液化天然氣-泵基礎知識課件

楊凌LNG工廠機泵類課件陜西液化天然氣投資發展有限公司泵的基礎知識一、工廠概述二、泵的分類三、泵的型號命名四、泵的原理和結構五、泵的操作和維護陜西液化天然氣投資發展有限公司一、工廠概述作為化工行業，泵是一種應用非常廣泛的機械設備泵是用以增加液體的壓力，使之輸送液體的機械楊凌LNG工廠有泵84臺離心泵（66臺）、計量泵（10臺）、滑片泵（2臺）、齒輪泵（6臺）泵相當于化工生產工藝流程中的心臟必須的學習和掌握各種泵的日常維護與常見故障的檢修陜西液化天然氣投資發展有限公司全廠用泵主生產裝置區47臺012單元：14臺013單元：2臺015單元：4臺017單元：3臺041單元：7臺043單元：7臺064單元：2臺614單元：8臺陜西液化天然氣投資發展有限公司公用工程區37臺消防泵房：5臺精制水房：9臺循環水站：4臺潛污泵：16臺鍋爐房：3臺共計84臺二、泵的分類按葉輪數量-----單級、多級；按葉輪吸液方式----單吸、雙吸；按使用介質---水泵、油泵…；按揚程大小---低揚程（H《20m）、中揚程（H=20—160m)、高揚程（H》160m）；按材料防腐特征----耐腐蝕泵、普通泵；陜西液化天然氣投資發展有限公司泵按工作原理分類按工作原理可分為：動力式泵陜西液化天然氣投資發展有限公司容積式泵其他類型離心泵軸流泵混流泵漩渦泵往復泵回流泵活塞泵隔膜泵齒輪泵羅茨泵凸輪泵滑片泵螺桿泵轉子泵柱塞泵噴射泵水環泵水錘泵電磁泵循環泵：計量泵：潛液泵：進料泵：按泵的用途可分為：陜西液化天然氣投資發展有限公司1、循環泵：操作需要反復進行如MDEA洗滌系統，吸收液再生后要送回吸收塔循環使用如導熱油循環泵、循環水泵等這類泵循環時壓降一般波動不大，而流量稍有一定波動選泵后，多可在額定工況下運行關鍵是要針對介質選用合適泵的材料。陜西液化天然氣投資發展有限公司2、計量泵：大多用來注入化學溶劑、防腐藥品等，要求輸出量較精確。一般采用往復式隔膜泵、齒輪泵或螺桿泵，同時配有注入量調節裝置。我廠采用往復式隔膜泵，主要用于軟化水注射、消泡劑注射、冷劑補充和凝析油循環。陜西液化天然氣投資發展有限公司3、潛液泵：潛液泵，是一種在低溫環境下使用的高速離心式液體泵，它的葉輪工作在液面以下。當電機帶動葉輪旋轉時，葉輪對低溫介質作功，介質從葉輪中獲得了壓力能和速度能。當介質流經導流器時，部分速度能將轉變為靜壓力能。介質自葉輪拋出時，葉輪中心成為低壓區，與吸入液面的壓力形成壓力差，于是液體不斷的被吸入，并以一定的壓力排出。陜西液化天然氣投資發展有限公司4、進料泵：這類泵流量一般要有少許余量，以適應原料進量的變動。要求揚程波動小。多數情況下，要求凈正吸入壓頭為負值，即灌注式進料泵原料罐液位的標高高于泵的吸入口，尤其高溫供料泵，例如消防水泵，MDEA溶液進料泵。

陜西液化天然氣投資發展有限公司三、泵的型號命名泵型號的命名大體上由首、中、尾三部分組成。首部，用數字表示泵入口的尺寸（mm）中部，用字母表示泵的結構形式特征。單級懸臂式水泵用BA或B表示；單級雙吸泵用SH或S型表示；分段式多級水泵用DA或D表示；鍋爐給水泵用DG表示；油泵用Y表示；DK表示中開式水泵。尾部，用數字表示泵的主要性能參數，有時在數字后面還有A或B，它表示此時在泵中裝的是切割過的葉輪。對于多級泵，尾部數字有兩部分組成（中間有一乘號），前面數字表示單級的性能參數，后面數字表示泵的級數。陜西液化天然氣投資發展有限公司例1：貧胺循環泵P-1201A/B型號：XHOR80-250其中：XHOR-臥式單級單吸離心泵80-泵吸入口公稱直徑250-葉輪直徑陜西液化天然氣投資發展有限公司例2：導熱油排放罐泵P-4102型號：WDY12-25×4其中：WDY-無泄漏多級液下泵12-設計點流量12（m3/h）

25-設計點單級揚程25(m)4-泵的級數4級陜西液化天然氣投資發展有限公司例3：胺吸收塔進料泵P-1202A/B型號：SDF150-75×10其中：SDF-自平衡多級渦殼離心泵150-流量150（m3/h）75-單級葉輪揚程75（m）10-級數10級陜西液化天然氣投資發展有限公司四、泵的工作原理及結構利用機械轉動產生的離心力，實現輸送液體的目的-離心式；利用泵體內體積的周期性變化，對輸送介質做功，達到輸送液體的目的-容積式；共同點：使泵體內外形成壓力差，使液體在壓力的作用下完成輸送的目的要使泵體工作須滿足兩個條件：1.做功；2.壓力差。陜西液化天然氣投資發展有限公司化工用泵具備以下條件：能適應化工工藝需要；耐腐蝕；耐高溫、低溫；耐磨損；無泄漏或規定范圍內的泄漏；運行平穩、可靠；能輸送臨界狀態的液體。陜西液化天然氣投資發展有限公司1、往復泵的工作原理往復泵是一種容積式泵，往復泵由泵缸、活塞、活塞桿、吸入和排出單向閥等主要部件組成。活塞桿與傳動機構相連接，帶動活塞做往復運動，活塞往復運動一次，吸液和排液一次，完成一次循環。陜西液化天然氣投資發展有限公司往復泵的結構往復泵的液力端由活塞（或柱塞）、缸體（泵缸）、吸人閥、排出閥等組成。傳動端主要由曲柄、連桿、十字頭等組成。往復泵是典型的容積式泵，活塞的往復運動是通過曲柄連桿機構來實現的。陜西液化天然氣投資發展有限公司2、齒輪泵的工作原理依靠齒輪相互齒合過程中所引起的工作容積變化來吸入和排出液體。陜西液化天然氣投資發展有限公司齒輪泵的結構三片式：泵前、后端蓋、泵體。齒形：直齒、斜齒、人字齒。徑向力:因吸、壓油腔的壓力不同，使齒輪受到不平衡的徑向作用力。徑向力增加軸承的承載負荷，影響泵的使用壽命，工作效率越高徑向力就越大。減少徑向力的方法：

1.使徑向間隙稍大些；

2.將后蓋上的大口作為吸油口，小的為壓油口；陜西液化天然氣投資發展有限公司3、離心泵的工作原理

電動機帶動葉輪高速旋轉，使液體產生離心力，由于離心力的作用，液體被甩入側流道排出泵外，或進入下一級葉輪，從而使葉輪進口處壓力降低，與作用在吸入液體的壓力形成壓差，壓差作用在液體吸入泵內，由于離心泵不停的旋轉，液體就源源不斷的被吸入或排出。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的基本構件陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的基本組成離心泵的主要組成部分有轉子和靜子兩部分。轉子：包括葉輪、軸、軸套、鍵和聯軸器等。靜子：包括泵殼、密封設備(填料筒、水封環、密封圈、軸承）、機座、軸向推力平衡設備等。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵主要零部件1、葉輪

結構分三種：閉式：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前后有蓋板，葉輪后蓋板上開有若干個平衡小孔，以平衡一部分軸向推力半開式：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前有蓋板，葉輪后蓋板上開有若干個平衡小孔,以平衡一部分軸向推力全開式：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前后無蓋板。閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體，不適于輸送漿料或含懸浮物的液體。半閉式和開式效率較低，常用于輸送漿料或懸浮液。陜西液化天然氣投資發展有限公司葉輪按吸液方式：單吸：液體只有一側被吸入。雙吸：液體可同時從兩側吸入，具有較大的吸液能力。而且基本上可以消除軸向推力。陜西液化天然氣投資發展有限公司葉輪的類型：封閉式半開式全開式

2、泵殼大多數單級泵的殼體都是蝸殼式的，多級泵徑向剖分殼體一般為環形殼體或圓形殼體。一般蝸殼式泵殼內腔呈螺旋型液道，用以收集從葉輪中甩出的液體，并引向擴散管至泵出口。泵殼承受全部的工作壓力和液體的熱負荷。蝸殼

形狀：漸開線，截面大多為圓形。作用：作用是匯集由葉輪拋出的液體，同時將高速液體的部分動能轉化為靜壓能。原因是泵殼形狀為蝸殼形，流道截面逐漸增大，u↓，p↑。保證流體按預定的軌跡流動。重要的能量轉換部件。流通截面積越來越大，由能量守衡，越向外流動，動能越小，勢能越大。材料：通常為鑄鐵鑄造而成。保證內壁面的光滑，減少流動阻力。陜西液化天然氣投資發展有限公司3、軸封裝置

軸封裝置有多種形式，常使用的是填料密封和機械密封。

填料密封主要用于普通離心泵。機械密封主要用于輸送易燃易爆，有毒的液體等密封要求高的泵內。陜西液化天然氣投資發展有限公司填料密封機械密封軸封裝置(填料密封）填料密封由底襯環、填料，水封環，填料壓蓋等零件組成，常用的填料是浸油、浸石墨的石棉繩。填料密封的種類石棉+石墨金屬箔包石棉柔性石墨碳纖維（聚丙烯晴高溫碳化）陜西液化天然氣投資發展有限公司軸封裝置(機械密封）

機械密封是一種用來解決旋轉軸與機體之間密封的裝置。組成:

1.密封端面：動環、靜環─摩擦副2.緩沖補償機構：由彈性元件(圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等)構成。—使緊密貼合;3.輔助密封圈：包括動環密封圈、靜環密封圈等，有各種形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等。陜西液化天然氣投資發展有限公司陜西液化天然氣投資發展有限公司機械密封結構圖軸封原理防止液體通過泵軸貫穿泵殼時的間隙漏出泵外或空氣漏入泵內填料密封裝置由填料箱、填料、水封環和填料壓蓋等組成。填料密封主要是靠軸的外表面與填料緊密接觸來實現密封，用以阻止泵內液體向外泄漏。機械密封是一種旋轉軸用動密封機械原理：由至少一對垂直于旋轉軸線的端面，在流體壓力和補償機構外彈力的作用以及輔助密封的配合下，保持貼和并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。陜西液化天然氣投資發展有限公司

機械密封與填料函密封比較

密封可靠，在較長的使用期中不會泄漏或很少泄漏。清潔，無死角，可以防止雜菌污染。使用壽命長，正確選擇摩擦負荷比壓的機械密封可使用２～５年，最長有用到９年。維修周期長，在正常工作的情況下，不需要維修。軸或軸套不受磨損。摩擦功率耗損少，一般約為填料函密封的１０～５０％。機械密封對軸的精度和光潔度沒有填料函要求那么嚴格，對旋轉軸的振擺和軸對殼體孔的偏斜不敏感，對軸的震動敏感性小。適用范圍廣，能用于低溫、高溫、高真空、高壓、各種轉速以及腐蝕性、磨蝕性、易燃、易爆、有毒介質的密封。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的軸力平衡軸向力的產生：

泵體在工作過程中由轉子上的葉輪將液體推出泵體外，與此同時產生一個與液體流動方向相反的力，這個力就叫軸向推力，它可能使得轉子發生位移，與定子部分接觸發生摩擦。產生軸向力的原因：1、葉輪前后蓋板不對稱。2、動反力3、軸的結構原因4、轉子的重量所帶動的軸向力5、其他原因陜西液化天然氣投資發展有限公司單級泵的軸力平衡：

采用雙吸葉輪；平衡孔法；平衡葉片法；接平衡管法.陜西液化天然氣投資發展有限公司單級泵的軸力平衡：-葉輪對稱布置法；-平衡轂平衡軸向力；-平衡盤平衡軸向力。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-流量流量（Q）離心泵的流量是指單位時間內排到管路系統的液體體積，一般用Q表示，常用單位為L/s、m3/s或m3/h等。離心泵的流量與泵的結構、尺寸和轉速有關。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-楊程揚程H（壓頭）離心泵的揚程是指離心泵對單位重量（1N）液體所提供的有效能量，一般用H表示，單位為J/N或m。揚程的影響因素有：1.液體的性質2.泵的轉速3.泵的葉輪外經陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-轉速轉速（n）離心泵的轉速是指泵葉輪每分鐘的轉數，用符號n表示，單位為r/min。泵銘牌上的轉速是額定轉速，泵在此轉速下工作，銘牌上的各項性能參數才有可能達到。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-效率效率（η）效率是有效功率與軸功率的比值，即η=Ne/N。離心泵的能量損失容積損失（泄露引起的）-容積效率水力損失（粘性和渦流引起的）-水力效率機械損失（機械摩擦引起的）-機械效率離心泵的總效率=容積效率*水力效率*機械效率離心泵的效率與泵的類型、尺寸、加工精度、液體流量和性質等因素有關。大型泵的效率值比的小型泵效率值高。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-功率軸功率（Na）由電機輸入泵軸的功率稱為泵的軸功率，單位為W或kW。有效功率（Ne）離心泵的有效功率是指液體在單位時間內從葉輪獲得的能量由于泵內存在能量損失，軸功率必大于有效功率陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的主要性能參數-汽蝕余量汽蝕余量離心泵的汽蝕現象是指被輸送液體由于在輸送溫度下飽和蒸汽壓等于或低于泵入口處(實際為葉片入口處的)的壓力而部分汽化，引起泵產生噪音和震動，嚴重時，泵的流量、壓頭及效率的顯著下降，顯然，汽蝕現象是離心泵正常操作所不允許發生的。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。陜西液化天然氣投資發展有限公司吸入管路漏進空氣。吸入罐液面下降或灌注頭不夠；吸入管路阻力大，這一點主要取決于泵的結構和吸入管路安裝是否合理；介質溫度升高，飽和蒸汽變大，介質易于汽化；液體流速增高，阻力損失加大；大力壓力降低；系統內壓力降低；陜西液化天然氣投資發展有限公司產生汽蝕現象的原因：消除泵汽蝕的方法：減小幾何吸上高度hg（或增加幾何倒灌高度）；減小吸入損失hc，為此可以設法增加管徑，盡量減小管路長度，彎頭和附件等防止長時間在大流量下運行；在同樣轉速和流量下，采用雙吸泵，因減小進口流速、泵不易發生汽蝕；水泵發生汽蝕時，應把流量調小或降速運行；水泵吸水池的情況對泵汽蝕有重要影響；對于在苛刻條件下運行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的氣縛現象

氣縛現象：離心泵啟動時，若泵內存有空氣，由于空氣密度很低，旋轉后產生的離心力小，因而葉輪中心區所形成的低壓不足以將儲槽內的液體吸入泵內，雖啟動離心泵也不能輸送液體。陜西液化天然氣投資發展有限公司預防氣敷現象

在啟動前向殼內灌滿液體。做好殼體的密封工作，灌水的閥門和蓮蓬頭不能漏水，密封性要好。離心泵吸入管路裝有底閥，以防止啟動前灌入的液體從泵內流出。濾網可阻止液體中的固體吸入。排出管路裝有調節閥是供開泵停泵和調節流量時使用。將離心泵的吸入口置于備輸送液體的液面之下，液體會自動流入泵內。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的特性曲線離心泵楊程H、軸功率N及效率η均隨流量Q而變，它們之間的關系可用泵的特性曲線或離心泵工作性能曲線表示。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的楊程一般隨流量加大而下降(在流量極小時可能有例外)，這一點和離心泵的基本方程式相吻合。離心泵的軸功率在流量為零時為最小，隨流量的增大而上升。故在啟動離心泵時，應關閉泵出口閥門，以減小啟動電流，保護電機。停泵時先關閉出口閥門主要是為了防止高壓液體倒流損壞葉輪。額定流量下泵的效率最高。該最高效率點稱為泵的設計點，對應的值稱為最佳工況參數。離心泵銘牌上標出的性能參數即是最高效率點對應的參數。離心泵一般不大可能恰好在設計點運行，但應盡可能在高效區（在最高效率的92%范圍內，如圖中波折號所示的區域）工作。

陜西液化天然氣投資發展有限公司影響離心泵性能的因素影響離心泵的性能的因素很多，其中包括液體性質（密度ρ和粘度μ等）、泵的結構尺寸（如D2和β2）、泵的轉速n等。當這些參數任一個發生變化時，都會改變泵的性能。陜西液化天然氣投資發展有限公司五、泵的操作及維護機泵的啟用-啟動前準備試驗電機轉向是否正確，根據轉向指示標判斷，試驗時間要短，以免機械密封干磨損。打開排氣閥使液體充滿整個泵體，待滿后關閉排氣閥。檢查各部位是否正常。用手盤動泵以使潤滑液體進入機械密封端面，并檢查是否有卡澀現象。高溫型應先進行預熱，升溫速度50℃/小時，以保證各部受熱均勻。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的啟動全開進口閥門。關閉出口管路閥門。啟動電機，觀察泵運行是否正確。調節出口閥開度以所需工況泵出口流量表或壓力表，在性能參數額定點上運轉電機在額定電流內運行檢查軸封泄露情況，正常時機械密封泄露應小于3滴/分。檢查電機，軸承處溫升≤70℃。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的停運高溫型先降溫，降溫度≤10℃/分，把溫度降低到80℃以下，才能停車。關閉出口閥門。停止電機。關閉進口閥門。如長期停車，應將泵內液體放盡。陜西液化天然氣投資發展有限公司離心泵的切換備用泵啟動前做好檢查及準備工作熱油泵應處于完全預熱狀態。開泵入口閥，灌泵并排氣啟動電機檢查各部的振動情況和軸承的溫度確認電流穩定，泵體壓力高于正常操作壓力后，逐步將出口閥門開大相應將運轉泵閥門逐步關小直至關死并停泵。如熱油泵應做好預熱準備工作。陜西液化天然氣投資發展有限公司日常巡檢主要內容1、檢查潤滑系統油杯油位應保持在1/2~2/3位置，有視鏡的應確認潤滑油位置。對有疑問的泵需翻開油杯進一步確認油位，防止油杯存在假液位。檢查潤滑油系統是否存在泄漏，主要檢查位置為油杯、軸封、堵頭、加油口。觀察潤滑油顏色，防止潤滑油進水乳化、溫度高發黑變質等情況的發生。檢查軸承箱溫度，要求溫度不超過75℃。陜西液化天然氣投資發展有限公司2、檢查循環水體統軸承箱冷卻水是否通暢。機封沖洗液體冷卻水是否通暢。泵蓋冷卻水是否通暢。機封靜環座冷卻水是否通暢。輔助密封液罐冷卻水是否通暢。熱油泵泵座冷卻水是否通暢。陜西液化天然氣投資發展有限公司3、機械密封系統機械密封沿軸向是否存在泄漏。機封沖洗液溫度是否正常，有無明顯上升趨勢。輔助密封液罐的液位有無變化。（液位上升表明主密封存在泄漏，液位下降表明輔助密封可能外泄）。檢查機械密封部位是否有異常的聲音，轉動體是否有摩擦。與機械密封相連接各管線是否有漏點。陜西液化天然氣投資發展有限公司4、振動情況及異常聲響檢查軸承箱振動情況。檢查電機振動情況。檢查聯軸器是否有異常聲響，地面上是否有斷裂掉落的膜片碎片。檢查泵體是否有異常聲響，進出口管線振動情況。檢查各轉動體與不動體是否有摩擦的尖銳聲音，包括軸承箱、機械密封、葉輪、葉輪口環等。陜西液化天然氣投資發展有限公司常見故障的原因及處理方法機泵的常見故障有：泵軸功率過大；離心泵在啟動時不出水；啟動后，離心泵排水量很小；電動機電流過大；運轉時泵有振動；軸承發熱；填料處發熱、漏液；陜西