2020/5/26,制作人：孟祥峰,離心泵的基本理論知識,我廠主要離心泵的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式,2020/5/26,一、離心泵的工作原理,離心泵的葉輪旋轉(zhuǎn)時帶動流體一起旋轉(zhuǎn)，流體產(chǎn)生離心力并獲得能量。以圖為例說明并引出離心泵的工作原理。葉輪旋轉(zhuǎn)時，流體必然受到離心力的作用，從而使流體的壓力能提高，這是流體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，于是葉輪中心處形成真空，外界流體在大氣壓力作用下，源源不斷地被吸入，而從葉輪獲得能量的流體則流入蝸殼內(nèi)，并將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，然后沿壓出管路排出?2020/5/26,離心泵的主要性能參數(shù),2020/5/26,二、離心泵的主要性能參數(shù),流量是指泵在單位時間內(nèi)排出液體的數(shù)量。揚程是指單位質(zhì)量液體通過泵后機械能的增加，即泵的吸入及壓出的液體單位能量之差稱為泵的揚程。轉(zhuǎn)速是指泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。泵的功率是指泵的軸功率，即原動機傳給泵軸上的功率，（有效功率是泵輸送流體實際所消耗的功率）。效率是指泵的有效功率與軸功率之比值的百分?jǐn)?shù)。,2020/5/26,三、離心泵的分類,1、單級單吸式離心泵泵的轉(zhuǎn)軸上只有一個葉輪，并且葉輪的吸入口在一側(cè)，這種類型的泵，外殼通常為螺旋形的殼體。由于該泵只有一級葉輪，故揚程低。2、單級雙吸式離心泵這種類型的泵，葉輪雙側(cè)都有吸入口。采用雙吸式葉輪的目的是：一方面可以防止泵的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力；另一方面，由于液體從葉輪兩側(cè)同時進(jìn)入葉輪，所以葉輪的單側(cè)入口的流量可減少一半，葉輪入口的流速大為降低，避免泵發(fā)生汽蝕。3、多級單吸式離心泵（分段式多級離心泵）在葉輪的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個或兩個以上的葉輪每個葉輪吸入口均在葉輪的一側(cè)，液體依次通過每個葉輪，泵的出揚程為各級之和。多級泵多用于揚程高的場合。以上是按照離心泵主要整體結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行分類。還可根據(jù)泵所產(chǎn)生的揚程高低將泵分成低揚程（H600m）的泵。也可根據(jù)主軸的位置將其分成臥式泵和立式泵。,2020/5/26,2020/5/26,2020/5/26,四、離心泵的主要部件,（一）轉(zhuǎn)子部分1.葉輪1)作用是將原動機的機械能傳遞給液體，使液體的壓力能及速度能均有所提高。葉輪的材料應(yīng)具有高強度；抗腐蝕、耐沖刷的性能。2)組成前蓋板、葉片、后蓋板和輪轂。封閉式葉輪效率高，要求輸送的介質(zhì)清潔；半開式葉輪適宜輸送含有雜質(zhì)的液體；敞開式葉輪適宜輸送液體中含有雜質(zhì)的顆粒大些、多些，但效率較低。,2020/5/26,離心泵的主要部件,2.軸及軸套（1）軸是傳遞扭矩的部件。它的直徑是根據(jù)傳遞功率的大小按材料的許用應(yīng)力計算確定的。軸的材料一般是采用優(yōu)質(zhì)炭素鋼，對于大功率高壓泵則采用40鉻鋼或特種合金鋼。（2）在離心泵的主軸上常裝有軸套。軸套的作用是對葉輪起軸向定位和保護(hù)主軸不直接受到腐蝕與磨損。軸套的材質(zhì)一般為鑄鐵。但是根據(jù)液體的性質(zhì)和溫度的不同可以使用硅鑄鐵、青銅、不銹鋼等材料。對于個別情況，如采用浮動環(huán)密封裝置的，軸套表面還需鍍鉻。,2020/5/26,離心泵的主要部件,(二）靜體部分1.吸入室有三種結(jié)構(gòu)：(1)錐形吸入室流動阻力損失小，液體在錐形吸入室內(nèi)加速，速度分布較均勻，結(jié)構(gòu)簡單，適宜單級懸臂式泵；(2)圓環(huán)形吸入室軸向尺寸縮小，寬度增大，面積縮小，液流加速，流速分布不均，流動阻力損失較大，廣泛用在多級泵上。(3)半螺旋形吸入室保證液流有均勻的速度場，但進(jìn)入葉輪前以有預(yù)旋，揚程下降。,2020/5/26,離心泵的主要部件,2.壓出室壓出室將流來的高速液體匯集起來，引向次級葉輪的進(jìn)口或引向壓出口，同時將液體中的部分動能轉(zhuǎn)變成壓力能，由于流速大，所以阻力損失大。(1)螺旋形壓出室一般用在單級泵、單級雙吸泵及多級水平中開式泵。主要特點：1)泵的高效率區(qū)域較寬，流道截面積逐漸增大，流量也逐漸增大，各截面平均流速均勻，減小擴(kuò)散中的沖擊損失。2)在非設(shè)計工況下，會產(chǎn)生徑向力，甚至造成劇烈振動和密封環(huán)的嚴(yán)重?fù)p壞。(2)環(huán)形壓出室流道截面積處處相等，所以流速就不相等。不論在設(shè)計還是非設(shè)計工況下總有沖擊損失，故效率低于螺旋形壓出室，主要用于多級泵的排出段，或輸送雜質(zhì)的液體。,2020/5/26,離心泵的主要部件,3.導(dǎo)葉徑向式導(dǎo)葉與流道式導(dǎo)葉多級中分段式泵，導(dǎo)葉的作用是將葉輪出口處的高速液體匯集起來引向下一級葉輪的入口。（1）徑向式導(dǎo)葉螺旋線收集液體；擴(kuò)散管速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?；正?dǎo)葉，起著壓出室作用。過渡區(qū)轉(zhuǎn)變液體流向的作用；反導(dǎo)葉進(jìn)入次級葉輪的入口。（2）流道式導(dǎo)葉阻力損失小，目前節(jié)段式多級泵，趨向于采用流道式導(dǎo)葉。,2020/5/26,（1）錐形（2）圓環(huán)（）半螺旋（）壓出（）導(dǎo)葉,2020/5/26,離心泵的主要部件,（三）軸承軸承是支承離心泵轉(zhuǎn)子的部件，它承受徑向和軸向載荷。（1）滾動軸承優(yōu)點：軸承磨損小，易于保證對中性；互換性好，有利于維修；摩擦系數(shù)小，啟動力矩小；軸承軸向尺寸小。缺點：承擔(dān)沖擊能力差，高速時易振動產(chǎn)生噪音；安裝精度高；在小型離心泵得到廣泛應(yīng)用。（2）滑動軸承優(yōu)點：工作可靠，運行平穩(wěn)無噪音；能夠承受較大的沖擊載荷。缺點：滑動軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件較多，體積較大，多用于高轉(zhuǎn)速、大功率離心泵上。,2020/5/26,離心泵的主要部件,（四）密封裝置離心泵密封裝置有：密封環(huán)和軸端密封(1)密封環(huán)減小葉輪與泵體之間的泄漏損失；保護(hù)葉輪，避免與泵體摩擦；型式：平環(huán)式、角接式、鋸齒式、迷宮式。(2)軸端密封防止泵內(nèi)液體流出，或防止空氣漏入泵內(nèi)。填料密封廣泛應(yīng)用在中低壓水泵上，轉(zhuǎn)速較低。由填料壓蓋壓緊，過緊時雖可減少泄漏，但與軸套摩擦迅速增加，燒壞填料、軸套；過松使泄漏增加，效率下降。采用冷卻水冷卻。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但壽命短。密封物為高溫、高壓的液體，采用此方法較困難。機械密封是動環(huán)靠密封腔內(nèi)液體的壓力和彈簧的壓力，使其端面貼合在靜環(huán)的端面上，形成微小的軸向間隙而達(dá)到密封。應(yīng)用在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的給水泵上。比前者壽命長，密封性能好，軸或軸套不易受損，摩擦耗功小，對水質(zhì)的要求高。浮動環(huán)密封：密封高溫、高壓的液體?？商岣呙芊庑Ч瑴p少泄漏；彈簧力不能太大，與支撐環(huán)的接觸端面要光潔；運行可靠；但其軸向尺寸長，泄漏不小，在鍋爐給水泵、凝結(jié)水泵上使用效果好。迷宮密封應(yīng)用在現(xiàn)代高速鍋爐給水泵上。螺旋密封及副葉輪密封等。,2020/5/26,(a)平環(huán)式(b)角環(huán)式(c)鋸齒式(d)迷宮式,2020/5/26,（）迷宮密封（）浮動環(huán)密封,2020/5/26,離心泵的主要部件,（五）平衡裝置1.軸向推力的產(chǎn)生及危害（1）原因1）由于單吸葉輪兩側(cè)的蓋板不一樣大，兩蓋板處的兩個泵腔中液體壓力分布情況不一樣，液體作用在葉輪兩側(cè)的壓力也不相等，就造成一個指向葉輪入口的軸向力；2）液體流入葉輪入口及從葉輪出口流出時的速度大小及方向均不相同，因此，在葉輪上作用一個指向葉輪后蓋板的反動力；3）對于立式水泵來說，水泵轉(zhuǎn)子的重力也是軸向力的一部分。上述三部力合成軸向力中，液體作在葉輪蓋板上的壓力所引起的軸向力占絕大部分比重，尤其鍋爐給水泵。（2）危害由于軸向推力的作用，會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移，葉輪將與靜止的泵殼接觸而被磨損，軸承也會因軸向推力的作用而發(fā)熱或損壞。因此，必須消除和平衡軸向推力來限制轉(zhuǎn)子軸向竄動，從而保證離心泵的安全和正常運行。,2020/5/26,離心泵的主要部件,2.軸向推力的平衡1.單級泵軸向推力的平衡（1）平衡孔-在葉輪的后蓋板靠近輪轂的地方鉆孔，并且在后蓋板上也裝上密封環(huán)。優(yōu)點是簡單、可靠；缺點是增加漏泄損失，降低泵的效率，用于小型泵。剩余軸向力由止推軸承承擔(dān)。（2）平衡管-平衡管平衡法是利用布置在泵體外的平衡管將葉輪后蓋板靠近輪轂處的泵腔與泵的吸入口連接起來。漏泄損失大，多用于小型泵。剩余軸向力由止推軸承承擔(dān)。（3）雙吸式葉輪-雙吸式葉輪的結(jié)構(gòu)軸向是對稱的，葉輪兩側(cè)的蓋板的壓力互相抵消。剩余軸向力由單列向心球軸承承擔(dān)。用于大流量的單級泵。（4）背葉片-背葉片是在離心泵葉輪的后蓋板上鑄的徑向肋筋。增加機械功率的消耗，但可減少泵的漏泄損失，還能防止雜質(zhì)進(jìn)入填料，延長軸封使用壽命。常用于大流量，低揚程或雜質(zhì)泵。,2020/5/26,2020/5/26,離心泵的主要部件,2.多級泵軸向推力的平衡（1）葉輪對稱排列-這種方法是將多級泵的葉輪分成兩組，這兩組葉輪背靠背或面對面地對稱裝在同一轉(zhuǎn)軸上。缺點是級一級之間的連接流道太長，阻力損失大，制造和檢修困難。（2）平衡盤-平衡盤裝在最后一級葉輪的后面，與葉輪同軸一起轉(zhuǎn)動。在平衡盤前面的殼體上裝有平衡座，它們之間有一軸向間隙。平衡盤后的平衡室與離心泵第一級葉輪吸入室用平衡管相連。平衡盤在運行中具有自動平衡軸向推力的優(yōu)點。對于大型高壓給水泵在啟停時，由于平衡力滯后于軸向推力的變化，使平衡盤與平衡座發(fā)生磨擦或咬死現(xiàn)象。因此，對這類泵除采用耐磨材料外，還裝有油膜式雙向推力輛承，以防平衡力不足時擦傷平衡盤。（3）平衡鼓-平衡鼓是一個鼓形輪盤，裝在多級泵最后一級葉輪的后面，并與葉輪一轉(zhuǎn)動。平衡室與第一級葉輪入相連。平衡鼓的最大優(yōu)點是避免了與動靜部分相互摩擦。不能完全平衡軸向推力，必須裝有足夠容量的止推軸承，因此一般采用平衡盤與平衡鼓的聯(lián)合裝置。,2020/5/26,2020/5/26,五、我廠給水泵及輔助設(shè)備特性,給水泵的任務(wù)是保證鍋爐安全用水。其運行狀態(tài)的好壞直接影響到發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運行。所以保證給水泵安全、經(jīng)濟(jì)運行，是發(fā)電廠運行工作的主要任務(wù)之一。,2020/5/26,技術(shù)規(guī)范,1）給水泵型號DG270-140數(shù)量3臺額定流量270m3/h（289m3/h）揚程1490m（1526m）進(jìn)口溫度158密度909.2kg/m3效率80%軸功率1365KW轉(zhuǎn)速2985r/min生產(chǎn)廠家上海電力修造總廠有限公司,2020/5/26,2020/5/26,2）電動機型號YKOS1600-2/990數(shù)量3臺功率1600KW電壓6000V電流182A功率因數(shù)0.88轉(zhuǎn)速2985r/min生產(chǎn)廠家湘潭電機廠,3）潤滑油冷油器型號GLL3-7/0.63L冷卻面積7m2冷卻水量15m3/h冷卻水溫38冷卻水壓0.40.6MPa油阻0.04MPa水阻0.013MPa,4）稀油站型號XYZ-40G供油量40L/min工作壓力0.4MPa油箱容積1m3電動機型號Y100L-4電動機功率2.2KW電動機電壓380V接法Y電加熱器功率12KW電加熱器電壓Y/380V,2020/5/26,給水泵設(shè)備特性,1.給水泵為臥式離心式多級泵，泵殼體包括進(jìn)水段、出水段采用鑄鋼，中段采用不銹鋼。給水泵轉(zhuǎn)子共有10級葉輪，葉輪為不銹鋼精鑄。葉輪與軸為過盈配合，第二級至第十級葉輪內(nèi)孔依次遞減0.15mm。主軸材料為2Cr13電渣重熔鋼，軸承擋表面鍍鉻。2.平衡裝置為整體式平衡鼓和平衡盤結(jié)構(gòu)，材料為2Cr13表面堆焊507鉬。3.軸段密封采用螺旋密封結(jié)構(gòu)。在軸套外圍加工有雙頭螺旋槽，傳動端軸套為左旋螺旋槽，自動端軸套為右旋螺旋槽。4.給水泵密封水系統(tǒng)水源采用除鹽水，經(jīng)管道泵升壓后通過差壓控制器來調(diào)節(jié)，使密封水注水壓力高于給水泵入口壓力0.10MPa左右。5.給水泵稀油站由油箱、油泵裝置、過濾器、列管式冷油器以及管道、閥門等組成。,2020/5/26,2020/5/26,六、我廠中繼水泵的設(shè)備特性,中繼水泵技術(shù)規(guī)范型號200AY150B（4#：200ZAY150B）流量243m3/h揚程1.245MPa（127m）允許汽蝕余量3.8m軸功率115.1kw轉(zhuǎn)速2950r/min效率73%重量620kg（4#：1190kg）出廠編號200240200241200