报批稿离心泵的工作原理和在各领域生产中的应用可行性研究报告.docx

1、报批稿离心泵的工作原理和在各领域生产中的应用可行性研究报告离心泵工作原理和在各领域生产中应用可行性研究报告摘要离心泵应用是很广泛，在国民经济许多部门要用到它.它使用涉及到各个领域，有工业，农业和能源方面，甚至在军事方面都用到它很多原理.我们在大学里也有一段时间接触过离心泵，我们考钳工证就是把我们学校离心泵能按照要求规范拆开再装好，还要画它草图.另外也曾看过一些有关离心泵相关资料，主要是关于它应用，特别是在农业排水方面应用.可在现实工作中，我们大家都知道，由于泵工作动力较大，它震动幅度相对也很大，所以它可能会出现各种各样问题和故障，所以我重点写了离心泵故障和它产生原因以及一些处理它方法.不过之前

2、我先分析了它基本知识，首先是它构造，它工作原理和在各领域应用等.关键词：原理，拆卸，安装，应用，故障，排除1 离心泵概论11. 1 离心泵基本构造11. 2 离心泵过流部件21. 3 离心泵工作原理31. 4 离心泵性能曲线42 离心泵应用52. 1 离心泵在给水排水及农业工程中应用52. 2 离心泵在工业工程应用72. 3 离心泵在航空航天和航海工程中应用82. 4 离心泵在能源工程中应用103 离心泵拆装113. 1 离心泵结构图113. 2 离心泵一般拆卸步骤113. 3 离心泵拆卸顺序123. 4 离心泵泵拆卸注意事项123. 5 离心泵装配124 常见故障原因分析及处理134. 1

3、离心泵启动负荷134.2 泵不排液134.3 泵排液后中断134. 4 流量不足134. 5 扬程不够144. 6 运行中功耗大144. 7 泵振动或异常声响144. 8 轴承发热154. 9 轴封发热154. 10 转子窜动大154. 11 发生水击 154. 12 机械密封损坏184. 13 故障预防措施18小结19参考文献20致谢211离心泵概论1.1离心泵基本构造离心泵基本构造是由六部分组成分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函.图1.1 离心泵（1）叶轮是离心泵核心部分，它转速高出力大，叶轮上叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验.叶轮上内外表面要求光滑，以减少水流摩

4、擦损失. （2）泵体也称泵壳，它是水泵主体.起到支撑固定作用，并与安装轴承托架相连接. （3）泵轴作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机转距传给叶轮，所以它是传递机械能主要部件. （4）轴承是套在泵轴上支撑泵轴构件，有滚动轴承和滑动轴承两种.滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/33/4体积太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用是透明油作润滑剂.加油到油位线.太多油要沿泵轴渗出并且漂贱，太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！ （5）密封环又称减漏环.叶轮进口与泵

5、壳间间隙过大会造成泵内高压区水经此间隙流向低压区，影响泵出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损.为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封间隙保持在0.251.10mm之间为宜. （6）填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成.填料函作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间空隙，不让泵内水流不流到外面来也不让外面空气进入到泵内.始终保持水泵内真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！保持水泵正常运行.所以在水泵运行巡回检查过程中对填料函检查是特别要注意！在运行600个小时左右就要对填料进行更换.

6、 1.2离心泵过流部件 离心泵过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分.叶轮室是泵核心，也是流部件核心.泵通过叶轮对液体作功，使其能量增加.叶轮按液体流出方向分为三类： （1）径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直方向流出叶轮.（2）斜流式叶轮（混流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜方向流出叶轮.（3）轴流式叶轮液体流动方向与轴线平行.叶轮按吸入方式分为二类：（1）单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）. （2）双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）. 叶轮按盖板形式分为三类： （1）封闭式叶轮. （2）敞开式叶轮. （3）半开式叶轮. 其中封闭式叶轮应用很广泛，前述单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式. 1.3

7、离心泵工作原理 离心泵工作原理是：离心泵所以能把水送出去是由于离心力作用.水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着水在离心力作用下从叶轮中飞去，泵内水被抛出后，叶轮中心部分形成真空区域.水原水在大气压力（或水压）作用下通过管网压到了进水管内.这样循环不已，就可以实现连续抽水.水很快旋转，旋转着水在离心力作用下从叶轮中飞去，泵内水被抛出后，叶轮中心部分形成真空区域. （1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间流体做功，流体受离心力作用，由叶轮中心被抛向外围当流体到达叶轮外周时，流速非常高 （2）泵壳汇集从各叶片间被抛出液体，这些液体在壳内顺着蜗壳

8、形通道逐渐扩大方向流动，使流体动能转化为静压能，减小能量损失所以泵壳作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置 （3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心液体以很高速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中液体因此被源源不断地吸上气缚现象：如果在启动前壳内充满是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大真空度，这样槽内液体便不能被吸上这一现象称为气缚（通过第一章一个例题加以类比说明）为防止气缚现象发生，启动前要用外来液体将泵壳内空间灌满这一步操作称为灌泵为防止灌渗透泵壳内液体因重力流渗透低位槽内，在泵吸入管路入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵位置低于槽内液面，则启动时无需灌

9、泵 （4）叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高导轮是位于叶轮外周固定带叶片环这此叶片弯曲方向与叶轮叶片弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能效率高 （5）后盖板上平衡孔消除轴向推力离开叶轮周边液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵渗透口一侧轴向推力这容易引起叶轮与泵壳接触处磨损，严重时还会产生振动平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后压力差但由此也会此起泵效率降低 （6）轴封装置保证正常、高效运转在工作是泵轴旋转而壳不动，其间环隙如

10、果不加以密封或密封不好，则外界空气会渗入叶轮中心低压区，使泵流量、效率下降严重时流量为零气缚通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间密封1.4离心泵性能曲线 水泵性能参数如流量Q扬程H轴功率N转速n效率之间存在一定关系.他们之间量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵性能曲线.水泵性能参数之间相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵额顶转速为先决条件.图1.3水泵性能曲线水泵性能曲线主要有三条曲线：流量扬程曲线，流量功率曲线，流量效率曲线. A、流量扬程特性曲线 它是离心泵基本性能曲线.比转速小于80离心泵具有上升和下降特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线.比转速在80150

11、之间离心泵具有平坦性能曲线.比转数在150以上离心泵具有陡降性能曲线.一般说，当流量小时，扬程就高，随着流量增加扬程就逐渐下降. B、流量功率曲线 轴功率是随着流量而增加，当流量Q=0时，相应轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行60%左右）.这个功率主要消耗于机械损失上.此时水泵里是充满水，如果长时间运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢增加. C、流量效率曲线 它曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量增大，效率也逐渐增加，但增加到一定数值之后效率就下降

12、了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区. 2离心泵应用离心泵是各种水力机械中应用最广泛一种，是和我们日常生活和生产活动联系最紧密一种机械.2.1离心泵在给水排水及农业工程中应用水是生命之源，是人类赖以生存及工农业生产重要基础物质.以水为基础给水排水工程、农业工程是国民经济建设基础，每个国家都非常重视.（1）水泵站与水泵在给水排水工程中，泵从水源取水，抽送至水厂，净化后清水由送水泵输送到城市管网中去；对于城市生活污水和工业废水，经排水管渠系统汇集后，也必须由排水泵将污水抽送到污水处理厂，经处理后污水再由另外排水泵(或用重力自流)排放入江河湖海中去，或者排入农田

13、作为灌溉之用.在污水处理厂内，往往从沉淀池把新鲜污泥抽送到污泥消化池、从沉沙池中排除沉渣、从二次沉淀池中提送活性污泥等，都要用各种不同类型泵来保证.在给水排水中用得最多泵是大流量离心泵. （2）其它类型泵在给水排水工程中，除了用到常规离心泵外，在地势较低场合排水，以及在干旱地区地下水供给等工程中，还用到一些特殊离心泵.深井离心泵图2.1深井离心泵深井泵多用于埋深大于20m井水中提水.这种泵驱动电动机或其它动机机械都装在地面上，因此需经很长传动轴带动井下叶轮旋转，将井水提上来.这类泵实际上是一种立式单吸分段式多式离心泵.深井泵井径一般在100500mm范围内，流量一般为8900m/h扬程一般为1

14、0150m.其特点是叶轮均为多级，少者两级，多采用半开式.选用时，井径比泵型号中之数大50mm为好；使用时，叶轮均浸没水中，无需引水.泵开车前，需加橡胶轴衬润滑水.对井水水位变化由较大适应性.深井泵用料多，价格贵，拆卸困难，对井质量要求较高. 潜水电泵图2.2潜水电泵潜水电动离心泵是将电动机和离心泵组合在一起潜入水中工作提水工具.其主要特点是机泵合一，不用长传动轴，体积小，质量轻，电动机和水泵均潜入水中，不须修建地面泵房，移动方便，不用灌引水，操作方便，适应性强.由于电动机一般是用水来润和冷却，维修费用小，造价低，投资少，以逐步替代深井泵.2.2离心泵工程工程中应用（1）固体颗粒液体输送在工业

15、工程中，用液体来输送固体颗粒流体机械称为固液两相流泵，也称杂质泵.用泥浆泵、电站除灰灰渣泵和河道疏浚挖泥泵等，以广泛应用与治金、石化、食品等工业和污水处理、港口河道疏浚等作业中.近10年来，矿山、能源工业中，固体物管道输送技术迅速发展，杂质泵需求日趋增加.同时，在现代科学技术推动下，杂质泵趋于向高寿命、高效率、多品种方向发展.旋流泵.旋流泵（或称涡流泵，即叶轮后缩式泵）适合在要求无堵塞率最高场合使用，如泵送食品（完好鱼、水果、蔬菜等），而且日益普遍用于泵送污水和其它固液混合物.吊泵.吊泵是立式多级分段式离心泵.主要用于立井井筒掘进是吸排含有少量泥沙及小颗粒浑水，也可作为被淹没矿井排水之用，是煤

16、炭、治金、矿山和国防地下工程常用排水设备.立式无轴封离心式砂泵.立式无轴封离心式砂泵是一种高效、低耗、节能新型杂质泵，它突破了国内目前杂质泵结构形式，主要用于输送含有固体悬浮颗粒两相流体，如精矿、尾矿、砂砾等固液混合料浆，对输送有泡沫状料浆效果更佳.（2）离心泵在石油及化学工业应用石油工业中离心泵电动潜油离心泵是应用较广泛一种无杆抽油设备，把电动机和离心泵一起下到井下与油管相连，电动机通过电缆与地面电源连接，它井下机组由多级离心泵、保护器和潜油电动机组成.电动潜油离心泵特别适用于油田注水开发中、后期时油井大排量抽油.石油化工和化工流程用离心泵在石油化工和化学工业流程中，离心泵是最常用流体机械a

17、)高速离心泵.高速离心泵由于具有单级扬程高、结构紧凑、维护方便、可靠性好及适应范围广等优点，已广泛应用于炼油、石油化工和化学工业等领域.高速离心泵高转速一般是由电动机驱动和齿轮传动增速机构及相应润滑和监控系统.由于采用了诱导轮技术使得高速离心泵具有比多级离心泵更高抗空化性能，最高抗空化性能，最高空话比转速可以达到 5000以上.因此高速离心泵取代多级离心泵已为离心泵发展一个重要趋势.b)大功率离心泵.随着炼油能力和化工生产规模加大，大流量和高压力离心泵需要量就会增加，即所需离心泵功率将很大.c)低空化余量离心泵.石化，化工等装置中，对有些离心泵要求抗空化性能好、空化余量低.所以在当今社会化工发

18、展中，低空化余量离心泵也必不可少.d）高入口压力离心泵.在石油化工装置中，需要入口压力较高高速离心泵，才能满足生产工艺要求.不过高入口压力离心泵必须要解决机械密封可靠性和轴向力平衡问题等.除以上几种化工中经常用到离心泵外，还由高温离心泵、低温离心泵、无泄露离心泵和耐强腐蚀离心泵.2.3离心泵在航空航天和航海工程中应用空间科学技术包括大气层以内航空科技和大气层以外航天科技，是当代高技术重要技术之一，是衡量一个国家科学技术发展水平重要标志，它强有力地带动相关学科领域科学技术发展. 随着国际间和地区间科技合作和文化交流不断深入，现代交通和运输系统越来越显示出它重要性.海上交通运输是目前三大交通和运输

19、形式之一.同时由于地球表面2/3由海洋覆盖，海洋不但是自然资源宝库，而且调节陆地气候与环境，因此航海工程也是进行海洋科学研究和技术开发重要手段.（1）航空工程用离心泵离心泵在飞机装备和地面后勤系统中得到广泛应用.例如，为保证飞机发动机正常运行润滑系统中润滑泵及冷却水泵，飞机在地面注油用加油泵和注水用注水泵，以及飞机饮用水系统中用到循环水泵等.（2）航天工程用离心泵 液体火箭发动机涡轮泵航天飞机、宇宙飞船和空间站是进行空间科学研究重要工具，它们要靠远程大推力运载火箭在发射装置上进行发射并将之送入预定轨道.液体火箭发动机是运载火箭动力，决定着运载火箭推力，即决定装载载荷质量，而涡轮泵推进剂输送系统

20、（以下简称涡轮泵）则是液体火箭发动机动力部分，是液体火箭发动机心脏.涡轮泵主要由推进剂离心泵（氧化剂泵和燃料泵）、涡轮、涡轮动力源、传动部分(需要时)及辅助系统所组成.其它离心泵在航天工程中应用其它离心泵主要是在地面试验装置、发射装置及测试控制系统中应用.如液体火箭发动机在试验时要用离心泵对涡轮泵系统进行加压试验液体运载火箭发射前推进剂加注时要采用离心泵将各种所需要推进剂从贮罐加压输送到每一级火箭发动机贮箱等.（3）航海工程用离心泵船舶动力中离心泵以柴油作为主要燃料柴油机动力装置是目前使用较为广泛且具有较高经济性动力离心泵推进装置.柴油机装置就用到许多离心泵.例如，在燃油燃烧系统中有输油泵，在

21、滑油系统中有滑油泵、汽轮机油循环泵、冷却系统中有淡水泵和海水泵.同样，以锅炉产生蒸汽作为动力源蒸汽动力装置，以燃料燃烧产生燃气作为动力燃气轮机动力装置也用到许多离心泵，如蒸汽动力装置中锅炉给水泵泵、凝水泵、循环水泵、锅炉燃油泵.船舶系统和船舶设备中离心泵这类机械用来保证船舶运营和为船上人员生活需要服务.例如船舱系统中压载水泵和船底水泵，生活用水系统中水泵和热水循环泵，消防系统中救火泵，船舶油水分离装置中油污水泵，污水处理装置中用于输送污渣和冲洗水污渣泵和循环水泵，真空蒸发造水装置中淡水冷却泵、海水泵、凝水泵、排污泵.2.4 离心泵在能源工程中应用（1）水电站供排水系统水电站供水主要用于；1）水

22、轮发电机组、水冷变压器和水冷空压机等冷却；2）水轮机导轴承等润滑；3）射流泵等操作.用于水电站供排水系统水泵由卧式离心泵、立式深井泵和潜水泵.离心泵适用于各种类型电站，但由于吸出高度限制，安装位置低，需要考虑防潮和防淹等问题.深井泵不仅在渗漏排水中表现出色，也广泛用于检修排水.潜水泵虽效率高、安装灵活，但造价高，密封要求严格.抽水蓄能电站水泵水轮机随着现代电力发展，电力系统发电量不断增大，但电网峰谷差越来越大，这些巨型热电机组调节能力又很差，抽水蓄能电站便应运而生了.可逆式水泵水轮机将水泵和水轮机合二为一，结构上主要仿照离心泵叶轮设计出转轮，配以改善水流活动导叶综合而成.电机可以两种方式运行；

23、或作为电动机，驱动水泵；或以相反方向旋转，由水轮机驱动做为发电机运行.因之机组尺寸小、设备投资低.（2）火电站火电站是将煤、石油、天然气或其它化石燃料产生热能量最终转化为电能工厂，火力发电是比较重要发电形式，它发电量占我国发电总量70%左右.火力发电厂应用离心泵有凝结水泵、增压泵、给水泵、疏水泵、补给水泵、生水泵、灰渣泵和冲灰水泵等，这些泵制造技术均比较复杂.锅炉给水泵锅炉给水泵是从除氧器水箱中吸水并一很高压力向锅炉输送给高温给水设备，是电厂重要铺助泵.给水泵若发生事故，将会导致锅炉烧干等恶性事故，故其可靠性要求较高.泵出口压力很高，故多采用多级离心泵.泵整体结构一般为分段式，其扬程可达110

24、0m，流量可达274m/h，.液体温度可达160c，泵体承压12Mpa.转速为3600r/min.近代大型超高压机组常采用圆筒型双层壳体.凝结水泵凝结水泵作用是将凝结器热井中2535c凝结水抽出，经低压加热器送至除氧器.工作条件较恶劣，须保持水泵完全密封.泵入口处在真空状态，极易导致水气化，故其抗空化性能要求较高，所以泵转速不易过高，且需在入口前加诱导轮或采用双吸式首级叶轮.a)炉水循环离心泵立式炉水循环离心泵，一般扬程可达80m，流量可达2000m/H.液体温度可达345c，泵体承压16Mpa.转速为3600R/min.可用于大型锅炉炉水强迫循环.b)前置增压泵为了防止锅炉给水泵空化，在给水

25、泵前面装置一台增压泵，其一般扬程可达400m，流量可达6120m/h.液体温度可达220c.泵体承压5Mpa，转速为1800r/min.c)循环水泵汽轮机凝汽器、冷油器、发电机冷器都依靠循环水泵供给冷却水.循环水泵工作特点是低扬程、大流量、故中小机组多采用单级双吸横轴离心泵，扬程可达180m，流量可达10000m/h.液体温度可达160C.(3)核电站核电站是利用一座或若干座反应堆中核燃料裂变产生热量发电动力设施，是核能一种和平利用方式，也是一种较为理想发电形式.与一般火电站相比，投资高出两倍多，但运行费用约1/5或更少.根据国际原子能机构估计，到2000年核电站发电量将占世界发电总量20%.

26、我国以建成了秦山核电站和大亚湾核电站，均为压水堆型，其中泰山核电站是我国自行开发和设计第一核电站.核电站安全注射系统是为了在一回路冷却剂主管道发生不大可能双端管道断裂事故时，能保证堆芯冷却，并防止燃料包壳熔化.停堆冷却系统主要作用是在停堆后带走堆芯内产生哀变热.当发生中小等级失水事故是，安全注射系统工作；失水较严重时，停堆冷却系统也开始起动.具体说来，在反应堆事故停堆后，发出安全注射信号，安全注射系统高压安注泵迅速起动，从高位换料水箱吸水（含硼酸），注入堆芯吸热.如果必要话，安注系统备用系统，即安全壳喷淋系统中安全喷淋泵也开始执行安全壳喷淋冷却任务，若高压安注系统仍不能保持压力时，停堆冷却系统

27、余热导出泵也接受负荷，换料水箱水位降低到低液位时，改为从安全壳集水坑内吸水，形成再循环状态.化学和容积控制系统中离心式上充泵也可作为高压注水泵用.3离心泵拆卸3.1离心泵结构图我们大家都知道离心泵基本构造是由六部分组成分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函.我们只有对离心泵结构很熟悉我们才会对它拆装很精通.下面我就分析下离心泵基本结构，下图是离心泵基本结构图：图3.1离心泵结构图1 密封环 叶轮 填料函 泵体 泵轴 中间支架3.2离心泵拆卸一般步骤（1） 拧下悬架体上放油螺塞，放尽润滑油，移开电机.（2） 松开泵体和轴承体连接螺栓，将叶轮、轴封体、轴承体与泵体分离.（3） 松开叶轮螺母，取出叶轮和平件键.（4） 取出轴封体和密封部分，将机械密封静环取出，填料密封卸下填料盖取出填料即可.（5） 从轴上取下机械密封传动部分和轴套，填料密封取下轴套即可.（6） 拆下轴承压盖、甩水橡胶圈，泵轴及轴承.3.3泵拆卸顺序(1) 拧下吐出侧轴承端盖上螺栓和出水段、尾盖、轴承体三个部件之间联接螺栓，卸下轴承端盖、轴承体等轴承部件；(2) 拧下轴上圆螺母并依次卸下轴承内圈、轴承压盖和挡圈后，卸下填料体（包括填料压盖、填料环、填料等在内）；(3) 依次卸下轴上O形密封圈、轴套、平衡盘和键后，卸下出水段、末导叶、平衡环套等；(