泵的种类及操作技巧(培训教材)

泵的种类及操作技巧(培训教材)
编写:来义强
校核:金光奎
大亚湾核电站运行处
一九九七年十二月
泵的种类及操作技巧1、泵的种类,一般按工作原理可分为:
离心式泵
叶片式泵混流泵
轴流泵
往复式泵
回转式泵
①离心泵的工作原理是:用叶轮叶片对流体做功,从而使流体经过叶轮
后的压能和动能都得到升高,所以能将流体输送到高处和远处.水泵工作中,由于叶轮连续旋转,在叶轮入口处不断形成真空,从而使流体连续不断地由叶轮吸入和排出.图1-1为离心泵的简单结构示意图.
离心泵有大流量,高压头的特性,被广泛应用于电站的给水泵等.离心泵的转速一般都很高.
②轴流式水泵的工作原理是利用升力对流体做功,使其压能和动能得到
升高.其结构如图1-2所示.叶轮旋转时,使流体轴向流入,在叶道内获得能量后,经过导流器而轴向流出.轴流泵适用于大流量、低压头,电站中用作循环泵使用.
③往复式泵有活塞和隔膜泵,它们都是靠活塞和拉杆在泵缸套内的往复
运动来吸入和排出液体的.活塞和拉杆不断往复运动,泵的吸水和压水过程就是连续不断地交替运行.此类泵适用于小流量、高压头,且隔膜有良好的密封和防腐蚀功能,所以常常被电站中用作加药泵和酸碱泵.图1-3,图1-4所示为薄膜泵和往复式泵的示意图.象大亚湾核电站的SIR加药泵、YA的酸碱泵都是隔膜泵.
④齿轮泵有一对互相啮合的齿轮,分为固定在主动轴上由原动机驱动的
主动轮和装在另一轴上的从动轮.齿轮旋转时,液体沿吸入管进入吸入空间,沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合,然后进入压出管排出.如图1-5和1-6齿轮泵的工作性能稳定.有良好的自吸性,且易于输送粘稠液体,故常作为润滑油泵使用.例如CRF泵的主润滑油泵就属于齿轮泵.
2、水泵的汽蚀:
①水泵汽蚀的产生:由于各种原因使得水泵入口处的压力低于工作水温
的饱和压力,所以引起一部分液体蒸发(即汽化).当汽化发生后,就有许多蒸汽和溶解在水中的气体逸出,形成大量的蒸汽与气体混合的小汽泡.当汽泡从低压区进入高压区后,汽泡在高压作用下而迅速凝结而破裂.在汽泡破裂的瞬间,水以极高的速度流向原汽泡占有的空间,形成一个极强的冲击力.这个连续的局部冲击负荷,会使材料的表面逐渐疲劳损坏,引起金属表面的剥蚀,进而形成大小蜂窝状蚀洞,另外,由液体中逸出的氧气等,借助汽泡凝结时所放出的热量,对金属起化学腐蚀作用.汽泡的形成发展和破裂以至材料受到破坏的整个过程,称为汽蚀现象.
②汽蚀的后果
—材料的破坏:汽蚀发生时,由于机械剥蚀与化学腐蚀的双重作用,使材料受到破坏.图2-1为一受到汽蚀破坏的离心泵叶轮.
—噪音和振动:由于汽泡破裂,高速冲出引起的严重噪声.水泵发生汽蚀时带来的声音一般为噼噼啪啪的爆裂声响.再者,汽蚀过程
本身为一种反复冲出、凝结的过程,伴随着很大的脉动力.如果这
些脉动力的某一频率与设备的自有频率相等,就会引起水泵强烈
的振动.
—效率下降:汽蚀严重时,由于有大量汽泡存在而堵塞了流动面积,导致扬程下降、流量减少.
③汽蚀的防止和避免
—尽量降低水泵的布置高度来
提高水泵入口的静压头.
—采用双吸式叶轮.
—适当降低泵的转速(如:APP、
APA泵的增压泵).
—使用特殊材料制成的叶轮
(如:不锈钢叶轮).
3、轴向推力的产生及平衡
①轴向推力的产生:单吸泵在运行时,由于作用在叶轮两侧的压力不相
等,因些产生了一个指向泵吸入口并与轴平行的轴向推力,对立式泵而言还外加一轴泵重量引起的向下的力.轴向推力的数值很大,会使整个转子压向吸入口,对泵的正常运行十分有害.
②轴向推力的平衡:
—双吸式叶轮(仅对单级泵而言).双吸式叶轮由于左右结构对称,理论上不产生轴向力.但由于制造上的误差、双侧密封环磨损、
泄漏的程度不同,会产生残余的轴向推力.为平衡这部分剩余轴
向推力,大都同时使用推力轴承.如APP的增压泵和压力泵均为
单级双吸式叶轮,在两泵的非驱动端同时装有双向推力轴承.图
3-1.
—多级泵可采用对称布置的方法:
若多级泵的级数为偶数,则可使其背靠背或面对面的串联在一根
轴上,但用这种方法不能完全平衡轴向力,还需装设推力轴承来
承受剩余的轴向力.图3-2.
—平衡盘、平衡孔和推力轴承:
平衡盘和平衡孔的平衡原理示意图如图3-3、3-4.另外,目前一
些大型小泵仅使用推力轴承来平衡轴向推力.例如,我们厂的
CRF循环水泵就是靠一单向的推力轴承来平衡轴向推力的.
4、水泵的轴端密封
泵轴穿过泵壳,所以造成动静部分有间隙存在,泵内液体就会泄漏到泵外.若泄漏出的液体有毒,具腐蚀性,则会污染环境;倘若吸入口是真空,则会使空气漏入泵内,严重威胁泵的正常工作.为了减少泄漏,一般在动静部分间隙处装有轴端密封装置.使用较为普遍的有填料密封和机械密封两种.
①填料密封:
靠填料和轴(或轴套)的表面接触来实现密封.轴封的严密性可通过松紧填料的方法来调节.运行中填料密封是要求有少量泄漏的.所以,对有毒、腐蚀的液体不能采用此种密封方法.配合填料密封使用的填料环是将压力较高的密封水引入到轴表面,起润滑、冷却作用;若泵内穿轴处的压力小于泵外大气压力,则有阻气功能.图4-1为填料密封示
意图.
②机械密封:
主要元件为动环(旋转环)和静环(固
定环).运行中动环和静环紧口贴在
一起作相对运动,以此来起到阻漏、
密封的作用(动环是可以沿轴向运动
的).机械密封工作时动环和静环表
面不断摩擦生热.如得不到很好的冷
却和冲洗,将使机械密封损坏.所以,
配合机械密封使用的有机械密封冷
却、冲洗水.同时,它也有防止空气进
入泵内的作用.大亚湾核电站主要水
泵的轴端密封由于流体的特殊性(如
海水、含硼或有放射性等)或泵转速
很高(APP、APA泵)绝大部分采用了机
械密封.另外,由于泵内流体性质、温
度等原因,密封水的来源也不尽相同.
正常运行时,APP、APA、CEX泵的密封
水来自CEX泵的出口分配管;CRF泵
取自SDA、SRI和RRI泵的密封水由
泵本身的高压端供给.
5、水泵的运行
①水泵启动前的检查:
—水泵启动前首先要检查电源设备,请电气人员对电机的绝缘电阻进行测定,然后送上电源.
—检查轴承润滑油油位正常(通常应为油位计的2/3).对采用循环供油润滑的水泵,要确认油泵已启动且运行正常,并通过回油窗
观察回油情况.
—手动盘动泵轴(小型泵)或投运电动盘车(大型泵、如APP泵),检查泵内是否有摩擦和撞出声.
—检查电机冷却器的供水阀已开启,流量正常.
—对于冷态启动的APP、APA泵要进行暖泵.
—检查填料箱填料的压紧情况,填料密封水、机械密封水、冷却水套冷却水、闭式循环机械密封水的冷却水已送上,且流量正常.
—检查水泵所有水侧,油侧仪表阀正启、温度计就位、电气仪表投运、全部仪表的指示正确.
—检查电动阀的动力电源、操作电源、气动阀的压缩空气已送上.
—检查水源水位正常,水泵出口阀关闭(对轴流泵齿轮而言则应开启).
—开启水泵入口阀和排气阀进行充水排气.待水泵排气阀出水正常后,关闭排气阀.
②水泵启动后:
—水泵启动过程中,要注意电机接线端子盒内有无冒烟,是否有异常大的噪音和振动.
—对于新安装的水泵或检修过电机的水泵必须检查电机旋转方向是否正确.
—检查电机轴承温度,振动是否正常.
—检查电机电流、水泵出入口压力乃流量正常与否.
—检查水泵各轴承温升速率.若温升很快,则要停泵查找原因.
—检查轴端密封情况.填料密封的泄漏一般为每分钟10-30滴.另外检修后第一次启动的水泵要检查密封处是否冒烟或烫手,若
严重时,松一松密封压盖螺丝等.
—检查水泵管路,尤其是高压端管路的连接部件有无泄漏.
③水泵正常运行中的巡检查项目:
—定时观察控制盘上有无报警信号出现,并即时复归,若故障属实,需立即报告,并填写“工作申请”.
—定时检查并记录泵的出入口压力、电机电流、轴承温度等.
—巡检过程中注意倾听水泵内部声音(主要部位有轴承、水泵泵室、填料密封和机械密封处),是否有摩擦和碰撞声.当然,只有
对水泵运行中正常的环境噪音和振动有足够的了解和认识,才
能对异常的噪音和振动有敏锐的分辩力.
—经常检查轴承的润滑情况.不论有无温度仪表,在各件许可、保证人身安全的前提下,都应用手去触摸轴承,以此来感受轴承温
度的变化.对循环供油的大型泵,则要检查供油系统设备(油泵、
油箱、冷油器、滤网、净油机等)的工作情况:通过回油窗观察
回油是否畅通、油质是否良好.
6、水泵的隔离及充水排气
①水泵的隔离
—确认水泵停运后,在电源盘上断掉其动力电源和操作电源.
—关闭泵的出入口阀,再循环阀.
—当需对泵内流体排空时,首先要将疏水漏斗的下游阀打开.开排小阀时且记要缓慢进行.先开启一点泄压后,再根据下游排水能
力的大小逐渐开大.尤其当泵内流体为高温、高压、有腐蚀性或
具有放射性时,更要加倍小心.以免造成身体伤害和环境污染.
—在排水过程中,应密切监视相关系统的运行是否正常,有无出现压力,液位的下降、补水阀常时间开启异等现象.倘若出现上述
情况,应立即中止排水,迅速查明原因.
—只有当排水管不再有水流出,且相关系统都运行正常后才可离去.
②水泵的充水排气:
—检查水泵的出入口阀、疏水阀在关闭位置;
—开启少许入口阀,逐渐开启排气阀(注意液体外溅对身体造成伤害),待排气管出水均匀无气体逸出后,关闭排气阀,全开进进口
阀.
—在对闭式循环的大容量水泵进行充水排气时,要缓慢进行控制好充水、排气的速度,以防对系统造成扰动.
7、特殊泵的运行特点:齿轮泵和隔膜泵
①齿轮泵:齿轮泵的工作性能稳定,有良好的自吸性.电站中常作润滑油
泵使用,诸如我厂的CRF主油泵.齿轮油泵运行中出油均匀,压力波动较小.齿轮泵的压力控制由在出口管道上的安全阀实现.当齿轮泵的出口压力超过安全阀动作阈值时,安全阀动作使一部分高压油回到入口端.
②隔膜泵:由于隔膜泵的薄膜是镶嵌在缸套内的,所以,杜绝了液体的外
泄及对机件的腐蚀.故常被电站作加药泵使用,象SIR的加药泵就是隔膜泵.隔膜泵靠活塞杆对薄膜拉推的交替运行来吸入和排出液体,运行中压力波动大、流量不稳定.一般在出口管段上装有吸收器平衡容积式泵造成的脉动.和齿轮泵一样它也是由安全阀来控制压力的.
另外,隔膜泵可根据需要通过调整活塞行程来调节流量.
8、典型泵的运行要点:TEU06PO/PTR003、004PO
①TEU06PO在运行中与高温硼酸液直接接触,工作环境恶劣.它是保证
蒸发过程能否顺利进行,热备用时维持浓缩液温度的关键设备.
—由于浓缩液放射性很强,一旦从轴端密封处泄漏出来,就会造成污染,TEU06PO采用了双层机械密封,并向机械密封提供压缩空
气加压的除盐水,起阻漏、冷却和润油作用.所以,三废值班人员
要经常监视机械密封水的温度.015BA水位和压力.当水位降到
规定值以下时,及时补水.
—蒸发器处于热备用状态时,浓缩液温度由06PO循环加热来维持.
当有检修工作需停运06PO时,应根据浓缩液的浓度做好风险分
析.尽量缩短工作时间,密切监视浓缩液变化.值间信息传递要
及时,准确和畅通.避免因温度过低造成蒸发器内的硼结晶.
②PTR03PO也叫乏燃料水池撇渣泵.它是用来改善乏燃料池中水的纯度
和透明度的.PTR03PO是连续运行的.当启运03PO时,先要确认乏燃料池水位正常,出口阀(715VB)在关位置.启动后开启出口阀,并用调节阀(716VB)来调整流量(5m3/R).
③PTR04PO为反应堆水池撇渣泵.只有在换料大修反应堆水池充满水,
且需要改善水的透明度时才投入运行.启动PTR04PO前要关闭出口阀
(724VB),并用SED水对撇渣回路进行充水排气,保证撇渣泵有足够的吸入压头.
9、大亚湾核电站二回路重要水泵的简介:。