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1、&泵的定义及结构形式&泵的工作原理及参数&泵的机组运行规律&离心泵的维护及故障 泵的基础知识第1页/共52页1.泵的定义及结构形式1.1定义及分类B 泵的定义：把原动机的机械能转化成液体能量的机器。液体能包括位能、压能和动能。B叶片式泵:也叫动力泵,特点是连续地将能量转换给液体.如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。B容积式泵：特点是通过封闭的、充满液体的容积周期性的变化，不连续地将能量转换给液体。如齿轮泵、活塞泵、螺杆泵等转子泵。B其它类型泵：这些泵的工作原理各异，如射流泵、水锤泵、电磁泵等第2页/共52页1.2 叶片泵结构形式B按叶轮特性分 a).离心式 b).混流式 c).轴流式B按泵体形
2、式分 a).蜗壳式 b).导叶式(透平式)B按泵的级数分 a)单级泵 b)多级泵B按吸入方式分 a)单吸泵 b)双吸泵B按泵体剖分分 a)节段式 b)中开式B按应用领域分 a)化工泵 b)污水泵 c)建筑用泵(给水泵)d)矿山用泵 e)电站用泵第3页/共52页B按泵的安装方式分 a)干式泵 b)潜水泵 c)液下泵 d)立式泵 B按泵的特殊结构分 a)磁力泵 b)屏蔽泵 c)管道泵 d)自吸泵第4页/共52页2.泵的工作原理及参数 2.1,2.1,工作原理 2.2,2.2,泵的主要性能参数 2.3,2.3,比转速的定义 2.4,2.4,叶片泵理论 2.5,2.5,泵的相似定律及性能曲线 2.62
3、.6,泵的工作范围及型谱第5页/共52页2.1工作原理B离心泵工作原理 a).吸入 在泵内灌满水的前提下,当轴带动叶轮高速旋转时,叶轮中的水受离心力的作用而从叶轮四周射出,导致叶轮中心处形成真空(低压区),即此处的压力低于大气压力,而下游(进水池)水面上却作用着大气压力,那么,下游的水在大气压力的作用下,从下游流向叶轮中心,也就达到了吸入的目的.b).压出 在离心力的作用下,到达叶轮中心的水进入叶轮腔内,高速运转的叶片就会驱使叶轮中的水一起转动.在叶片与水流的相互作用过程中,叶片对水流作功,水流得到能量而从叶轮四周射出,此时,水流就带有很大的动能和压能,并在泵壳与叶轮外缘所形成的空间(压水室)
4、内汇集后流向压水室出口扩散段,经扩散段的能量转换,最后在泵出口法兰处形成高压水流,并进入出水管路,也就达到压出的目的DD第6页/共52页B泵及其动力系统 a).电泵（电机泵）；电机与泵紧密结合,设计成一个整体,主要有潜水泵,屏蔽泵属于这种系统.b).泵传动系统动力系统；即泵通过传动系统与原动机相联,形成整体机组.传动系统分为两种:直联-联轴器,变速-皮带,齿轮箱.原动机分内燃机和电机.c).其他系统（如控制系统等）;变频器,电器控制柜第7页/共52页2.2泵的主要性能参数B输出参数 a).流量；(Q)是指水泵在单位时间内所能抽送的出液量,又分体积流量和质量流量,通常用体积流量表示,其单位:m3
5、/h,L/s b).扬程；(H）是指水泵输送的单位重量液体的能量的增值,即水泵出口法兰处单位重量液体的能量减去泵进口法兰 处单位重量液体的能量.其单位:m.P=g H 根据定义:H=Ed-Es Ed-水泵出口法兰处单位重量液体的能量;Es-水泵进口法兰处单位重量液体的能量.Ed=Zd+Pd/g+V2d/2g Es=Zs+Ps/g+V2s /2g 一般情况下,离心泵的扬程可以泵轴线为界分为两部分,泵轴线以上为压水扬程,也叫上扬程,用H2表示,泵轴线以下为吸水扬程,用H1 表示,也叫 下扬程.因此,水泵扬程又可以表示为:H=H1+H2+h c).水功率；(P水)也叫水泵的输出功率，有效功率：P z
6、=g Q H d),效率；()=P z/PB输入参数 a).转速；(n)水泵的转速是指单位时间内泵转子旋转次数，单位：r/min 一般和电机同速（直联）b).轴功率；(P)即动力机传递给泵轴的功率，也叫水泵的输入功率，单位：kW。c).配用功率；(P)又称配套功率，指泵所需配套的动力机功率，单位：kW。可以是电机或发动机的额定功率。第8页/共52页B其他性能 a).汽蚀余量；NPSHr-泵的必需气蚀余量，也是泵内从进口法兰到叶轮叶片进口的压力损失或压差。它是泵所固有 的,仅随流量而变化,一般若不修改水泵过流部件，其变化规律很难有变化。NPSHa-系统的装置气蚀余量，是大气压在泵进口法兰处的剩余
7、压力，它取决系统及安装位置，是一个变化的量。b).振动及噪音；产生振动的原因：1，叶轮的静、动平衡未达到要求。2，轴弯曲或跳动。3，轴承质量有问题，或装配不当。4，水泵工作工况点远离最佳工况点，即在过大流量或过小流量工况点工作。5，电机轴心线与水泵轴线对中偏差过大。产生噪音的原因：1，上述振动引起。2，水力噪音。3，电机噪音。泵机组的噪音只要在泵行业或国家标准以内，既是合格产品。大于30kW,电机噪音大于水力噪音。第9页/共52页2.3 比转速的定义 水泵的比转速简称比速,通常用符号ns 表示.比转速与转速是两个完全不同的概念.比转速是表示水泵特性的可用基本参数Q、H、n计算出来的一个综合性数
8、据。也可称为综合判据。它与水泵叶轮结构形状和水泵性能有密切关系。国内比转速的计算公式：国外比转速Specific Speed 的计算公式第10页/共52页比转速:典型叶轮高扬程高扬程 中扬程中扬程 低扬程低扬程/离心泵离心泵 低扬程低扬程/混流泵混流泵 轴流泵轴流泵第11页/共52页比转速:典型性能曲线(一)HeadPowerEfficiencyNPSH第12页/共52页比转速:典型性能曲线(二)Radial Mixed Flow Axial第13页/共52页不同的水力性能H-QP-Q-QNPSHr-Q第14页/共52页B泵的相似定律Ba)转速变化的影响；b).叶轮切割定律；转速对性能的影响
9、切割叶轮通常只在很小范围内 在满足汽蚀和强度的前提下 才相当于转速的变化(20%)是成立的 此公式仅适用叶片数5-82.5泵的相似定律及性能曲线第22页/共52页例 1IC50-32-200叶轮外径:212 mm,扬程:50m.如果我们将叶轮外径车到:180 mmH180/H212=(180/212)2 =0.852=0.72H(180)=50 x 0.72=36m实践中,当叶片数量少时切割叶轮,变化后的扬程比计算的要大第23页/共52页例 2类似的,我们把 IC50-32-200 从 50 Hz变到 60 Hz(从2850 rpm到 3400 rpm)在 50 Hz,叶轮 外径 212mm,
10、其扬程是 50m.H60/H50=(N60/N50)=(3400/2850)2=(1.19)=1.42在 60 Hz时,扬程=50X1.42=71m.第24页/共52页B泵的性能曲线 a).Q-H性能曲线有限叶片数损失部分有限叶片数损失部分摩擦损失进口回流损失进口冲击损失实际QH 曲线第25页/共52页回流损失回流损失QP2进口回流损失第26页/共52页b).全性能曲线第27页/共52页第28页/共52页泵工作性能曲线第29页/共52页c).叶轮参数的影响；叶轮外径变小 第30页/共52页原曲线原曲线效率效率锉后曲线锉后曲线QH锉后宽度锉后宽度原始宽度原始宽度原始宽度原始宽度锉后宽度锉后宽度最
11、小宽度最小宽度叶片出水边下锉第31页/共52页d).转速的影响第32页/共52页较小泵较小泵较大泵较大泵2.6 泵的工作范围及型谱第33页/共52页15010050403020105510 20 30 40 50 6 100 200 300 400 ISO 2858型谱第34页/共52页第35页/共52页3.泵的机组运行规律B3.1.泵运行时的工况点;B3.2.泵的串联运行B3.3.泵的并联运行B3.4.泵的启动性能第36页/共52页B3.1.泵运行时的工况点;第37页/共52页第38页/共52页离心泵性能曲线第39页/共52页3.2.泵的串联运行第40页/共52页第41页/共52页3.3.泵
12、的并联运行第42页/共52页第43页/共52页3.4.泵的启动性能第44页/共52页4.离心泵的维护及故障B4.1、离心泵的运行维护：B4.2离心泵的常见故障和排除第45页/共52页B4.1、离心泵的运行维护：1离心泵开车前的准备工作 水泵开车前，操作人员应进行如下检查工作以确保水泵的安全运行。（1）用手慢慢转动联轴器或皮带，观察水泵转动是否灵活、平稳，泵内有无杂物，是否发生碰撞；轴承有无杂音或松紧不匀等现象，填料松紧是否适宜；皮带松紧是否适度。如有异常，应先进行调整。（2）.检查并紧固所有螺栓，螺钉。（3）检查轴承中的润滑油和润滑脂是否纯净，否则应更换。润滑脂的加入量以轴承室体积的2/3为宜
13、，润滑油应在油标规定的范围内。（4）检查电动机引入导线的连接，确保水泵正常的旋转方向。正常工作前，可开车检查转向，如转向相反，应及时停车，并任意换接两根电动机引入导线的位置。（5）离心泵应关闭闸阀起动，起动后闸阀关闭时间不宜过久，一般不超过35min，以免水在泵循环发热，损坏机件。（6）需灌引水的抽水装置，应灌引水。在灌引水时，用手转动联轴器或皮带轮，使叶轮内空气排尽。第46页/共52页2离心泵运行中的注意事项 水泵运行过程中，操作人员在严守岗位，加强检查，及时发现问题并及时处理。一般情况下，应注意以下事项：1）检查各种仪表工作是否正常，如电流表、电压表、真空表、压力表等。如发现读数过大、过小
14、或指针剧烈跳动，都应及时查明原因，予以排除。台真空表读数突然上升，可能是进水口堵塞或进水池水面下降使吸程增加；若压力表读数突然下降，可能是进水管漏气、吸入空气或转速降低。2）水泵运行时，填料的松紧度应该适当。压盖过紧，填料箱渗水太少，起不到水封、润滑、冷却作用，容易引起填料发热、变硬，加快泵轴和轴套的磨损，增加水泵的机械损失；填料压得过松，渗水过多，造成大量漏水，或使空气进入泵内，降低水泵的容积效率，导致出水量减少，甚至不出水。一般情况下，填料的松紧度以每分钟能渗水20滴左右为宜，可用填料压盖螺纹来调节。3）轴承温升一般不应超过3040，最高温度不得超过6070。轴承温度过高，将使润滑失效，烧
15、坏轴瓦或引起滚动体破裂，甚至会引起断轴或泵轴热胀咬死的事故。温升过高时应马上停车检查原因，及时排除。4）防止水泵的进水管口淹没深度不够，导致在进水口附近产生漩涡，使空气进入泵内。应及量清理拦污栅和进水池中的漂浮物，以免阻塞进水管口。上述两者均会增大进水阴力，导致进口压力降低，甚至引起汽蚀。5）随时注意有否诸如出水量少、杂音和较大振动等不正常现象。一旦出现不正常现象应立即停车检查，及时排除故障，防止事故发生。6）先关闭出水管上的闸阀，然后停车。第47页/共52页3离心泵的维护（1）停车后，及时擦干水泵及管路上的水渍和油污，保持机组的清洁。（2）定时更换轴承内的润滑油、脂。对于装有滑动轴承的新泵，
16、运行100h左右，应更换润滑油，以后一般每 运转300500h应换油一次，特殊情况，半年至少换油一次。滚动轴承每运转12001500h应补充润滑脂一次，特殊情况，至少每年换润滑脂一次。转速低的水泵可适当延长。（3）如较长时间内不继续使用或在冬季，应将泵内和水管内的水放尽，以防生锈或冻裂。（4）在排灌季节结束后，要进行一次小修，累积运行2000h左右进行一次大修。B4.2离心泵的常见故障和排除 离心泵的常见故障现象有水泵不出水或水量不足、电动机超载、水泵振动或有杂音、轴承发热、填料密封装置漏水等多种。发生故障的原因，一般有以下几个方面（1）不符合性能要求；（2）零部件缺损或内部有异物；（3）安装
17、、使用不符合要求；（4）进水条件不良。附表离心泵的常见故障和排除方法故障现象故障现象原因分析原因分析排除方法排除方法水泵灌不满水零部件缺损或内部有异物a,底阀已坏或密封不严b,底阀活门被杂物卡住a,进行修理b,把杂物去掉安装、使用不符合要求c,水管漏水d,放水螺塞未旋紧e,进水管中空气跑不出去c,把法兰螺丝旋紧或重新加垫圈d,旋紧螺塞e,把放气孔打开或重新安装进水管路第48页/共52页起动后不出水或出水量少不符合性能要求a,抽水装置总扬程超过水泵扬 程过多b,吸水扬程过高c,淹没深度术浅，大量空气被吸入泵内d,水泵转速低于额定转速a,调换水泵或串联一台流量相同的水泵或二级提水b,降低吸水高度，
18、减少管路损失c,在底阀（或进水喇响叭）上面加一段短管或开大进水闸门，提高进水池水位d,调整转速零部件缺损或内部有异物e,底阀锈住f,水管或叶轮被杂草等堵住g,叶轮或口环损坏e,修理f,清除阻塞物g,更换叶轮或口环安装、使用不符合要求h,未加引水或引水未加满I,进水管漏气j,叶轮或吸水管内聚集空气k,叶轮转向不符l,几台水泵排列不当或过密发生“抢水”现象皮带过松或打滑m,填料压盖太松，填料磨损过 大，从而漏气、漏水h,打开加水漏斗，若水不流出，应重新加引水I,旋紧法兰螺丝，重新加垫圈或焊补管子孔缝j,开启放气孔，或重新安装水管，使水平管路放平或向吓倾斜k,电动机带动的水泵，可把三相电源的任意二相
19、接线对换；开口皮带传动机组可换成交叉皮带传动；l,重新安装调节中心距或截短皮带或装压紧轮m,拧紧填料压装置或更换填料，并消除使填料磨损的原因进水条件不良n,进水池太小o,进水形式不佳p,进水池堵塞，水流不畅n,设法增大o,改变形式p,清理第49页/共52页动力机超载不符合性能要求a,装置扬程过低，使工况点向大流量偏移，泵轴功率增加，使动力机超载b,转速过高a,降低转速或进水管充气或关小闸门；调换水泵b,降低转速零部件损坏c,泵轴弯曲d,轴承损坏c,校直泵轴或调换成新轴，并避免弯曲d,调换轴承安装、使用不符合要求e,动力机轴与水泵轴不同心f,叶轮与泵壳磨擦g,填料过紧e,检查与调整同心度f,可用
20、拧紧叶轮螺母或在叶轮后面加垫圈的方法来调整叶轮位置，使之不磨擦g,旋松压盖螺丝或重新填料水泵振动或有异常声音不符合性能要求a,由于吸程太高，淹没深度太浅等原因，使水泵发生汽蚀a,设法消除产生汽蚀的因素零部件损坏b,磁轴弯曲c,叶轮损坏或不平衡d,轴承损坏或润滑不良，润滑油太脏b,校直或调换c,修理或调换d,调换轴承或清洗加注润滑油安装、使用不符合要求e,地脚螺丝松动f,动力机轴与泵轴不同心g,叶轮与泵壳磨擦e,拧紧f,检查、调整同心度g,调整叶轮位置轴承发热零部件损坏a,轴承磨损太多b,泵轴弯曲a,调换b,校直或调换安装、使用不符合要求c,润滑不良（润滑油辊得太多或太少）d,轴承未洗干净或润滑油质量太差e,皮带太紧f,动力机轴与泵轴不同心g,轴承安装不当c,减少或注入一些d,把轴承洗净或调换润滑油e,加长皮带或缩短轮距f,检查调整同心度g,重新安装第50页/共52页B结束第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页