化工生产单元操作设备简介精编WORD版

化工生产单元操作设备

简介精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

第三节化工装置基础与日常运行化工生产过程中，化工装置的正常运行和安全生产是重中之重。任何化工生产装置都有与之相应的操作规程，以指导、组织和管理生产。

“三传一反”精辟概括了化工生产过程的本质。“三传”指化学工业中遵循共同的物理变化规律的三大基本单元操作，即动量传递、热量传递和质量传递过程；“一反”指化学反应。根据生产工艺要求，将若干单元有机组合起来，就构成了完整的化工生产过程。下面将简单介绍一些“三传一反”中的典型化工装置及日常运行和操作。

一、流体输送装置

流体输送装置主要包括液体输送装置和气体的压缩与输送装置。

1.液体输送装置

液体输送装置统称泵。根据泵的工作原理和结构特征可划分为动力式泵、容积式泵、流体作用泵和其他类型泵等。动力式泵也称叶片式泵，包括离心泵、轴流泵和旋涡泵等，此类泵的压头随流量而变；容积式泵也称正位移泵，包括往复泵、隔膜泵、齿轮泵和螺杆泵等，此类泵的压头几乎与流量无关；流体作用泵是利用一种流体的作用来产生压力或真空环境，从而输送另一种流体的装置，如酸蛋、喷射泵、水锤泵和空气升液器等。

（1）离心泵

离心泵是典型的动力式泵，在化工生产中应用最为广泛。

①离心泵的结构

离心泵的名称很形象，它是依靠离心力作用来输送流体的。

图1- 离心泵的结构

离心泵的主要构件有：叶轮、泵壳、轴封和泵轴等，见图1-

叶轮是离心泵中能量传递的部件，它的作用是将原动机的机械能传递给被输送的液体，以增加液体的静压能和动能。离心泵的叶轮可分为闭式、半闭式和开式三种，如图1- 所示。目前，大多数离心泵采用闭式叶轮，半开式和开式叶轮常用语输送含有杂质的液体。

泵壳也称蜗壳，是离心泵的能量转化装置，它的作用是将叶轮提供的动能转化为静压能，并将叶轮甩出的液体收集起来导向泵的出口管或下一级叶轮。

轴封是用来封闭泵轴穿出泵壳处的间隙，以防止外界空气进入泵壳，或阻止泵内的高压液体泄漏到泵壳外面。轴封分为填料密封和机械密封

两种类型，其中机械密封应用广泛。

②离心泵的工作原理

启动前准备：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体（灌泵）。同时关闭排出管路上的流量调节阀（出口阀），待电动机启动后，再打开出口

阀。

泵的排液：启动后叶轮告诉旋转产生较强离

心力，液体从叶轮中心被抛向外周，以很高的速度流向泵壳，部分动能转化为静压能，而以较高压力从排液口排出。

图1- 离心泵叶轮的类型

图1- 离心泵的工作原理

泵的吸液：当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在叶轮中心处形成低压区，液体在吸入液面与叶轮中心处的压强差的作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心。其工作原理如图1- 所示。

离心泵无自吸能力，启动前需要灌泵，否则会发生气缚现象。

③离心泵的特性曲线及应用

N、效率η和离心泵的主要参数有流量Q、扬程（压头）H、轴功率N、有效功率

e

转速n等。

实验可知，当离心泵的转速n 一定时，其流量与扬程、轴功率和效率之间存在着一定的关系，这些关系可以在相应的坐标中绘制成H

Q

-Q-、N

Q-和η三条曲线（如下页图1-

），称为离心泵的特性曲线。泵的制造商提供的特性曲线是用20C

︒的清水实验测定的，当泵

图1- 离心泵特性曲线

输送的液体与20C

︒的清水性质不同时，还需要进行特性换算。

Q-曲线是选择泵和操作泵的主要参考依据。生产中如果要求的输出压头恒定，则H

尽量选择该曲线比较平坦的离心泵。

Q-曲线是合理选择电机功率和启动泵的主要参考依据。泵启动时，为了减小其启N

动电流而保护电机，应该在关闭泵的排出调节阀的情况下启动电源。

η

Q曲线是检查泵的工作性能的依据。离心泵在该曲线的最高点的工作效率最高，-

是泵的设计点。选择电机的原则是使工作状态下的轴功率大于并接近于电机功率。

选择泵时应该综合考虑上述三条曲线，使泵的实际工作状态最佳化。

④离心泵的日常运行与操作

a．了解输送任务，如压力、温度、流量、吸入和排出高度、参数变化范围等，以保证泵的适用；熟悉操作规程，严格按照操作规程制定操作计划。

b．检查各仪表的开车前状态，如进口这空表和出口压力表等。

c．盘车，保证泵能够正常运转。

d．灌泵，同时检查泵的密封性，通知接料岗位准备接料。

f．启动泵，慢慢打开出口阀，通过流量和压力等参数指示，将出口阀调节至适当开度。

g．输送任务完成后，慢慢关闭离心泵出口阀，关闭电机电源，关闭进口阀。

h．离心泵运行过程中，要注意合理的巡检，如液位、压力、流量等参数和有无泄漏及异常声响等。

i．离心泵的安装高度应该低于其最大安

图1-多级离心泵

装高度，否则会发生汽蚀现象或液体不能被上吸。

离心泵的流量调节可采用经典的出口阀调节，也可采用现代控制技术的变频调节。如

果要求的压头较高，可采用多级离心泵，如图1- 所示。

（2）往复泵

往复泵是典型的正位移泵。往复泵的结构、工作原理和操作方法区别很大。

①往复泵的结构及工作原理

如下页图1- 所示，往复泵由泵缸、活塞、吸入阀、排出阀、活塞杆等组成。

活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则贮槽内的液体经吸入阀进入泵缸内；当活塞自右向左移动时，缸内液体受压而压力增大，由排出阀排出。活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环。活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。

往复泵按照往复部件不同，可分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等

②往复泵的日常运行特点与操作注意事项

a．往复泵适用于输送高压、高粘度和小流

量的液体。

图1-往复泵构造和工作原理b．往复泵的流量与压头无关，流量取决于活塞的面积、冲程和往复频率，而且瞬时流量不稳定。

c．往复泵的出口压力取决于泵的强度、密封情况和原动机功率等。