離心泵基礎知識最終版

關于離心泵基礎知識最終版第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三離心泵工作原理驅動機通過泵軸帶動葉輪旋轉產生離心力,使液體沿葉片流道被甩向葉輪出口,液體經蝸殼收集送入排出管。液體從葉輪獲得能量,使壓力能和速度能均增加,并依靠此能量將液體輸送到工作地點。在液體被甩向葉輪出口的同時,葉輪入口中心處形成了低壓,在吸液罐和葉輪中心處的液體之間就產生了壓差,吸液罐中的液體在這個壓差作用下,不斷地經吸入管路及泵的吸入室進入葉輪中。一、離心泵的工作原理第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三一、離心泵的工作原理液體甩出，葉輪中心形成低壓驅動機帶動葉輪高速旋轉葉輪帶動液體高速旋轉產生離心力液體獲得能量（壓力能、速度能增加）

吸入罐與泵之間產生壓差吸入液體，實現(xiàn)連續(xù)工作輸送液體第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三一、按工作葉輪數目來分類1、單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。2、多級泵：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪產生的揚程之和。

二、離心泵的分類第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、按泵軸位置來分類

二、離心泵的分類臥式泵：泵軸位于水平位置。立式泵：泵軸位于垂直位置。第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三二、按工作壓力來分類

1、低壓泵：壓力低于100米水柱；2、中壓泵：壓力在100~650米水柱之間：3、高壓泵：壓力高于650米水柱：

二、離心泵的分類第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、按進水方式來分類1、單側進水式泵：又叫單吸泵，葉輪上只有一個進水口；2、雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。

二、離心泵的分類第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解離心泵的品種、結構繁多，但主要部件基本相同。其主要部件有泵體、葉輪、泵軸、軸封、軸承箱、聯(lián)軸器等第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解轉子是指離心泵的轉動部分。它主要包括葉輪、泵軸、軸套、軸承等零；第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解1．葉輪葉輪是離心泵的主要零部件，是對液體做功的主要元件。葉輪用鍵固定于軸上，隨軸由原動機帶動旋轉，通過葉片把原動機的能量傳給液體。葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解葉輪按其蓋板情況可分為封閉式、半開式和開式葉輪三種形式第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解泵體泵體由泵殼及泵蓋組成，是主要固定部件。它收集來自葉輪的液體，并使液體的部分動能轉換為壓力能，最后將液體均勻地導向排出口。泵殼頂上設有充水和放氣的螺孔，以便在水泵起動前用來充水及排走泵殼內的空氣。泵殼的底部設有放水螺孔，以便在水泵停車檢修時放空積水。第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解2．泵軸、軸套軸是傳遞機械能的重要零件,原動機的扭矩通過它傳給葉輪。泵軸的材料一般選用碳素鋼或合金鋼并經調質處理。軸套的作用是保護泵軸，以減少泵軸的磨損。軸套的表面一般進行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法。粗糙度：Ra3.2-0.8um第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解2．泵軸葉輪和軸靠鍵相連接，由于這種連接方式只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，故在水泵中還要用軸套和鎖緊螺母來固定葉輪的軸向位置。葉輪采用鎖緊螺母與軸套軸向定位后，為防止鎖緊螺母退扣，要防止水泵反轉，尤其是對初裝水泵或解體檢修后的水泵要按規(guī)定進行轉向檢查，確保與規(guī)定轉向一致第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解軸承箱

軸承箱用來固定軸承，同時作為裝載軸承潤滑油或冷卻液的容器。第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解軸承:對泵軸進行支撐，實質是能夠承擔徑向載荷。也可以理解為它是用來固定軸的，使軸只能實現(xiàn)轉動，而控制其軸向和徑向的移動。離心泵大部分采用滾動軸承，而滾動軸承的元件(滾動體、內外圈滾道及保持架)之間并非都是純滾動的。由于在外負荷作用下零件產生彈性變形，除個別點外，接觸面上均有相對滑動。滾動軸承各元件接觸面積小，單位面積壓力往往很大，如果潤滑不良，元件很容易膠合，或因摩擦升溫過高，引起滾動體回火，使軸承失效，所以軸承時刻都要處于油膜的涂覆之中。

第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解1．葉輪葉輪是離心泵的主要零部件，是對液體做功的主要元件。葉輪用鍵固定于軸上，隨軸由原動機帶動旋轉，通過葉片把原動機的能量傳給液體。葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解問題：油鏡油位時多少？？？？？？？？？軸承潤滑通常用油槽或油霧進行潤滑，為了保證滾動體和滾道接觸面間形成一定厚度的油膜，軸承部分浸在油中，油浸潤高度以沒過軸承底的50％為宜。如果超過50％，過量的油渦流會使油溫上升，油溫升高會加速潤滑荊的氧化，從而降低潤滑性能；如果低于50％，則油對軸承的沖洗作用降低，潤滑效果不好。第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三恒位油杯自動補油原理1.恒位油杯的作用是使軸承箱體內的潤滑油位保持恒定。2.恒位油杯的結構簡圖斜面的位置對恒位油杯非常關鍵，由此形成的工作油位點是正常工作狀態(tài)時的油位。有的恒位油杯沒有專門的氣孔，但都要保證斜面以上部位與大氣自由相通。

第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三恒位油杯自動補油原理3.上圖為恒位油杯正常工作狀態(tài)理論設計上工作油位點和設計油位是相同的，恒位油杯內初始油量一般保持在整個油杯的2/3處。恒位油杯液面高于軸承箱體內液面并能保持一定高度的液位，是由于連通器的原理，油杯內氣體壓力小于外界大氣壓力。4.下圖為恒位油杯補油狀態(tài)當軸承箱體內的潤滑油由于各種原因而損耗后，箱體內油位下降，由于連通器原理，恒位油杯斜面處的油位降低到工作油位點以下，導致恒位油杯內油液的壓力平衡被破壞，潤滑油從恒位油杯內流出并進入軸承箱體，外界氣體在大氣壓力作用下通過斜面的上端進入恒位油杯，直到潤滑油液面恢復到工作油位點時，補油結束。第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解軸封由于泵軸轉動而泵殼固定不動，在軸和泵殼的接觸處必然有一定間隙。為避免泵內高壓液體沿間隙漏出，或防止外界空氣從相反方向進入泵內，必須設置軸封裝置。軸封裝置主要防止泵中的液體泄漏和空氣進入泵中，以達到密封和防止進氣引起泵氣蝕的目的。軸封的形式：即帶有骨架的橡膠密封、填料密封和機械密封。

第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解填料密封是常用的一種軸封裝置。其是由軸封套、填料、水封管、水封環(huán)和填料壓蓋等部件組成。

填料的壓緊程度可通過擰松或擰緊壓蓋上的螺栓來進行調節(jié)。使用時，壓蓋的松緊要適宜，壓得太松，則達不到密封效果；壓得太緊，則泵軸與填料的機械磨損大，消耗功率大，如果壓得過緊，則有可能造成抱軸現(xiàn)象，產生嚴重的發(fā)熱和磨損。一般地，壓蓋的松緊以水能通過填料縫隙呈滴狀滲出為宜（約每分鐘泄漏30-60滴）。

填料箱水封壞填料填料壓蓋第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解機械密封

機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。動環(huán)靜環(huán)第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解常用機械密封結構如圖所示。由靜止環(huán)（靜環(huán)）1、旋轉環(huán)（動環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成，防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉動。旋轉環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環(huán)或非補償還。

彈簧動環(huán)靜環(huán)動環(huán)O型圈靜環(huán)O型圈傳動套卡環(huán)推環(huán)密封頭第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解靜止組件旋轉組件密封面研磨得非常平（1-2條光帶).

密封面形成非常細的液膜(3-5μm)作用：1.將兩密封面分離開；2.潤滑兩相對運動的密封面；3.減小密封面間的摩擦系數/發(fā)熱量；4.防止介質泄露到大氣中去一條光帶＝0.294μm第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的汽結構詳解液膜3到5微米人的頭發(fā)動環(huán)靜環(huán)

60微米注：機械密封通常都有泄漏，但人眼看不見，因密封面的液膜非常薄，泄露量非常小。而摩擦熱使其慢慢蒸發(fā)。第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三三、離心泵的結構詳解聯(lián)軸器聯(lián)軸器用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械部件。

第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三四、離心泵的主要性能參數離心泵的性能參數

流量Q

：單位時間內由泵所輸送的流體體積，即指的是體積流量，單位為m3/s或m3/h。

揚程H

：即壓頭，指單位重量的流體通過泵之后所獲得的有效能量，也就是泵所輸送的單位重量流體從泵進口到出口的能量增值。單位為m。

轉速n

：泵的葉輪每分鐘的轉數，單位是r/min。

功率N

：通常指輸入功率，即由原動機傳到泵軸上的功率，也稱為軸功率，單位為W或kW

效率η：有效功率Ne與軸功率N之比。

第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三四、離心泵的主要性能參數流量流量：即泵在單位時間內排出的液體量,通常用體積單位表示,符號Q,單位有m3/h,m3/s,l/s等,⑴體積流量Q

：m3/hm3/sL/s⑵質量流量m

：kg/hkg/st/h

m=ρQρ液體密度kg/m3。揚程

揚程：輸送單位重量的液體從泵入口處(泵進口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭),其能量的增值。常用H表示,單位：m液柱。第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三四、離心泵的主要性能參數①提高位高；②克服阻力；③增加液體靜壓能和速度能

特別注意：H是液體獲得的能量，不是簡單的排送高度！H由能量方程可以看出m第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三四、離心泵的主要性能參數轉速

轉速：泵的轉速是泵每分鐘旋轉的次數,用n來表示。單位：rpm

一般離心泵轉速970rpm、1450rpm、2950rpm；高速離心泵的轉速可達20000rpm以上。功率

功率：單位時間內所做的功。單位：1kW=1000W

⑴有效功率Ne：單位時間內泵輸送出去的液體有效能。

KW

⑵軸功率N：泵軸輸入的功率。

第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三四、離心泵的主要性能參數效率

效率：用η表示，是衡量泵的經濟性的指標。

N：泵輸入功率（軸功率）

Ne：液體得到功率（有效功率）注：電功率電機輸出功率軸功率有效功率兩者的差別在于損失，包括能量損失、流動損失、泄漏、機械摩擦等。一般離心泵的效率為50-70%。

η電機η傳動η泵第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、離心泵的汽蝕汽蝕發(fā)生的機理

離心泵運轉時，流體的壓力隨著從泵入口到葉輪入口而下降，在葉片附近，液體壓力最低。當葉輪葉片入口附近壓力小于等于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力時，液體就汽化。同時，還可能有溶解在液體內的氣體溢出，它們形成許多汽泡。當汽泡隨液體流到葉道內壓力較高處時，外面的液體壓力高于汽泡內的汽化壓力，則汽泡會凝結潰滅形成空穴。瞬間內周圍的液體以極高的速度向空穴沖來，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然劇增（有的可達數百個大氣壓）。

第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、離心泵的汽蝕汽蝕發(fā)生的機理這不僅阻礙流體的正常流動，更為嚴重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無數小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面，其撞擊頻率很高（有的可達2000~3000Hz），金屬表面會因沖擊疲勞而剝裂。若汽泡內夾雜某些活性氣體（如氧氣等），他們借助汽泡凝結時放出的能量（局部溫度可達200~300℃），還會形成熱電偶并產生電解，對金屬起電化學腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結、沖擊，形成高壓、高溫、高頻率的沖擊載荷，造成金屬材料的機械剝裂與電化學腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為汽蝕第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、離心泵的汽蝕汽蝕的后果汽蝕使過流部件被剝蝕破壞

通常離心泵受汽蝕破壞的部位，先在葉片入口附近，繼而延至葉輪出口。起初是金屬表面出現(xiàn)麻點，繼而表面呈現(xiàn)槽溝狀、蜂窩狀、魚鱗狀的裂痕，嚴重時造成葉片或葉輪前后蓋板穿孔，甚至葉輪破裂，造成嚴重事故。因而汽蝕嚴重影響到泵的安全運行和使用壽命。汽蝕使泵的性能下降

汽蝕使葉輪和流體之間的能量轉換遭到嚴重的干擾，使泵的性能下降，嚴重時會使液流中斷無法工作。

第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、離心泵的汽蝕汽蝕余量

汽蝕余量：為防止氣蝕發(fā)生，要求離心泵入口處靜壓頭與動壓頭之和必須大于液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓頭的最小允許值。是泵的性能的主要參數,用符號NSPH表示,單位為米液柱。

有效汽蝕余量（NSPHa）液體流自吸液罐,經吸入管路到達泵吸入口后,所富余的高出汽化壓力的那部分能頭。

泵的必須汽蝕余量（NSPHr）液流從泵入口到葉輪內最低壓力點處的全部能量損失。NSPHa/NSPHr與汽蝕的關系:NSPHa

>NSPHr泵不汽蝕NSPHa

=NSPHr泵開始汽蝕NSPHa<NSPHr泵嚴重汽蝕第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三五、離心泵的汽蝕離心泵產生汽蝕的原因與處理

1.被輸送的介質溫度過高；

處理：降低輸送介質的溫度；

2.吸入液位過低（壓力低）或泵安裝高度過高：

處理：增加吸入液位高度（壓力）或降低泵安裝高度；

3.吸入管路上的阻力太大；

處理：找出增大管道阻力的因素，如堵塞、過濾器選型不合適、管道設計不合理等，逐一更改；

4.吸入管道密封不好或空氣進入。

處理：增大進口管徑，減少出口用戶用量；

5.進口流量不足，出口流量過大，

處理：增大進口管徑，減少出口用戶用量；第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三六、離心泵的軸向力軸向力的產生：離心泵工作時，由于葉輪兩側液體壓力分布不均勻，而產生一個與軸線平行的軸向力，其方向指向葉輪入口。軸向力的危害：由于軸向力的存在，使泵的整個轉子發(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子的軸向竄動。第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三六、離心泵的軸向力軸向力的平衡：為消除離心泵軸向力的危害，常采用以下平衡裝置：平衡孔、平衡管、平衡葉片和平衡盤等。(a)開平衡孔(b)接平衡管(c)葉輪背面帶平衡葉片第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三七、離心泵的操作注意事項啟泵前準備工作1.檢查供電系統(tǒng)是否完好；確認電機轉向與泵轉向一致；“一致”涵義是？？？？2.檢查泵及出、入口管線的各部件，如基礎、地腳螺栓、聯(lián)軸器、法蘭、流量計等是否完好；3.檢查泵及出、入口管線的安全附件，如：壓力表、溫度計、護罩、靜電接地、安全閥是否完整；4.檢查軸承箱及油杯油位、軸承箱：油標1/2—2/3處油杯:滿油位；5.檢查并投用泵冷卻水系統(tǒng)，再次確認冷卻水是否投用？檢查流速是否正常；航天泵冷卻水：0.2-0.7MPA1-2m3/h5.檢查并投用泵密封水系統(tǒng)，航天泵密封水：P（入口）+（0.7-1.0）MPA0.5-1.5m3/h

再次確認密封水是否投用；6.打開泵的進口閥，關閉泵的出口閥7.盤車3-5轉，檢查泵的轉動靈活性，是否有不正常的聲音；8.打開泵的排氣閥，排除泵內存氣，使泵內允滿液體；第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三七、離心泵的操作注意事項二.啟泵的正常操作檢查一切準備工作是否就緒？接通電源，注意觀察電流、壓力、振動、雜音、泄露、油位、軸承溫度等變化是否異常？3.當泵達到正常轉速，相應壓力后，再逐漸打開泵的出口閥，并調節(jié)至需要工況。此過程要注意觀察以上各項指標變化。

注意事項：

▲在出口閥關閉的情況下，泵連續(xù)運轉時間不能超過一分鐘。

▲軸承溫度不應高于70℃，電機溫度不應高于70℃。

▲油標1/2—2/3處油杯:滿油位；▲振動值：各泵要求振值不一致：P-1301/2/3/4泵：≤8㎜/S▲電流值：各泵要求振值不一致▲泄漏量：機械密封型：零泄漏；填料密封型：≤20滴/S▲聲音：無雜音第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三七、離心泵的操作注意事項三.停泵的正常操作1、慢慢關閉出口閥門。避免停泵后出口管線中的高壓液體倒流入離心泵泵體內，使葉輪高速反轉而造成事故。2、切斷電源。3、關閉泵的入門閥。（視情況而定）4.待泵冷卻后，關閉個冷卻系統(tǒng)和密封水沖洗系統(tǒng)。注：若工作介質為黑水或含固體顆粒。密封水沖洗應最后關閉或對密封腔/泵腔多沖洗一段時間。5、冬季停泵后，要從泵殼和管線中放掉存水及其它易凍結液體，或給上少量冷卻水流通，防止凍裂泵殼。6.檢查停/備泵轉動情況，每天要盤車一次。第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三七、離心泵的日常維護離心泵的日常維護1.檢查泵供液。2.檢查潤滑油油位是否合適。3.檢查冷卻水、密封水情況，有無泄漏情況，水壓、流量要求在規(guī)定范圍內。4.各儀表指示（泵壓、流量、電流、電壓等）是否正常。5.檢查各部管路閥門是否有漏失現(xiàn)象，特別要注意吸入管路不準進氣，以免影響泵正常工作。6.各軸承溫度，軸承箱不得超過70℃，7.檢查機泵振動不超標準。8.流量計投入運行，觀察其流量。9.及時準確填寫記錄、報表。10.發(fā)現(xiàn)處理不了的問題，及時匯報，并做好值班紀錄。第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三八、離心泵常見故障與處理1．電機溫度過高原因處理方法▲絕緣不好切泵，聯(lián)系維修▲定子內繞阻短路切泵，聯(lián)系維修▲電機軸承安裝不正切泵，聯(lián)系維修▲超負荷，電流過大降低流量，▲電流過大電壓低或有外在負荷▲外界環(huán)境溫度高加風冷卻2．電機電流過大原因處理方法▲泵流量過大降流量▲機泵找正不好重新找正▲轉子與泵體摩擦解體修理▲密封填料壓的過緊調整填料壓蓋，注意泄漏量▲電機潮濕絕緣不好聯(lián)系電氣維修▲輸送介質粘度過大通知車間負責人第四十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三八、離心泵常見故障與處理3．泵出口壓力超標原因處理方法▲出口管線堵吹掃泵出口管線▲泵出口閥閥芯掉更換閥▲壓力表失靈更換表4．流量、揚程不足原因處理方法▲進出口管線堵塞檢查清理▲出口管線設計不當或阻力太大檢查原理變更或消除▲進口管線漏氣檢查，消除漏點▲泵氣縛或汽蝕檢查原因并重新啟泵▲轉向不對調整電機接線▲泵設計不合理或選型錯誤檢查流量、揚程或更換泵型號▲過流部件磨損嚴重更換過流部件第四十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期三八、離心泵常見故障與處理5．泵體振動過大及有雜音