李增亮《石油工程流体机械》第二章_离心泵office.pptx
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离心泵课件
离心泵故障诊断方法与步骤
观察法
通过观察离心泵的外观、听声音、触摸轴承等部 位，初步判断故障类型。
仪表测量法
使用电流表、电压表、压力表等仪表测量离心泵 的性能参数，判断故障原因。
拆卸检查法
对离心泵进行拆卸检查，观察各部件的磨损情况 ，确定故障部位。
离心泵故障排除方法与实例分析
启动故障排除
检查电源、电机等部件，更换损坏的轴承 等部件。
离心泵运行维护保养措施
定期检查
定期检查泵的进出口 阀门、密封件、轴承 等部件是否正常。
清洗保养
定期清洗泵的进出口 管道，防止堵塞。
更换磨损件
及时更换磨损严重的 部件，如轴承、密封 件等。
调整运行参数
根据实际情况，调整 泵的运行参数，保证 泵在最佳状态下运行 。
记录运行数据
记录泵的运行数据， 如流量、压力、温度 等，为维护保养提供 依据。
离心泵工作原理
工作原理
离心泵通过电机驱动，使叶轮高速旋转，产生离心力。在离心力作用下，液体被甩向叶轮外缘，形成高压区。同 时，叶轮中心形成低压区，液体在压差作用下被吸入叶轮中心。经过多次循环，液体不断被提升，最终实现从低 处向高处的输送。
性能参数
离心泵的性能参数包括流量、扬程、功率、效率等。其中，流量是指单位时间内泵送液体的体积；扬程是指泵送 液体所能达到的高度；功率是指泵的输出功率；效率是指泵的能量利用效率。
离心泵结构与组成
02
离心泵主要部件
01
02
03
叶轮
是离心泵的核心部件，通 过旋转将动能传递轮，并连接进出 口。
轴
是连接电机和叶轮的传动 轴，将电机的旋转动力传 递给叶轮。
离心泵辅助部件
离心泵ppt课件
离心泵的技术发展趋势
高效能化
通过优化设计、改进制造工艺和 采用新型材料，提高离心泵的效
率和性能。
智能化
结合现代传感器、控制技术和人工 智能技术，实现离心泵的远程监控 、故障诊断和自动控制。
环保化
研发低噪声、低振动、低能耗的离 心泵，满足日益严格的环保要求。
离心泵的市场发展前景
市场需求持续增长
随着工业领域的不断发展，离心 泵作为流体输送的核心设备，市
03
根据工作原理和结构特点，离心泵还可分为蜗壳泵、旋 涡泵、喷射泵等。
离心泵的应用
02
离心泵在工业领域的应用
01
石油化工
离心泵广泛应用于石油化工行业中，用于输送各种腐蚀 性、易燃易爆、剧毒等流体介质，如酸、碱、盐、油、 气体等。
02
制药行业
在制药行业中，离心泵被用于输送各种药品原料、半成 品和成品，以及清洗和消毒液等。
03
食品行业
在食品行业中，离心泵主要用于输送果汁、饮料、乳制 品、酒类等流体食品，以及清洗和消毒液等。
离心泵在农业领域的应用
01
02
03Biblioteka 灌溉离心泵可用于灌溉系统， 将水从水源输送到农田， 满足农业生产的用水需求 。
喷灌
离心泵可用于喷灌系统， 将水通过喷头喷洒到农田 ，实现节水灌溉。
养殖业
在养殖业中，离心泵可用 于输送饲料、饮用水和清 洗水等。
当叶轮旋转时，叶片间的液体在离心 力的作用下被甩出，形成一个低压区 。
离心泵通过连续旋转的叶轮，实现了 液体的连续输送。
由于压力差，液体从吸入管进入泵内 ，在叶轮的作用下获得能量，从排出 管排出。
离心泵的分类
01
根据输送介质的不同，离心泵可分为清水泵、泥浆泵、 油泵等。
流体输送机械离心泵PPT课件
基础。
2
流体输送机械的分类
第1节 概 述
流体输送机械是一种向流体作功以提高流体机械能的装置， 分类如下：
动力式（又称叶轮式、非正位移式）：它是利用高速旋转 的叶轮使流体获得能量，主要包括离心式、轴流式和旋涡式输 送机械。
容积式（又称正位移式）：它是利用活塞或转子的挤压作用 使流体升压排出。包括往复式、旋转式输送机械。
其他类型：例如流体作用式等，对气体和液体输送机械，同 一类型的基本结构、工作原理、主要操作性能等大致相似。
3
第1节 概 述
对流体输送机械的基本要求
在化工生产和设计中，对流体输送机械基本要求如下：
➢ 能适应被输送流体的特性，例如它们的粘性、腐蚀
性、毒性、易燃易爆性及是否含有固体杂质等
➢ 能满足生产工艺上对能量（压头）和流量的要求 ➢ 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低 ➢ 在化工生产中，选择适宜的流体输送机械类型和型
第2章 流体输送机械
1
第1节 概 述
流体输送在化工生产中的应用
➢ 在化工生产过程中，流体输送是主要的单元操作之一
它遵循流体流动的基本原理。
➢ 流体输送的主要任务是满足对工艺流体的流量和压强的
要求。流体输送系统包括：流体输送管路、流体输送机械、 流动参数测控装置。
➢ 流体输送计算以描述流体流动基本规律的传递理论为
H=f（泵的结构、尺寸、转速、Q）
轴功率 N ：电机输入到泵轴的功率，由于泵提供给流体的 实际扬程小于理论扬程，故泵由电机获得的轴功并不能全部有 效地转换为流体的机械能。
有效功率 Ne：流体从泵获得的实际功率，可直接由泵的
流量和扬程求得
NeHVg
10
离心泵的特性曲线
流体输送设备离心泵.ppt
2.1.4 离心泵的气蚀现象与允许安装高度
1.离心泵的气蚀现象
吸入液体，泵入口处形成低压， 提高泵的安装高度，导致泵内压力 降低，入口处压力降至低于或等于 液体饱和蒸汽压，液体气化，低压 区---高压区---气泡凝结或破裂， 产生频率很高瞬时压力很大的冲击--气蚀现象。
2.离心泵的抗气蚀性能---气蚀余量和允许吸上真空度 （1）离心泵的气蚀余量
c e) u2 2g
( L le d
c
e)
1 2g
Qe d2
4
(
8 2g
)(
L
le d5
c
e)Qe2
BQe 2
He
z
P g
f (Qe )
z P k u2 0
g
2g
H H
e K BQe Q 曲线
2
管路特性曲线 离心泵性能曲线
（2）管路特性方程式和特性曲线
① 作离心泵特性曲线 作管路特性曲线 交点---工作点M
定义:
NPSH P1 u12 Pv
g 2g g
Pv - - 饱和蒸汽压 Pa
静压头 动压头 饱和蒸汽压头
在泵入口1-1和叶轮入口k-k两截面间列柏努利方程式
P1,min
g
u12 2g
Pv
g
uk2 2g
H f ,1k
比较上两式：
( NPSH )c
P1,min Pv
g
u12 2g
uk2 2g
H
P2 P1
g
C22 C12 2g
离心泵基本方程式的讨论： QT D2b2 Cr 2 D2b2 C2 sin2
（1）流量
周边面积 径向速度，C2在径向的分速度 b2 叶片周边宽度
离心泵培训 ppt课件
体。如活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、螺杆泵、水环式真 空泵等。 3、其它类型泵——利用一部分流体流动时产生的能量来 输送另一部分液体。如喷射泵等。
ppt课件
2
三、离心泵的使用场合
各种类型的泵使用范围也各不相同，在石油化工 企业中目前使用最多的是离心泵。如：
热油泵——主要用于200℃以上高温下的油品及 其溶 剂等的输送。如各炼油装置中所用的热油泵。
液。
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5
离心泵的定义及优缺点
定义：离心泵是根据离心力原理设计的，即 高速旋转的叶片带动介质转动，从而将介质 甩出以达到输送目的的一类动设备。
优点：离心泵具有结构简单、体积小、质量 轻、流量稳定、易于制造和便于维护等一系 列优点。
缺点：离心泵对高粘度液体以及流量小、压
力高的情况适用性较差，并且在通常情况下
离心泵基础知识
ppt课件
1
泵的概述
一、泵的含义
通常把能提升液体、输送液体并给液体以能量，增加 压力的机器统称为泵。
二、泵的分类
根据泵的作用原理，可分为三大类： 1、叶片式——利用叶片与液体的互相作用来输送液体。
如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。 2、容积式——利用工作室的容积周期性的变化来输送液
ppt课件
7
单级泵
多级泵
ppt课件
8
按泵扬程的大小：分为低压泵（扬程小于20米水柱）、中压 泵（20~160米水柱）和高压泵（高于160米水柱）。
按输送介质和用途分：水泵、油泵、酸泵、碱泵、锅炉给水 泵、冷凝水泵等。
按泵轴的支承方式分：一般分为悬臂泵和双支承泵。 按泵的输出压力分：一般分为低压泵和高压泵。 按泵轴的转速分：一般分为普通泵和高速泵；（高于10000
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2
三、离心泵的使用场合
各种类型的泵使用范围也各不相同，在石油化工 企业中目前使用最多的是离心泵。如：
热油泵——主要用于200℃以上高温下的油品及 其溶 剂等的输送。如各炼油装置中所用的热油泵。
液。
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离心泵的定义及优缺点
定义：离心泵是根据离心力原理设计的，即 高速旋转的叶片带动介质转动，从而将介质 甩出以达到输送目的的一类动设备。
优点：离心泵具有结构简单、体积小、质量 轻、流量稳定、易于制造和便于维护等一系 列优点。
缺点：离心泵对高粘度液体以及流量小、压
力高的情况适用性较差，并且在通常情况下
离心泵基础知识
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1
泵的概述
一、泵的含义
通常把能提升液体、输送液体并给液体以能量，增加 压力的机器统称为泵。
二、泵的分类
根据泵的作用原理，可分为三大类： 1、叶片式——利用叶片与液体的互相作用来输送液体。
如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。 2、容积式——利用工作室的容积周期性的变化来输送液
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7
单级泵
多级泵
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8
按泵扬程的大小：分为低压泵（扬程小于20米水柱）、中压 泵（20~160米水柱）和高压泵（高于160米水柱）。
按输送介质和用途分：水泵、油泵、酸泵、碱泵、锅炉给水 泵、冷凝水泵等。
按泵轴的支承方式分：一般分为悬臂泵和双支承泵。 按泵的输出压力分：一般分为低压泵和高压泵。 按泵轴的转速分：一般分为普通泵和高速泵；（高于10000
第2章 流体输送机械
30
② 压头（ 扬程） 在电机功率范围内，由管路特性决定。
H
管路特性曲线2
H2
管路特性曲线1
H1 泵特性曲线
qV qV理
qV
流量只与泵特性有关，
而压头只与管路特性有关 ——正位移特性
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③ 功率与效率 P qV H r g
——往复泵的总效率，一般为0.65~0.85。
往复泵适用于压头高、流量小的液体，但不能 输送腐蚀性大及有固体的悬浮液。
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二、 齿轮泵
具有正位移特性。
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三、旋涡泵
（一）结构
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（二）特点
1. 启动泵时，要打开出口阀门，改变流量时，旁 路调节比安装调节阀更经济； 2. 能量损失大，效率低（30%~40%），不适合输 送高粘度液体； 3. 压头比离心泵高2~4倍，适用于高压头、小流量、 低粘度清洁液体。
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第三节 气体输送机械
分类：
按出口压力或压缩比分为：
通风机 p出(表) < 15kPa
γ=1～1.15
鼓风机 p出(表)=15~300kPa γ< 4
压缩机 p出(表）> 300kPa
γ>4
真空泵 p出(表）=0
压缩比由真空度决定
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一、离心式通风机
（一）结构
——表明离心泵无自吸能力
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2
二、离心泵的主要部件
（1） 叶轮 作用 ：将电机的能量传给液体，使液体静压能 及动能都有所提高——给能装置 叶轮按结构分为：
离心泵工作原理PPT课件
过叶轮对液体作功的结果。
第3页/共57页
3-1-2 液体在叶轮中的流动情况
• 为研究简化，我们假定： (1)液体由无限多个完全相同的单元流束所组成
• 所有液体质点流动轨迹都相同，都与叶片断面相符合，在相同半径上 各液体质点的流动状态亦均相同。
• 这只有在叶片无限多、厚度无限薄且断面形状完全相同的理想叶轮中 才可能实现。
3-1-6离心泵的缺点
6．扬程由D2和n决定的，不适合小Q、高H • 这要求叶轮流道窄长，以致制造困难，效率太低。 • 离心泵产生的最大排压有限，故不必设安全阀。
第35页/共57页
水泵系统常见故障及原因：
• 水泵漏水，检查漏水部位 1.外套筒连接处，紧固泵头螺母，如不能消除，建议更换外套筒密封圈 2.机械密封处漏水，更换机械密封，可能原因干转或密封质量问题。 水泵噪音: 1.泵内有异物，建议清除异物 2.流量跑位，建议关小阀门
管路的静压头 • 当管路阻力变化，如K
值增加，曲线变陡 第26页/共57页
3-1-4 管道特性曲线和泵的工况点
• 将特性曲线和管路的特性曲线画在 一张图上
• Q—H曲线与管路特性曲线的交点 即泵的工况点
• 点C工况产生的H正好等于液体以 此工况的Q流过该管路时所需的压 头
• 大多数离心泵的H—Q曲线是向下 倾斜，其工况点是稳定的
第28页/共57页
3-1-4 管道特性曲线和泵的工况点
• 如Q一H是驼峰形，管路特性与Q一H会
有两交点，靠左边的是不稳定工况点 • 当管路特性改变时，例如 A’或A”，工
况点也会相应变为C’或C” • 如泵特性曲线发生改变，工况点也会改变 • 同一泵在管路情况改变时Q将发生较大变
化 • 泵在额定工况下效t，求出泵的水力功率
第3页/共57页
3-1-2 液体在叶轮中的流动情况
• 为研究简化，我们假定： (1)液体由无限多个完全相同的单元流束所组成
• 所有液体质点流动轨迹都相同，都与叶片断面相符合，在相同半径上 各液体质点的流动状态亦均相同。
• 这只有在叶片无限多、厚度无限薄且断面形状完全相同的理想叶轮中 才可能实现。
3-1-6离心泵的缺点
6．扬程由D2和n决定的，不适合小Q、高H • 这要求叶轮流道窄长，以致制造困难，效率太低。 • 离心泵产生的最大排压有限，故不必设安全阀。
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水泵系统常见故障及原因：
• 水泵漏水，检查漏水部位 1.外套筒连接处，紧固泵头螺母，如不能消除，建议更换外套筒密封圈 2.机械密封处漏水，更换机械密封，可能原因干转或密封质量问题。 水泵噪音: 1.泵内有异物，建议清除异物 2.流量跑位，建议关小阀门
管路的静压头 • 当管路阻力变化，如K
值增加，曲线变陡 第26页/共57页
3-1-4 管道特性曲线和泵的工况点
• 将特性曲线和管路的特性曲线画在 一张图上
• Q—H曲线与管路特性曲线的交点 即泵的工况点
• 点C工况产生的H正好等于液体以 此工况的Q流过该管路时所需的压 头
• 大多数离心泵的H—Q曲线是向下 倾斜，其工况点是稳定的
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3-1-4 管道特性曲线和泵的工况点
• 如Q一H是驼峰形，管路特性与Q一H会
有两交点，靠左边的是不稳定工况点 • 当管路特性改变时，例如 A’或A”，工
况点也会相应变为C’或C” • 如泵特性曲线发生改变，工况点也会改变 • 同一泵在管路情况改变时Q将发生较大变
化 • 泵在额定工况下效t，求出泵的水力功率
离心泵知识ppt课件
6.4轴封
由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的 接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间 隙漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必 须设置轴封装置。
轴封装置主要防止泵中的液体泄漏和空气进入 泵中，以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的。
轴封的形式：即带有骨架的橡胶密封、填料密封 和机械密封。目前最主要采用机械密封和干气密封 两种形式
轴承润滑通常用油槽或油雾进行润滑，为了保证滚动体 和滚道接触面间形成一定厚度的油膜，采用中黏度的涡轮油 (国际标准化组织68级)较适宜。在油槽润滑中，轴承部分浸 在油中，油浸润高度以没过轴承底的50％为宜。如果超过50 ％，过量的油涡流会使油温上升，油温升高会加速润滑荆的 氧化，从而降低润滑性能；如果低于50％，则油对轴承的冲 洗作用降低，润滑效果不好。
▪ 8）离心泵工作流程
驱动机带动叶轮高速旋转 叶轮带动液体高速旋转 产生离心力
液体获得能量（压力能、 速度能增加）
输送液体
液体甩出，叶轮中心形成低压 吸入罐与泵之间产生压差 吸入液体，实现连续工作
▪ 9）离心泵的气蚀
离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到 叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低。 此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当 叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下 的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能 有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。 当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的 液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结 溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度 向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力 骤然剧增（有的可达数百个大气压）。
按叶轮进料方式分：有单吸式、双吸式。
按泵壳接缝形式分：有水平中开式、垂直分段式。
2离心泵 ppt课件
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对于单级泵，采用如图2-4所示的双吸叶轮， 使叶轮两侧盖板上的压力相互抵消，可以有效
地消除轴向力。
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对于多级泵，利用对称排列方式，即将总 级数为偶数的叶轮，如图2-7所示那样背靠 背或面对面地联在一根轴上，这种方法可有 效地减少轴向力，
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35
例如，油田注水中采用的3D100－150(吸入管 径3英寸，额定流量100 m3/h，额定压力15MPa) 和150D一170×10(吸入管径150mm，单级扬程
170m，10级)。它们的结构如图2－3所示，
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36
这种泵中的液体连续流经各个叶轮和导叶，泵
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2.1.3离心泵的工作特点
离心泵的性能特点和能量转化方式与往复 泵不同，如表2－1所示。
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2.2 离心泵的基本工作理论
液体在离心泵内的流动可以分为三部分：液体
进入叶轮前在进液流道(吸入室)中的流动，在叶轮 内的流动和在排液流道(压出室或导叶)中的流动。
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一般离心泵的液体沿半径方向进入叶片，故其 绝对速度的方向α1＝90°， 绝对速度的大小为：
c1＝c1r=Qi/F1 式中：Qi－流经叶轮的流量；
F1－进口断面的环形有效过流面积。 下角标r或u，表示径向或周向分速度。
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而进口处的圆周速度u1的方向为周向，大小为 u1=πnD1/60，n为叶轮转速。由于u1， c1的大小 和方向皆己确定,故液体进入流道的相对速度ω1即 可确定，ω1＝c1－u1。