

泵

API674

往复泵

GB9234

机动往复泵技术条件

GB7784

机动往复泵试验方法

JB1053

一般蒸汽往复泵技术条件

GB9235

蒸汽往复泵试验方法

转

子

泵

API676

转子泵

GB10885

单螺杆泵技术条件

GB10887

三螺杆泵技术条件

GB9064

螺杆泵试验方法