化工流體機械簡介

1、化肥車間化肥車間蘭州石化公司蘭州石化公司思考：什么是流體？什么是流體？具有流動性的氣體和液體通稱為流體具有流動性的氣體和液體通稱為流體實際生產(chǎn)中，通常需要將物料從一個車間輸送到另一個車實際生產(chǎn)中，通常需要將物料從一個車間輸送到另一個車間，或從一個設備輸送到另一個設備，即流體的輸送。間，或從一個設備輸送到另一個設備，即流體的輸送。液體輸送機械液體輸送機械氣體輸送機械氣體輸送機械泵泵風機風機作用：作用：傳遞機械能傳遞機械能蘭州石化公司蘭州石化公司葉片式泵(透平式泵)：離心泵 軸流泵 混流泵容積式泵往復泵：活塞泵 柱塞泵 隔膜泵回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵 螺桿泵 滑片泵其他類型泵：噴射泵 水錘泵另外，按壓力分為

2、低壓泵（低于2MPa）中壓泵（2-6MPa）高壓泵（高于6MPa）蘭州石化公司蘭州石化公司 甲醇洗單元最具代表性的流體輸送機械為離心泵。 200#、300#、400#的主要動設備幾乎全部為離心泵 離心？蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司 (a) 排出階段排出階段 葉輪旋轉(zhuǎn)(產(chǎn)生離心力，使液體獲得能量，動能及靜壓能增加）流體流入渦殼(動能靜壓能) 流向輸出管路。 (b) 吸入階段吸入階段 液體自葉輪中心甩向外緣 葉輪中心形成低壓區(qū) 貯槽液面與泵入口形成壓差液體吸入泵內(nèi)。 離心泵結(jié)構(gòu)示意圖蘭州石化公司蘭州石化公司為什么在泵啟動前要先灌入液體？為什么在泵啟動前要先灌入液體？原因：原因：

3、如在啟動前泵內(nèi)未充滿液體，則泵內(nèi)存在空氣。由于如在啟動前泵內(nèi)未充滿液體，則泵內(nèi)存在空氣。由于空氣密度比液體小得多，產(chǎn)生的離心力就很小，因而空氣密度比液體小得多，產(chǎn)生的離心力就很小，因而在吸入口處的真空度很低，貯槽液面與吸入管口的壓在吸入口處的真空度很低，貯槽液面與吸入管口的壓強差就很小，不能推動液體流入泵內(nèi)。強差就很小，不能推動液體流入泵內(nèi)。結(jié)論：結(jié)論：氣縛：由于泵內(nèi)存在空氣，啟動離心泵而不能輸送液氣縛：由于泵內(nèi)存在空氣，啟動離心泵而不能輸送液體的現(xiàn)象體的現(xiàn)象解決方法：解決方法：灌泵灌泵蘭州石化公司蘭州石化公司離心泵的氣蝕？離心泵的氣蝕？現(xiàn)象：現(xiàn)象：若葉輪中心區(qū)域真空區(qū)壓強太低（低于體的飽和蒸

4、汽壓），則被吸若葉輪中心區(qū)域真空區(qū)壓強太低（低于體的飽和蒸汽壓），則被吸上的液體在真空區(qū)發(fā)生大量汽化產(chǎn)生氣泡。含氣泡的液體擠入高壓上的液體在真空區(qū)發(fā)生大量汽化產(chǎn)生氣泡。含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的局部沖擊力，造成以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的局部沖擊力，造成對葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到破壞。對葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到破壞。原因：原因：1、進口管路阻力過大或者管路過細、進口管路阻力過大或者管路過細 2、輸送介質(zhì)溫度過高；、輸送介質(zhì)

5、溫度過高；3、安裝高度過高，影響泵的吸液量；、安裝高度過高，影響泵的吸液量；解決方法：解決方法：、清理進口管路的異物使進口暢通，、清理進口管路的異物使進口暢通，或者增加管徑的大?。换蛘咴黾庸軓降拇笮。?、降低輸送介質(zhì)的溫度；、降低輸送介質(zhì)的溫度； 3、降低安裝高度；、降低安裝高度； 蘭州石化公司蘭州石化公司 離心泵的主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密離心泵的主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環(huán)、泵軸、機封或填料函、聯(lián)軸器、軸承等。封環(huán)、泵軸、機封或填料函、聯(lián)軸器、軸承等。蘭州石化公司蘭州石化公司在離心泵的眾多部件中重點介紹三個：葉輪、機封、軸承在離心泵的眾多部件中重點介紹三個：葉輪、機

6、封、軸承 葉輪葉輪：是離心泵的做功元件，把原動機(電機)的機械能 傳遞給液體，提高液體的動能和靜壓能。 葉輪形式：葉輪形式：葉輪由612片葉片組成。 按葉片兩側(cè)有無蓋板:開式、半開式、閉式。半開式開式閉式蘭州石化公司蘭州石化公司(a)后蓋板平衡孔單吸式雙吸式按吸液方式：單吸式、雙吸式。單吸式、雙吸式。閉式葉輪：閉式葉輪：適用于輸送清潔液體開式和半開式葉輪：開式和半開式葉輪：流道不易堵塞，適用于輸送含有固體顆粒的液體懸浮液，效率低。單吸式：單吸式：結(jié)構(gòu)簡單，液體從葉輪一側(cè)被吸入。雙吸式：雙吸式：吸液能力大，基本上消除軸向推力。蘭州石化公司蘭州石化公司 按葉輪數(shù)量：單級（300#機泵）、多級（20

7、0#、400#機泵多數(shù)機泵）多級單級蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司l離心泵工作時，由于葉輪兩側(cè)液體壓力分布不均勻，如圖所示，而產(chǎn)生一個與軸線平行的軸向力，其方向指向葉輪入口。l由于軸向力的存在，使泵的整個轉(zhuǎn)子發(fā)生向葉輪吸人口的竄動，引起泵的振動，軸承發(fā)熱，并使葉輪入口外緣與密封環(huán)產(chǎn)生摩擦，嚴重時使泵不能正常工作，甚至損壞機件。尤其是多級泵，軸向力的影響更為嚴重。因此必須平衡軸向力以限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動。離心泵軸向力的由來？離心泵軸向力的由來？蘭州石化公司蘭州石化公司(1)單級泵的平衡裝置單級泵的平衡裝置l葉輪上開平衡孔。如圖 (a)所示，可使葉輪兩側(cè)的壓力基本上得到平衡。但由于

8、液體通過平衡孔有一定阻力，所以仍有少部分軸向力不能完全平衡，并且會使泵的效率有所降低，這種方法主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，多用于小型離心泵。l泵體上裝平衡管。如圖 (b)所示，將葉輪背面的液體通過平衡管與泵入口處液體相連通來平衡軸向力。這種方法比開平衡孔優(yōu)越，它不干擾泵入口液體流動，效率相對較高。(a)開平衡孔 (b)接平衡管 (c)葉輪背面帶平衡葉片蘭州石化公司蘭州石化公司 采用雙吸葉輪。雙吸葉輪的外形和液體流動方向均為左右對稱，所以理論上不會產(chǎn)生軸向力，但由于制造質(zhì)量及葉輪兩側(cè)液體流動的差異，仍可能有較小的軸向力產(chǎn)生，由軸承承受。 采用平衡葉片。如圖 (c)所示，在葉輪輪盤的背面裝有若干徑向葉片。

9、當葉輪旋轉(zhuǎn)時，它可以推動液體旋轉(zhuǎn)，使葉輪背面靠葉輪中心部分的液體壓力下降，下降的程度與葉片的尺寸及葉片與泵殼的間隙大小有關(guān)。此法的優(yōu)點是除了可以減小軸向力以外，還可以減少軸封的負荷；對輸送含固體顆粒的液體，則可以防止懸浮的固體顆粒進入軸封。蘭州石化公司蘭州石化公司l 分段式多級離心泵的軸向力是各級葉輪軸向力的疊加，其數(shù)值很大，不可能完全由軸承來承受，必須采取有效的平衡措施。l 葉輪對稱布置將離心泵的每兩個葉輪以相反方向?qū)ΨQ地安裝在同一泵軸上，使每兩個葉輪所產(chǎn)生的軸向力互相抵消，如下圖所示。這種方案流道復雜，造價較高。當級數(shù)較多時，由于各級泄漏情況不同和各級葉輪輪毅直徑不相同，軸向力也不能完全平

10、衡，往往還需采用輔助平衡裝置。 蘭州石化公司蘭州石化公司 平衡盤裝置因分段式多級離心泵葉輪沿一個方向裝在軸上，其總的軸向力很大，常在末級葉輪后面裝平衡盤來平衡軸向力。平衡盤裝置由裝在軸上的平衡盤和固定在泵殼上的平衡環(huán)組成，如圖所示。多級泵的平衡盤裝置 l末級葉輪；2尾段；3平衡套；4一平衡環(huán)； 5一平衡盤；6接吸入口的管孔蘭州石化公司蘭州石化公司 從葉輪流出的高壓液體，經(jīng)過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。在旋轉(zhuǎn)的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置。它可以防止和減少外泄漏，提高泵的效率，同時還可以防止空氣吸入泵內(nèi)，保證泵的正常運行。特別在輸送易燃、易爆和有毒液體時，軸

11、封裝置的密封可靠性是保證離心泵安全運行的重要條件。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。蘭州石化公司蘭州石化公司10軸套密封圈7軸套6定位環(huán)5彈簧4推環(huán)3壓蓋1靜環(huán)9靜環(huán)密封圈2動環(huán)8動環(huán)密封圈構(gòu)成機械密封的基本元件有構(gòu)成機械密封的基本元件有; 1靜環(huán)、靜環(huán)、2動環(huán)、動環(huán)、3壓蓋、壓蓋、4推環(huán)推環(huán)5彈簧彈簧6定位定位環(huán)、環(huán)、7軸套、軸套、8動環(huán)密封圈、動環(huán)密封圈、9靜環(huán)密封圈圈等組成。靜環(huán)密封圈圈等組成。 蘭州石化公司蘭州石化公司1靜環(huán)密封圈靜環(huán)密封圈4壓蓋密封圈壓蓋密封圈3動環(huán)密封圈動環(huán)密封圈5軸套密封圈軸套密封圈2摩擦副摩擦副蘭州石化公司蘭州石化公司端面摩擦熱過高有下列危害： （1）液膜

12、汽化磨損加劇密封失效； （2）端面熱變形加大泄漏和磨損； （3）加劇腐蝕； （4）輔助密封圈老化變質(zhì)從而失效； （5）石墨浸漬物碳化或熔化而產(chǎn)生泄漏。 所以端面溫升是機械密封的大敵。 沖洗是一種控制溫度、延長機械密封壽命的最有效措施。沖洗的目的在于帶走溫度和熱量、降低密封腔溫度，防止液膜汽化、改善潤滑條件、防止干運轉(zhuǎn)、防止雜質(zhì)集積和氣囊形成。 蘭州石化公司蘭州石化公司鍋爐給水泵沖洗方案鍋爐給水泵沖洗方案蘭州石化公司蘭州石化公司正向直通式?jīng)_洗、即在泵的內(nèi)部將出口流道與密封腔貫通，依靠它們的壓差，維持介質(zhì)從泵出口流到密封腔的正向流動，達到?jīng)_洗的目的。由于未經(jīng)凈化及降溫處理，只能由介質(zhì)將密封腔的摩擦

13、熱帶走，起控制溫度的作用。正向直通式?jīng)_洗正向直通式?jīng)_洗Q/D=急冷/排液蘭州石化公司蘭州石化公司301、302泵沖洗方案泵沖洗方案蘭州石化公司蘭州石化公司 外沖洗（注入式） 對于內(nèi)裝式單端面密封當液體不適宜作密封流體時，比如介質(zhì)中含有固體顆粒，需要從外部引進潔凈介質(zhì)，注入到密封腔來改善密封的工作環(huán)境。蘭州石化公司蘭州石化公司1.用于顆粒雜質(zhì)（堿，胺，易結(jié)晶流體）工況2.防氣蝕抽空3.外沖洗應連續(xù),包括啟動停車4.沖洗液與介質(zhì)相容5.成本高,只冷卻不用326.適用于單端面密封的高溫泵，易結(jié)晶、含固體顆?；蚋g性介質(zhì)泵 7.對水介質(zhì)，3000r/min，沖洗量330L/min（與軸徑有關(guān)），對易揮

14、發(fā)介質(zhì)或溫度較高介質(zhì)，可適當再選大一些 8.沖洗壓力高于密封腔0.10.2MPa蘭州石化公司蘭州石化公司200#、400#機封沖洗方案機封沖洗方案蘭州石化公司蘭州石化公司介質(zhì)循環(huán)沖洗介質(zhì)循環(huán)沖洗，利用裝在泵軸或軸套上的循環(huán)輪依靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生泵效作用，使密封流體循環(huán)的部件。介質(zhì)從密封腔引出，經(jīng)過換熱器在回到密封腔進行沖洗，并用節(jié)流套控制工作介質(zhì)與密封腔介質(zhì)的熱傳導，控制溫度作用。常用于內(nèi)裝式單端面機械密封。換熱器換熱器介質(zhì)循環(huán)沖洗介質(zhì)循環(huán)沖洗循環(huán)輪循環(huán)輪循環(huán)輪循環(huán)輪蘭州石化公司蘭州石化公司1.80以上熱水和烴類介質(zhì)的標準方案2.只需小換熱器3.換熱器不結(jié)垢4.高凝固點和高黏度介質(zhì)慎用（易導致凝固或黏

15、度變高），宜用PLAN215.溫度為176260 的非閃蒸烴類6.溫度高于60 的閃蒸烴類蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司軸承的作用是支承軸。軸承的作用是支承軸。軸承軸承滑動摩擦軸承滑動摩擦軸承滾動摩擦軸承滾動摩擦軸承蘭州石化公司蘭州石化公司滾動軸承的組成、類型及特點滾動軸承的組成、類型及特點一、滾動軸承的組成一、滾動軸承的組成滾動軸承一般由滾動軸承一般由內(nèi)圈內(nèi)圈、外圈外圈、滾滾動體動體和和保持架保持架組組成。成。蘭州石化公司蘭州石化公司常見的滾動體有球形或是滾子。常見的滾動體有球形

16、或是滾子。蘭州石化公司蘭州石化公司1.兩端固定式兩端固定式蘭州石化公司蘭州石化公司2.一端固定、一端游動式一端固定、一端游動式 一端支承的軸承，內(nèi)、外圈雙向固定，另一端支承一端支承的軸承，內(nèi)、外圈雙向固定，另一端支承的軸承可以軸向游動。雙向固定端的軸承可承受雙向軸的軸承可以軸向游動。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間向載荷，游動端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙。以適應軸的伸縮量，這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度隙。以適應軸的伸縮量，這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度變化大和跨距較大的場合。變化大和跨距較大的場合。點擊看大圖點擊看大圖蘭州石化公司蘭州石化公司3.

17、兩端游動式兩端游動式蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司蘭州石化公司 離心泵的操作蘭州石化公司蘭州石化公司1、確認聯(lián)軸器安裝完畢2、確認泵盤車均勻靈活 3、確認潤滑油系統(tǒng)符合要求 4、確認密封液系統(tǒng)符合要求 5、確認冷卻水系統(tǒng)符合要求6、確認暖泵/冷泵已經(jīng)符合要求7、確認灌泵已完成蘭州石化公司蘭州石化公司 打開聯(lián)軸節(jié)罩，檢查所有的聯(lián)軸節(jié)螺栓是否已全部連好，并向設備員確認聯(lián)軸節(jié)已經(jīng)對中完好 盤車后確認聯(lián)軸節(jié)罩固定完好蘭州石化公司蘭州石化公司 盤車必須均勻靈活，不能太沉，也不能有死點。如出現(xiàn)上述兩種情況，須向班長匯報。若必須開泵，可在班長同意后點試一下泵，然后再進行盤車，如情況沒有好轉(zhuǎn)，則聯(lián)系設備

18、員進行檢修。蘭州石化公司蘭州石化公司 確認油箱/軸承箱液位正常，且油杯入軸承箱管子無堵塞，油杯液位清晰 確認潤滑油質(zhì)量合格 確認潤滑油泵完好備用蘭州石化公司蘭州石化公司 確認密封罐液位正常 確認密封液進/出罐管線閥門已打開。 確認沖洗水閥門已打開，確認沖洗水冷卻水已投用蘭州石化公司蘭州石化公司 確認冷卻水上/回水管線暢通 確認冷卻水系統(tǒng)已投用 確認冷卻水系統(tǒng)無泄漏蘭州石化公司蘭州石化公司 投用暖泵線或稍開入口閥 確認排氣完畢 關(guān)閉放空閥或密閉排凝閥 盤車180半小時 控制暖泵升溫速度50小時 確認泵體與介質(zhì)溫差小于50(合格標準)蘭州石化公司蘭州石化公司 投用冷泵線，稍開入口閥 確認排氣完畢

19、關(guān)閉放空閥或密閉排凝閥 盤車180半小時 控制冷泵降溫速度25小時 確認泵體與介質(zhì)溫差小于25(合格標準)蘭州石化公司蘭州石化公司 緩慢打開入口閥 打開泵放空閥排氣 確認排氣完畢 關(guān)閉泵放空閥 灌泵必須徹底，否則有可能導致開泵時發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，進而損壞葉輪蘭州石化公司蘭州石化公司 開泵過程保持與相關(guān)崗位操作員聯(lián)系 確認泵出口閥關(guān)閉（帶最小流量線的泵，僅打開最小流量線閥）思考 關(guān)閉泵的預熱/預冷線閥 啟動電機 確認出口壓力，電動機電流在正常范圍內(nèi) 緩慢打開泵出口閥（帶最小回流線的泵，同時關(guān)閉最小回流閥） 調(diào)整泵的排量，同時注意泵的入口壓力蘭州石化公司蘭州石化公司如果出現(xiàn)下列情況立即停泵 a.異常泄

20、漏 b.振動異常 c.異味 d.異常聲響 e.火花 f.煙氣 g.電流持續(xù)超高蘭州石化公司蘭州石化公司 出口閥全開后，注意入口壓力不能有大的波動，防止泵抽空 開泵十分鐘后應檢查軸承箱溫度及冷卻水溫度，如溫度過高應停泵進行處理 開泵三十分鐘后再次檢查軸承箱溫度，如果過高，用測溫儀檢測是否高于70，如果在50 -70 ，聯(lián)系設備員，如高于70 ，立即聯(lián)系中控并停泵；同時檢測冷卻水溫度，如冷卻水溫度高于45 ，可認為冷卻水不暢或不通蘭州石化公司蘭州石化公司備泵正常后 關(guān)閉泵出口閥 停電機 關(guān)閉潤滑油系統(tǒng) 關(guān)閉冷卻水系統(tǒng)（視情況）蘭州石化公司蘭州石化公司 檢查泵的振動是否在指標范圍內(nèi) 檢查軸承溫度和聲音是否正常 檢查潤滑油液位（油杯液位）是否正常 檢查泄漏是否在標準范圍內(nèi) 檢查泵入口壓力是否穩(wěn)定 檢查泵出口壓力、電流值是否正常 蘭州石化公司蘭州石化公司故障類別產(chǎn)生原因消除方法無液體排出1 葉輪或進口閥有異物堵塞2 吸液高度過大3 吸人管路漏入空氣4 泵沒有灌滿液體5 被輸送液體粘度過高6 進出口閥損壞無法打開 1 清除異物2 降低吸液高度3 擰緊松動的螺栓或更換密封墊4 停泵灌液5 降低液體溫度或降低安裝高度6 更換或修理閥門 流量不足 1 葉軟反轉(zhuǎn)2 葉輪或進口閥被堵塞3 葉輪腐蝕或磨損嚴重4 入口密封環(huán)