模塊五離心泵和壓縮機(jī)

模塊五離心泵和壓縮機(jī)流體輸送在工廠中非常常見，包括液體和氣體的輸送。根據(jù)輸送方式的不同，可分為重力輸送、壓力輸送、真空輸送和機(jī)械輸送。不同的方式有不同的原理。主要講解離心泵、往復(fù)泵、計(jì)量泵和離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、輸送原理、操作過程及控制和影響因素。項(xiàng)目一離心泵離心泵是用來輸送液體物料，也是工廠中使用最廣泛的泵。知識(shí)點(diǎn)一離心泵的結(jié)構(gòu)化工廠中流體輸送機(jī)械主要分為兩大類：速度式和容積式。速度式是靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪或高速噴射的工作流體來傳遞能量，主要有離心泵、軸流泵、噴射泵；容積式是依靠改變?nèi)莘e來壓送和吸取流體，主要有往復(fù)泵、計(jì)量泵、齒輪泵等。一、離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵主要由三部分組成：泵殼、葉輪和軸封裝置。離心泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括泵體、泵蓋、葉輪、泵軸、軸承、密封裝置等。二、離心泵組成部分的作用離心泵的吸水裝置部件的作用：1、底閥1）保證第一次啟動(dòng)泵時(shí)，泵內(nèi)充滿被輸送的液體。

2）防止泵內(nèi)的液體倒流回貯槽，污染貯槽內(nèi)的液體。圖5-3離心泵吸水裝置2、濾網(wǎng)防止雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)。3、出口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量。4、葉輪作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體，使液體的靜壓能和動(dòng)能都得到提高。結(jié)構(gòu)：在閉式和半閉式葉輪的后蓋板上有一小孔，叫平衡孔，起到泄壓的作用，減小葉輪兩側(cè)的壓差。圖5-4閉式葉輪圖5-5半閉式葉輪圖5-6全開式葉輪5、泵殼泵殼又稱蝸殼，是泵內(nèi)壁與葉輪外緣之間形成的一個(gè)截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道。流體在被拋向外緣時(shí)，由于流道加寬，流體動(dòng)能降低，靜壓能提高，所以其本身是一轉(zhuǎn)能裝置。導(dǎo)輪：為了減少液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞，在葉輪與泵殼之間裝有一個(gè)固定不動(dòng)的帶有葉片的圓盤叫導(dǎo)輪。導(dǎo)輪的作用：是將高速液體流過時(shí)能均勻和平緩的將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，減少能量的損失。6、軸封裝置有兩種類型：填料密封和機(jī)械密封

1）填料密封填料密封裝置叫填料函。優(yōu)缺點(diǎn)：密封效果不好，易磨損，加工精密度低，價(jià)格便宜。

2）機(jī)械密封對(duì)于輸送酸、堿及易燃、易爆、有毒的液體，采用機(jī)械密封。優(yōu)缺點(diǎn)：密封性能好，使用壽命長(zhǎng)，功率消耗小，但是加工精密度高，機(jī)械加工復(fù)雜，對(duì)安裝的技術(shù)條件比較嚴(yán)格，價(jià)格比較昂貴。知識(shí)點(diǎn)二離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線離心泵的主要性能參數(shù)有：流量、壓頭、效率、軸功率。離心泵的特性曲線的特點(diǎn)：圖5-7離心泵性能曲線圖一、流量—揚(yáng)程曲線表示流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系，離心泵的揚(yáng)程隨流量的升高而下降。二、流量—軸功率曲線表示泵的流量與軸功率之間的關(guān)系，軸功率隨流量的升高而增大，流量為零時(shí)軸功率最小，所以啟動(dòng)泵時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，使電極啟動(dòng)電流小，起到保護(hù)電極的作用。三、流量—效率曲線流量為0時(shí)，效率為0，隨流量的增大效率增大，達(dá)到一個(gè)最大值，而后隨流量的升高而下降。在最高效率點(diǎn)下測(cè)定的性能參數(shù)為泵的最佳性能參數(shù)，又叫最佳工況參數(shù)。知識(shí)點(diǎn)三離心泵操作中的兩個(gè)不正常操作一、氣縛第一次啟動(dòng)泵時(shí)，啟動(dòng)前要灌泵，若不灌泵或未灌滿泵，泵內(nèi)有氣體存在，啟動(dòng)泵而不能輸送液體的現(xiàn)象，叫氣縛。發(fā)生的原因：泵內(nèi)有氣體存在。結(jié)果：泵不能輸送液體。避免方法：第一次啟動(dòng)泵時(shí)，灌滿被輸送的液體。二、氣蝕泵入口處的壓力低于或等于被輸送液體圖的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓，液體產(chǎn)生汽化，氣泡的產(chǎn)生和破裂所造成的剝蝕現(xiàn)象，叫氣蝕。發(fā)生的原因：泵入口處的壓力低于或等于被輸送液體的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓。結(jié)果：流量、壓頭、效率顯著下降，更嚴(yán)重時(shí)泵吸不上液體。避免方法：1、泵入口處的壓力大于被輸送液體的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓。2、選擇合適的泵的安裝高度。知識(shí)點(diǎn)四離心泵的流量調(diào)節(jié)1、改變離心泵的出口閥門開度2、改變離心泵的轉(zhuǎn)速3、改變離心泵的葉輪直徑知識(shí)點(diǎn)五離心泵類型水泵（IS、D、Sh）、油泵（Y）、耐腐蝕泵（F）、雜質(zhì)泵（P）。水泵油泵雜質(zhì)泵項(xiàng)目二其它類型泵知識(shí)點(diǎn)一往復(fù)泵往復(fù)泵是依靠活塞在缸體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)依次開啟吸入閥和排出閥，從而吸入和排出液體。主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥，吸入閥和排出閥都是單向閥。

1、泵缸2、活塞3、活塞桿4、吸入閥5、排出閥圖5-10往復(fù)泵的主要組成知識(shí)點(diǎn)二計(jì)量泵計(jì)量泵又稱比例泵，是一種可以調(diào)節(jié)流量的往復(fù)泵，它有一套可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)流量的結(jié)構(gòu)。計(jì)量泵是由轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的電動(dòng)機(jī)通過可變偏心輪帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變偏心輪的偏心距離，就能改變活塞的沖程，從而改變流量。

圖5-11（a）計(jì)量泵圖5-11(b)計(jì)量泵項(xiàng)目三離心式壓縮機(jī)知識(shí)點(diǎn)一離心式壓縮機(jī)工作原理一、離心式壓縮機(jī)工作原理工作原理：離心式壓縮機(jī)又叫透平壓縮機(jī)，工作原理與多級(jí)離心泵相類似，主要工作部件是葉輪，葉輪上有若干個(gè)葉片，被壓縮氣體從中心進(jìn)入葉輪，高速旋轉(zhuǎn)的葉片帶動(dòng)氣體隨之旋轉(zhuǎn)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并沿葉片的半徑方向甩出來。氣體通過一個(gè)葉輪壓縮后壓力升高有限，在要求升壓力較高的情況下，通常由若干個(gè)串接的葉輪一個(gè)接一個(gè)連續(xù)進(jìn)行壓縮，直到出口壓力達(dá)到要求為止。

圖5-12離心式壓縮機(jī)工作過程圖5-13離心式壓縮機(jī)工作原理說明：一個(gè)葉輪為一級(jí)，葉輪數(shù)就是壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)，一般若干個(gè)級(jí)安裝在一外機(jī)殼內(nèi)，叫做缸，一個(gè)缸只能裝十級(jí)左右，更多的級(jí)需要采用更多的缸。氣體壓縮后溫度升高，當(dāng)壓縮比比較高時(shí)，常常將氣體壓縮到一定壓力后，從缸內(nèi)引出來，在外設(shè)的冷卻器內(nèi)冷卻降溫，然后再引入下一個(gè)缸內(nèi)繼續(xù)壓縮。這樣依冷卻次數(shù)的多少，將壓縮機(jī)分成幾段。二、離心式壓縮機(jī)的原動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是離心式壓縮機(jī)常用的原動(dòng)機(jī)之一，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修工作量小以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。但是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不高，不能直接滿足壓縮機(jī)高轉(zhuǎn)速的要求，如果輸送的氣體為易燃易爆氣體，還必須增設(shè)防爆措施或選用防爆電動(dòng)機(jī)。防爆電動(dòng)機(jī)2、蒸汽輪機(jī)蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，可直接滿足壓縮機(jī)高轉(zhuǎn)速工作的要求，而且一般在化工廠均有穩(wěn)定的供汽系統(tǒng)，并且在輸送易燃易爆氣體時(shí)，本身不需要防爆設(shè)施。但蒸汽輪機(jī)輔助設(shè)備多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修工作量和技術(shù)難度大，啟動(dòng)操作復(fù)雜，對(duì)操作和維修人員的技術(shù)素質(zhì)要求高。圖5-14蒸汽輪機(jī)3、燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)不需要復(fù)雜的輔助設(shè)備，占地少，用電和用水少，可以在野外使用。但其價(jià)格昂貴，制造和維修要求技術(shù)高。知識(shí)點(diǎn)二流量調(diào)節(jié)1、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速，可以改變壓縮機(jī)的輸氣量。這種方法經(jīng)濟(jì)合理，簡(jiǎn)單有效，用蒸氣輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心壓縮機(jī)，采用此法調(diào)節(jié)流量。2、調(diào)節(jié)出口閥開度此法簡(jiǎn)單，但增加了出口阻力，功率消耗大。3、調(diào)節(jié)進(jìn)口閥開度這種方法調(diào)節(jié)氣量范圍廣，操作穩(wěn)定，消耗的功率較調(diào)節(jié)出口閥開度小，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)一般用此法調(diào)節(jié)。4、回流支路或放空調(diào)節(jié)把一部分出口氣體由回流支路回到入口或放空，達(dá)到輸送量的目的，但這種方法功率耗大，一般只用于防喘振回路。知識(shí)點(diǎn)三喘振現(xiàn)象產(chǎn)生喘振的原因：當(dāng)離心式壓縮機(jī)的流量小于qv最小時(shí)，出口壓力下降，不能送氣，排氣管內(nèi)壓力較高的氣體就會(huì)倒流進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)內(nèi)氣量增大到大于qv最小時(shí)，使機(jī)內(nèi)壓力又大于管道內(nèi)氣體壓力，壓縮機(jī)恢復(fù)正常操作，把氣體壓出去，但由于進(jìn)口氣體流量仍然不足，壓縮機(jī)內(nèi)氣量又會(huì)下降，壓力下降，排氣管內(nèi)的氣體又會(huì)倒流進(jìn)入壓縮機(jī)。喘振現(xiàn)象：這種氣體的倒流和排出現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)，引起出口管低頻、高振幅的氣流脈動(dòng)，并迅速波及各級(jí)葉輪，使各個(gè)壓縮機(jī)產(chǎn)生產(chǎn)生噪聲和強(qiáng)烈震動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為喘振。防止措施（1）實(shí)際流量比喘振流量大10%-15%以上。（2）設(shè)置防喘振裝置，當(dāng)進(jìn)氣口量過小時(shí)，將壓縮機(jī)出口的一部分氣體經(jīng)回流支路閥回流到壓縮機(jī)進(jìn)口，或者打開出口放空閥，降低出口壓力。知識(shí)點(diǎn)四離心式壓縮機(jī)開停車一、原始開車1、開車前準(zhǔn)備工作1）對(duì)照?qǐng)D紙，檢查和驗(yàn)收系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備、管道、閥門、電器、儀表等，必須正常完好；2）對(duì)設(shè)備及管道用空氣進(jìn)行吹凈；3）向油系統(tǒng)分別加入足量潤(rùn)滑油和密封油，啟動(dòng)油泵，把油壓調(diào)到規(guī)定壓力；4）啟動(dòng)氣輪機(jī)的冷凝系統(tǒng)；5）向蒸汽管道通入蒸汽進(jìn)行暖管，防止開車時(shí)管道內(nèi)的冷凝水進(jìn)入汽缸；6）全部?jī)x表、連鎖投入使用，中間冷卻器通入冷凝水；7）系統(tǒng)內(nèi)所有閥門開、關(guān)位置，應(yīng)符合開車要求。2、壓縮機(jī)的啟動(dòng)機(jī)組從冷態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)稱為啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。1）微開蒸汽入口閥，沖動(dòng)氣輪機(jī)，待氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，立即停機(jī)，檢查壓縮機(jī)和汽輪機(jī)有無異?，F(xiàn)象，如果設(shè)備正常，打開入口蒸汽閥，進(jìn)行低速暖機(jī)，使各部件受熱均勻，以免產(chǎn)生應(yīng)力，損壞汽輪機(jī)。2）暖機(jī)結(jié)束后，迅速升速和升壓，升壓時(shí)要迅速通過臨界區(qū)。3）啟動(dòng)時(shí)必須嚴(yán)格遵循升壓先升速的原則，先將防喘振閥全開，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到一定值后，再慢慢關(guān)小防喘振閥，使出口壓力升到一定值，然后再升速。二、停車停車時(shí)要求逐漸降速和減小輸氣量，并嚴(yán)格遵循降壓先降速的原則，先將防喘振閥打開一些，使出口壓力降到某一值，然后減