煤化工動(dòng)設(shè)備知識(shí)

煤化工動(dòng)設(shè)備知識(shí)第1頁/共50頁

泵按泵作用于液體原理分類

1、葉片式泵（動(dòng)力式泵）

由泵內(nèi)葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用將液體連續(xù)的吸入并壓出。葉片式泵包括離心泵、混流泵、軸流泵、部分流泵及旋渦泵。

2、容積式泵(正排量泵）

包括往復(fù)式泵和容積式泵。它們分別由泵內(nèi)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生擠壓作用將液體吸入并壓出。前者排液過程是間歇的。常見的往復(fù)式泵有各種型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常見回轉(zhuǎn)式泵有外嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵、螺桿泵、回轉(zhuǎn)徑向柱塞泵、回轉(zhuǎn)軸向柱塞泵、滑片泵羅茨泵及液環(huán)泵等。

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3、其它類型泵

包括利用流體靜壓或流體流體動(dòng)能來輸送液體的流體動(dòng)力泵。如噴射泵、空氣升液器、水錘泵等。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁泵。按泵的用途分類

按泵的用途可分為進(jìn)料泵、回流泵、塔底泵、循環(huán)泵、產(chǎn)品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、潤滑油泵和封液泵等。按所適用的介質(zhì)分類分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等。第3頁/共50頁泵的基本參數(shù)流量Q（m3/h），揚(yáng)程H（m），轉(zhuǎn)速n(r/min),功率（軸功率和配用功率）P（kW），效率η（%），汽蝕余量（NPSH）r(m),進(jìn)出口徑φ（mm），葉輪直徑D（mm）,泵重量W（kg）流量V:液體在泵出口截面的流量揚(yáng)程He：每牛頓重量液體在泵出口截面具有的總機(jī)械能與在泵進(jìn)口界面具有的總機(jī)械能的差值有效功率Ne：由流量及揚(yáng)程算得的液體流過泵體所得的功率軸功率Na：外界輸入泵的功率泵的功率：有效功率與軸功率之比第4頁/共50頁離心泵工作原理：被輸送液體經(jīng)吸入室進(jìn)入泵內(nèi)，并充滿泵腔，原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的葉片帶動(dòng)被輸送液體與葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，被輸送液體由葉輪中心向葉輪邊緣流動(dòng)，其速度逐漸增大，在流出葉輪的瞬間其速度最大，然后進(jìn)入蝸室，被輸送液體速度逐步降低，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，再經(jīng)壓力管進(jìn)一步降低速度，被輸送液體的壓力繼續(xù)升高，達(dá)到需要的壓力后將液體壓入泵的排出管路。當(dāng)液體由葉輪中心流向葉輪邊緣后，葉輪中心呈現(xiàn)低壓狀態(tài)，利用壓差液體被吸入泵內(nèi)。如此葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)完成液體輸送。第5頁/共50頁

原理圖當(dāng)泵殼內(nèi)存有空氣，因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而，貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi)，即離心泵無自吸能力，使離心泵不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”。第6頁/共50頁

離心泵的種類一、按工作葉輪數(shù)目來分類

1、單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。

2、多級(jí)泵.：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為n個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。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。第7頁/共50頁三、按葉輪進(jìn)水方式來分類

1、單側(cè)進(jìn)水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個(gè)進(jìn)水口；

2、雙側(cè)進(jìn)水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個(gè)進(jìn)水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個(gè)單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。四、按泵殼結(jié)合縫形式來分類

1、水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。

2、垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。五、按泵軸位置來分類

1、臥式泵：泵軸位于水平位置。

2、立式泵：泵軸位于垂直位置。第8頁/共50頁

離心泵的結(jié)構(gòu)第9頁/共50頁化學(xué)水處理第10頁/共50頁

葉輪葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動(dòng)能主要增加靜壓能。葉輪一般有6~12片后彎葉片。葉輪有開式、半閉式和閉式三種，如圖所示。開式葉輪在葉片兩側(cè)無蓋板，制造簡(jiǎn)單、清洗方便，適用于輸送含有較大量懸浮物的物料，效率較低，輸送的液體壓力不高；半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無蓋板，而在另一側(cè)有蓋板，適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，效率也較低；閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。有一個(gè)進(jìn)水口的是單吸，可以從兩面一起進(jìn)水的為雙吸。根據(jù)葉輪上葉片上的幾何形狀，可將葉片分為后彎、徑向和前彎三種，由于后彎葉片有利于液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，故而被廣泛采用。第11頁/共50頁葉輪第12頁/共50頁第13頁/共50頁第14頁/共50頁

泵殼

作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形，故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴(kuò)大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置

第15頁/共50頁第16頁/共50頁第17頁/共50頁激冷水泵第18頁/共50頁

軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種填料密封

填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋對(duì)它作軸向壓縮，當(dāng)軸與填料有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時(shí)，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機(jī)理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。若潤滑不良，或壓得過緊都會(huì)使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。

第19頁/共50頁為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整，以便填料中的潤滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間流失之后，再擠出一些潤滑劑，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。

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機(jī)械密封機(jī)械密封機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)由靜止環(huán)（靜環(huán)）1、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動(dòng)環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償還。第21頁/共50頁第22頁/共50頁第23頁/共50頁

離心泵的氣蝕現(xiàn)象

泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下，對(duì)葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標(biāo)注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕余量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

第24頁/共50頁產(chǎn)生氣蝕的原因：其吸入壓力低于輸送溫度下液體的氣化壓力。引起離心泵吸入壓力過低的因素如下：泵吸上的安裝高度過高，關(guān)注泵的灌注頭過低；泵送液體的溫度高于規(guī)定溫度；泵吸入管局部阻力過大；泵的運(yùn)行工況點(diǎn)偏離額定點(diǎn)過多；閉式系統(tǒng)中的系統(tǒng)壓力下降。第25頁/共50頁離心泵的特性曲線

離心泵的H、η

、N都與離心泵的Q有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實(shí)驗(yàn)來測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的一組關(guān)系曲線：第26頁/共50頁H～Q、η～Q、N～Q——離心泵的特性曲線注意：特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。各種型號(hào)的離心泵都有本身獨(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn)。1）H～Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時(shí)可能有例外）2）N～Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時(shí)軸功率最小。離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥，使啟動(dòng)電流最小，以保護(hù)電機(jī)。3）η～Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量再增大，效率便下降。第27頁/共50頁

雙吸泵第28頁/共50頁

其他類型的泵往復(fù)泵：往復(fù)泵其構(gòu)造主要是由泵缸、活塞及單向閥組成第29頁/共50頁單動(dòng)泵：活塞一側(cè)裝有吸入閥和排出閥活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，排出閥關(guān)閉，吸入閥打開，液體進(jìn)入泵缸，直至活塞移至最右端。活塞由右向左移動(dòng)，吸入閥關(guān)閉而排出閥開啟，將液體以高壓排出?；钊浦磷蠖?，則排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)了送液目的。因此往復(fù)泵是依靠其工作容積改變對(duì)液體進(jìn)行做功。在一次工作循環(huán)中，吸液和排液各交替進(jìn)行一次，其液體的輸送是不連續(xù)的?；钊鶑?fù)非等速，故流量有起伏。第30頁/共50頁主要用于小流量，高壓強(qiáng)的場(chǎng)合，輸送高粘度液體時(shí)效果比離心泵好。不能用于腐蝕性流體及有固體粒子的懸浮液的輸送。第31頁/共50頁齒輪泵齒輪泵也是正位移泵的一種，如圖。泵殼內(nèi)的兩個(gè)齒相互嚙合，按圖中所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在泵的吸入口，兩個(gè)齒輪的齒向兩側(cè)撥開，形成低壓將液體吸入。齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體封閉于齒穴和泵殼體之間，被強(qiáng)行壓至排出端。在排出端兩齒輪的齒相互合攏，形成高壓將液體排出。齒輪泵產(chǎn)生較高的壓頭但流量小，用于輸送粘稠液體及膏狀物，但不能輸送含固體顆粒的懸浮液。第32頁/共50頁第33頁/共50頁

螺桿泵：由泵殼和一根或幾根螺桿構(gòu)成。一根螺桿：螺桿和泵殼形成的空隙排送液體。兩根螺桿：與齒輪泵類似，利用互相嚙合的螺桿排送液體。特點(diǎn)是壓頭高，效率高，噪音小。適于在高壓下輸送粘稠性液體。流量調(diào)節(jié)時(shí)用旁路(回流裝置)調(diào)節(jié)。第34頁/共50頁第35頁/共50頁水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵的工作原理，其外殼式圓形的，葉輪偏心安裝，液環(huán)亦呈圓形，由相鄰葉片、葉輪內(nèi)筒及液面構(gòu)成往復(fù)泵缸體。隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，泵缸容積發(fā)生變化。水環(huán)真空泵可抽到600mmHg真空度。因通常泵內(nèi)充水，故稱為水環(huán)真空泵，如泵內(nèi)充其他液體，則稱為液體真空泵。第36頁/共50頁第37頁/共50頁噴射泵

它是利用文丘里管，在截面最小處流速最大，壓強(qiáng)最小，壓強(qiáng)最低處常用來抽吸氣體。噴射泵內(nèi)的流動(dòng)流體一般為水或者水蒸氣，其抽吸能力與水環(huán)真空泵相近，約可抽到600mmHg真空度左右。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，沒有運(yùn)動(dòng)部件，操作可靠，只需一臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)即可，故具有較好的應(yīng)用前景。第38頁/共50頁第39頁/共50頁計(jì)量泵：計(jì)量泵是可以調(diào)節(jié)流量、并可以對(duì)流量進(jìn)行精確計(jì)量的泵類。計(jì)量泵主要用于化工、石油化工、醫(yī)藥、食品、日用化工、水處理等行業(yè)的生產(chǎn)中，定量輸送各種液體物料。在化工生產(chǎn)中，常用于按要求的配比同時(shí)將增加了流量調(diào)節(jié)和計(jì)量系統(tǒng)，對(duì)結(jié)構(gòu)和選材進(jìn)行必要的改進(jìn)，并提高制造精度，減少泵的內(nèi)漏和外漏損失，保持流量穩(wěn)定。計(jì)量泵多為容積式泵，因?yàn)樵诶碚撋先莘e式泵的流量與排出壓力的變化（揚(yáng)程）無關(guān)，易于計(jì)算。常用的計(jì)量泵有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。第40頁/共50頁往復(fù)式計(jì)量泵的輸送部分稱為泵頭，按泵頭的形式，往復(fù)式計(jì)量可分為柱塞式、隔膜式、隔罩式、隔套式和波紋管式。旋轉(zhuǎn)式計(jì)量泵系由轉(zhuǎn)子泵發(fā)展而成。由轉(zhuǎn)子泵、減速器、和可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的原動(dòng)機(jī)組成。旋轉(zhuǎn)式計(jì)量泵的輸送部分稱為泵頭，按泵頭的形式，旋轉(zhuǎn)式計(jì)量可分為齒輪式、軟管式。第41頁/共50頁無泄漏泵：無泄漏泵的主要類型及結(jié)構(gòu)

無泄漏泵包括屏蔽泵、磁力泵、氣動(dòng)式隔膜泵、電磁泵等。根據(jù)工程習(xí)慣，本文所述無泄漏泵系指屏蔽泵和磁力泵，國外文獻(xiàn)常稱之為無軸封泵。屏蔽泵

在無泄漏泵中，屏蔽泵使用較廣。屏蔽泵主要有泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后軸承及推力盤等組成，電機(jī)與泵合為一體，定、轉(zhuǎn)子之間用非磁性薄壁材料制屏蔽套隔開，轉(zhuǎn)子由前后軸承支承浸在輸送介質(zhì)中。定子繞組通電后，電磁能透過屏蔽套傳入帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)葉輪輸送介質(zhì)第42頁/共50頁第43頁/共50頁磁力泵

磁力泵是通過分別裝在泵軸和電機(jī)軸上的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁力，將電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給泵軸，進(jìn)而帶動(dòng)葉輪輸送介質(zhì)。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外磁轉(zhuǎn)子