水泵技術(shù)概論

1、1B歡迎光臨歡迎光臨 張玉新張玉新 20/1/2014上海瑞晨環(huán)保科技有限公司上海瑞晨環(huán)?？萍加邢薰?&泵的定義及結(jié)構(gòu)形式泵的定義及結(jié)構(gòu)形式&泵的工作原理及參數(shù)泵的工作原理及參數(shù)&泵的機(jī)組運行規(guī)律泵的機(jī)組運行規(guī)律&離心泵的維護(hù)及故障離心泵的維護(hù)及故障 泵的基礎(chǔ)知識泵的基礎(chǔ)知識31.泵的定義及結(jié)構(gòu)形式1.1定義及分類B 泵的定義：把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液體能量的機(jī)器。液體能包括位能、壓泵的定義：把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液體能量的機(jī)器。液體能包括位能、壓能和動能。能和動能。B葉片式泵葉片式泵: :也叫動力泵也叫動力泵, ,特點是連續(xù)地將能量轉(zhuǎn)換給液體特點是連續(xù)地將能

2、量轉(zhuǎn)換給液體. .如離心泵、混流泵、如離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等。軸流泵、旋渦泵等。B容積式泵：特點是通過封閉的、充滿液體的容積周期性的變化，不連續(xù)地將能容積式泵：特點是通過封閉的、充滿液體的容積周期性的變化，不連續(xù)地將能量轉(zhuǎn)換給液體。如齒輪泵、活塞泵、螺桿泵等轉(zhuǎn)子泵。量轉(zhuǎn)換給液體。如齒輪泵、活塞泵、螺桿泵等轉(zhuǎn)子泵。B其它類型泵：這些泵的工作原理各異，如射流泵、水錘泵、電磁泵等其它類型泵：這些泵的工作原理各異，如射流泵、水錘泵、電磁泵等41.2 葉片泵結(jié)構(gòu)形式B按葉輪特性分 a). 離心式 b). 混流式 c). 軸流式B按泵體形式分 a). 蝸殼式 b). 導(dǎo)葉式(透平式) B按泵的級

3、數(shù)分 a)單級泵 b)多級泵B 按吸入方式分 a)單吸泵 b)雙吸泵B 按泵體剖分分 a)節(jié)段式 b)中開式B 按應(yīng)用領(lǐng)域分 a)化工泵 b)污水泵 c)建筑用泵 (給水泵) d)礦山用泵 e)電站用泵5B按泵的安裝方式分 a)干式泵 b)潛水泵 c)液下泵 d)立式泵 B 按泵的特殊結(jié)構(gòu)分 a) 磁力泵 b) 屏蔽泵 c) 管道泵 d) 自吸泵62.泵的工作原理及參數(shù) 2.1,工作原理 2.2,泵的主要性能參數(shù) 2.3,比轉(zhuǎn)速的定義 2.4,葉片泵理論 2.5,泵的相似定律及性能曲線 2.6,泵的工作范圍及型譜72.1工作原理B離心泵工作原理離心泵工作原理 a). 吸入 在泵內(nèi)灌滿水的前提下

4、, 當(dāng)軸帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)時,葉輪中的水受離心力的作用而從葉輪四周射出,導(dǎo)致葉輪中心處形成真空(低壓區(qū)),即此處的壓力低于大氣壓力,而下游(進(jìn)水池)水面上卻作用著大氣壓力,那么,下游的水在大氣壓力的作用下,從下游流向葉輪中心,也就達(dá)到了吸入的目的. b). 壓出 在離心力的作用下,到達(dá)葉輪中心的水進(jìn)入葉輪腔內(nèi),高速運轉(zhuǎn)的葉片就會驅(qū)使葉輪中的水一起轉(zhuǎn)動.在葉片與水流的相互作用過程中,葉片對水流作功,水流得到能量而從葉輪四周射出,此時,水流就帶有很大的動能和壓能,并在泵殼與葉輪外緣所形成的空間(壓水室)內(nèi)匯集后流向壓水室出口擴(kuò)散段,經(jīng)擴(kuò)散段的能量轉(zhuǎn)換,最后在泵出口法蘭處形成高壓水流,并進(jìn)入出水管路,

5、也就達(dá)到壓出的目的DD8B泵及其動力系統(tǒng)泵及其動力系統(tǒng) a). 電泵（電機(jī)泵）； 電機(jī)與泵緊密結(jié)合,設(shè)計成一個整體,主要有潛水泵,屏蔽泵屬于這種系統(tǒng). b). 泵傳動系統(tǒng)動力系統(tǒng)； 即泵通過傳動系統(tǒng)與原動機(jī)相聯(lián),形成整體機(jī)組.傳動系統(tǒng)分為兩種:直聯(lián)-聯(lián)軸器, 變速-皮帶,齒輪箱. 原動機(jī)分內(nèi)燃機(jī)和電機(jī). c). 其他系統(tǒng)（如控制系統(tǒng)等）;變頻器,電器控制柜92.2泵的主要性能參數(shù)B輸出參數(shù) a). 流量； (Q) 是指水泵在單位時間內(nèi)所能抽送的出液量,又分體積流量和質(zhì)量流量, 通常用體積流量表示,其單位 : m3/h, L/s b).揚程； (H）是指水泵輸送的單位重量液體的能量的增值,即水泵

6、出口法蘭處單位重量液體的能量減去泵進(jìn)口法蘭 處單位重量液體的能量. 其單位 : m. P= g H 根據(jù)定義: H=Ed - Es Ed-水泵出口法蘭處單位重量液體的能量; Es-水泵進(jìn)口法蘭處單位重量液體的能量. Ed=Zd+Pd/g+V2d /2g Es=Zs+Ps/g+V2s /2g 一般情況下,離心泵的揚程可以泵軸線為界分為兩部分,泵軸線以上為壓水揚程,也叫上揚程,用H2表示,泵軸線以下為吸水揚程, 用H1 表示,也叫 下?lián)P程. 因此,水泵揚程又可以表示為: H= H1+ H2+h c). 水功率； (P水) 也叫水泵的輸出功率，有效功率： P z= g Q H d), 效率； ()

7、=P z/PB輸入?yún)?shù) a). 轉(zhuǎn)速； (n) 水泵的轉(zhuǎn)速是指單位時間內(nèi)泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)次數(shù)，單位：r/min 一般和電機(jī)同速（直聯(lián)）b). 軸功率； (P) 即動力機(jī)傳遞給泵軸的功率，也叫水泵的輸入功率， 單位：kW。 c). 配用功率； (P) 又稱配套功率，指泵所需配套的動力機(jī)功率，單位：kW?？梢允请姍C(jī)或發(fā)動機(jī)的額定功率。10B其他性能 a). 汽蝕余量；NPSHr-泵的必需氣蝕余量，也是泵內(nèi)從進(jìn)口法蘭到葉輪葉片進(jìn)口的壓力損失或壓差。它是泵所固有 的 ,僅隨流量而變化,一般若不修改水泵過流部件，其變化規(guī)律很難有變化。 NPSHa-系統(tǒng)的裝置氣蝕余量，是大氣壓在泵進(jìn)口法蘭處的剩余壓力，它取決系

8、統(tǒng)及安裝位置，是一個變化的量。 b). 振動及噪音；產(chǎn)生振動的原因：1，葉輪的靜、動平衡未達(dá)到要求。2，軸彎曲或跳動。3，軸承質(zhì)量有問題，或裝配不當(dāng)。 4，水泵工作工況點遠(yuǎn)離最佳工況點，即在過大流量或過小流量工況點工作。5，電機(jī)軸心線與水泵軸線對中偏差過大。 產(chǎn)生噪音的原因：1，上述振動引起。2，水力噪音。3，電機(jī)噪音。 泵機(jī)組的噪音只要在泵行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，既是合格產(chǎn)品。大于30kW,電機(jī)噪音大于水力噪音。112.3 比轉(zhuǎn)速的定義比轉(zhuǎn)速的定義 水泵的比轉(zhuǎn)速簡稱比速,通常用符號ns 表示.比轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速是兩個完全不同的概念.比轉(zhuǎn)速是表示水泵特性的可用基本參數(shù)Q、H、n計算出來的一個綜合性數(shù)據(jù)。

9、也可稱為綜合判據(jù)。它與水泵葉輪結(jié)構(gòu)形狀和水泵性能有密切關(guān)系。 國內(nèi)比轉(zhuǎn)速的計算公式： 國外比轉(zhuǎn)速Specific Speed 的計算公式4365. 3HQnns43HQnnq12比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速: 典型葉輪典型葉輪高揚程高揚程 中揚程中揚程 低揚程低揚程/離心泵離心泵 低揚程低揚程/混流泵混流泵 軸流泵軸流泵13比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速: 典型性能曲線典型性能曲線(一一)HeadPowerEfficiencyNPSH14比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速: 典型性能曲線典型性能曲線(二二) Radial Mixed Flow Axial15不同的水力性能不同的水力性能H-QP-Q-QNPSHr-Q162.4,葉片泵理論葉片泵理論1

10、7水泵速度三角形水泵速度三角形D2D12V2V2UW2W1V1U1118葉片泵理論葉片泵理論V = 絕對速度U = 圓周速度W = 相對速度1 = 進(jìn)口角 (切線方向)2 = 出口角 (切線方向)19入口速度三角形入口速度三角形1V1W1U101UV20出出口速度三角形口速度三角形2V2W2mV2UV2V2U 是 V2 在 U 2上的投影U221gUVHgUVUVHUtheorUUtheor221122*As V1U = 0葉片泵理論葉片泵理論60*22DnU22水泵的設(shè)計者能夠決定那些因素水泵的設(shè)計者能夠決定那些因素 ?- 葉輪葉片進(jìn)口安放角葉輪葉片進(jìn)口安放角- 葉輪葉片出口安放角葉輪葉片出

11、口安放角- 前后蓋板寬度及變化前后蓋板寬度及變化- 葉輪外徑葉輪外徑- 軸轉(zhuǎn)速軸轉(zhuǎn)速- 葉片數(shù)葉片數(shù)- 蝸殼寬度及外形蝸殼寬度及外形23B泵的相似定律泵的相似定律Ba) 轉(zhuǎn)速變化的影響； b). 葉輪切割定律； 轉(zhuǎn)速對性能的影響轉(zhuǎn)速對性能的影響 切割切割葉輪通常只在很小范圍內(nèi)葉輪通常只在很小范圍內(nèi) 在滿足汽蝕和強(qiáng)度的前提下在滿足汽蝕和強(qiáng)度的前提下 才相當(dāng)于才相當(dāng)于轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)速的變化(20%)(20%) 是成立的是成立的 此公式僅適用葉片數(shù)此公式僅適用葉片數(shù)5-85-83231212221212121ddPPddHHddQQ3231212221212121nnPPnnHHnnQQ2.5泵的相似

12、定律及性能曲線泵的相似定律及性能曲線24例例 1 1IC50-32-200IC50-32-200葉輪外徑葉輪外徑: : 212 mm 212 mm , ,揚程揚程: 50: 50m.m.如果我們將葉輪外徑車到如果我們將葉輪外徑車到: : 180 mm180 mmH H180180/H/H212212= (180/212)= (180/212)2 2 = 0.85 = 0.852 2 = 0.72= 0.72H(180) = H(180) = 5050 x 0.72 = x 0.72 = 3636m m實踐中實踐中, ,當(dāng)葉片數(shù)量少時切割葉輪當(dāng)葉片數(shù)量少時切割葉輪, , 變化后的揚程比計算的要大

13、變化后的揚程比計算的要大25例例 2 2類似的類似的, ,我們把我們把 IC50-32-200IC50-32-200 從從 50 Hz50 Hz變到變到 60 Hz 60 Hz ( (從從2850 rpm2850 rpm到到 3400 rpm )3400 rpm )在在 50 Hz50 Hz, ,葉輪葉輪 外徑外徑 212mm,212mm,其揚程是其揚程是 5050m.m.H H6060/H/H5050=(N=(N6060/N/N5050)=)=(3400/2850(3400/2850)2)2= =( (1.19)=1.421.19)=1.42在在 60 Hz60 Hz時時, ,揚程揚程=50

14、X1.42= 71=50X1.42= 71m.m.26B泵的性能曲線 a). Q-H性能曲線有限葉片數(shù)損失部分有限葉片數(shù)損失部分摩擦損失進(jìn)口回流損失進(jìn)口沖擊損失實際QH 曲線27回流損失回流損失QP2進(jìn)口回流損失28b). 全性能曲線2930泵工作性能曲線31c). 葉輪參數(shù)的影響； 葉輪外徑變小 32原曲線原曲線效率效率銼后曲線銼后曲線QH銼后寬度銼后寬度原始寬度原始寬度原始寬度原始寬度銼后寬度銼后寬度最小寬度最小寬度葉片出水邊下銼葉片出水邊下銼33d). 轉(zhuǎn)速的影響34較小泵較小泵較大泵較大泵2. 6 泵的工作范圍及型譜3515010050403020105510 20 30 40 50

15、6 100 200 300 400 ISO 2858型譜36373.3.泵的機(jī)組運行規(guī)律泵的機(jī)組運行規(guī)律B3.1. 泵運行時的工況點;B3.2. 泵的串聯(lián)運行B3.3. 泵的并聯(lián)運行B3.4. 泵的啟動性能38B3.1. 3.1. 泵運行時的工況點泵運行時的工況點; ;3940離心泵性能曲線413.2.泵的串聯(lián)運行42433.3.泵的并聯(lián)運行44453.4.泵的啟動性能464.離心泵的維護(hù)及故障B 4.1、離心泵的運行維護(hù)：、離心泵的運行維護(hù)：B 4.2離心泵的常見故障和排除離心泵的常見故障和排除47B4.1、離心泵的運行維護(hù)：、離心泵的運行維護(hù)： 1離心泵開車前的準(zhǔn)備工作離心泵開車前的準(zhǔn)備工

16、作 水泵開車前，操作人員應(yīng)進(jìn)行如下檢查工作以確保水泵的安全運行。（1） 用手慢慢轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器或皮帶，觀察水泵轉(zhuǎn)動是否靈活、平穩(wěn)，泵內(nèi)有無雜物，是否發(fā)生碰撞；軸承有無雜音或松緊不勻等現(xiàn)象，填料松緊是否適宜；皮帶松緊是否適度。如有異常，應(yīng)先進(jìn)行調(diào)整。（2）.檢查并緊固所有螺栓，螺釘。（3）檢查軸承中的潤滑油和潤滑脂是否純凈，否則應(yīng)更換。潤滑脂的加入量以軸承室體積的2/3為宜，潤滑油應(yīng)在油標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。（4）檢查電動機(jī)引入導(dǎo)線的連接，確保水泵正常的旋轉(zhuǎn)方向。正常工作前，可開車檢查轉(zhuǎn)向，如轉(zhuǎn)向相反，應(yīng)及時停車，并任意換接兩根電動機(jī)引入導(dǎo)線的位置。（5）離心泵應(yīng)關(guān)閉閘閥起動，起動后閘閥關(guān)閉時間不宜過久，

17、一般不超過35min，以免水在泵循環(huán)發(fā)熱，損壞機(jī)件。（6）需灌引水的抽水裝置，應(yīng)灌引水。在灌引水時，用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器或皮帶輪，使葉輪內(nèi)空氣排盡。482離心泵運行中的注意事項離心泵運行中的注意事項 水泵運行過程中，操作人員在嚴(yán)守崗位，加強(qiáng)檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。一般情況下，應(yīng)注意以下事項： 1）檢查各種儀表工作是否正常，如電流表、電壓表、真空表、壓力表等。如發(fā)現(xiàn)讀數(shù)過大、過小或指針劇烈跳動，都應(yīng)及時查明原因，予以排除。臺真空表讀數(shù)突然上升，可能是進(jìn)水口堵塞或進(jìn)水池水面下降使吸程增加；若壓力表讀數(shù)突然下降，可能是進(jìn)水管漏氣、吸入空氣或轉(zhuǎn)速降低。 2）水泵運行時，填料的松緊度應(yīng)該適當(dāng)。壓蓋過緊，

18、填料箱滲水太少，起不到水封、潤滑、冷卻作用，容易引起填料發(fā)熱、變硬，加快泵軸和軸套的磨損，增加水泵的機(jī)械損失；填料壓得過松，滲水過多，造成大量漏水，或使空氣進(jìn)入泵內(nèi)，降低水泵的容積效率，導(dǎo)致出水量減少，甚至不出水。一般情況下，填料的松緊度以每分鐘能滲水20滴左右為宜，可用填料壓蓋螺紋來調(diào)節(jié)。 3）軸承溫升一般不應(yīng)超過3040，最高溫度不得超過6070。軸承溫度過高，將使?jié)櫥В瑹龎妮S瓦或引起滾動體破裂，甚至?xí)饠噍S或泵軸熱脹咬死的事故。溫升過高時應(yīng)馬上停車檢查原因，及時排除。 4）防止水泵的進(jìn)水管口淹沒深度不夠，導(dǎo)致在進(jìn)水口附近產(chǎn)生漩渦，使空氣進(jìn)入泵內(nèi)。應(yīng)及量清理攔污柵和進(jìn)水池中的漂浮物，

19、以免阻塞進(jìn)水管口。上述兩者均會增大進(jìn)水陰力，導(dǎo)致進(jìn)口壓力降低，甚至引起汽蝕。 5）隨時注意有否諸如出水量少、雜音和較大振動等不正常現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)不正常現(xiàn)象應(yīng)立即停車檢查，及時排除故障，防止事故發(fā)生。 6）先關(guān)閉出水管上的閘閥，然后停車。493離心泵的維護(hù)離心泵的維護(hù) （1）停車后，及時擦干水泵及管路上的水漬和油污，保持機(jī)組的清潔。 （2）定時更換軸承內(nèi)的潤滑油、脂。對于裝有滑動軸承的新泵，運行100h左右，應(yīng)更換潤滑油，以后一般每 運轉(zhuǎn)300500h應(yīng)換油一次，特殊情況，半年至少換油一次。滾動軸承每運轉(zhuǎn)12001500h應(yīng)補(bǔ)充潤滑脂一次，特殊情況，至少每年換潤滑脂一次。轉(zhuǎn)速低的水泵可適當(dāng)延長。

20、 （3）如較長時間內(nèi)不繼續(xù)使用或在冬季，應(yīng)將泵內(nèi)和水管內(nèi)的水放盡，以防生銹或凍裂。 （4）在排灌季節(jié)結(jié)束后，要進(jìn)行一次小修，累積運行2000h左右進(jìn)行一次大修。B4.2離心泵的常見故障和排除離心泵的常見故障和排除 離心泵的常見故障現(xiàn)象有水泵不出水或水量不足、電動機(jī)超載、水泵振動或有雜音、軸承發(fā)熱、填料密封裝置漏水等多種。 發(fā)生故障的原因，一般有以下幾個方面（1）不符合性能要求；（2）零部件缺損或內(nèi)部有異物；（3）安裝、使用不符合要求；（4）進(jìn)水條件不良。附表離心泵的常見故障和排除方法故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象原因分析原因分析排除方法排除方法水泵灌不滿水零部件缺損或內(nèi)部有異物a,底閥已壞或密封不嚴(yán)b,底閥

21、活門被雜物卡住a,進(jìn)行修理b,把雜物去掉安裝、使用不符合要求c,水管漏水d,放水螺塞未旋緊e,進(jìn)水管中空氣跑不出去c,把法蘭螺絲旋緊或重新加墊圈d,旋緊螺塞e,把放氣孔打開或重新安裝進(jìn)水管路50起動后不出水或出水量少不符合性能要求a,抽水裝置總揚程超過水泵揚 程過多b,吸水揚程過高c,淹沒深度術(shù)淺，大量空氣被吸入泵內(nèi)d,水泵轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速a,調(diào)換水泵或串聯(lián)一臺流量相同的水泵或二級提水b,降低吸水高度，減少管路損失c,在底閥（或進(jìn)水喇響叭）上面加一段短管或開大進(jìn)水閘門，提高進(jìn)水池水位d,調(diào)整轉(zhuǎn)速零部件缺損或內(nèi)部有異物e,底閥銹住f,水管或葉輪被雜草等堵住g,葉輪或口環(huán)損壞e,修理f,清除阻塞物g,更換葉輪或口環(huán)安裝、使用不符合要求h,未加引水或引水未加滿I,進(jìn)水管漏氣j,葉輪或吸水管內(nèi)聚集空氣k,葉輪轉(zhuǎn)向不符l,幾臺水泵排列不當(dāng)或過密發(fā)生“搶水”現(xiàn)象皮帶過松或打滑m,填料壓蓋太松，填料磨損過 大，從而漏氣、漏水h,打開加水漏斗，若水不流出，應(yīng)重新加引水I,旋緊法蘭螺絲，重新加墊圈或焊補(bǔ)管子孔縫j,開啟放氣孔，或重新