离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对-毕业论文

离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对-毕业论文 1 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 摘 要 把液体提升、运送液体或者是增加液体的压力是泵的主要作用，泵可以把原动机的机械能转变成为液体的能量。在当今年代里，工业迅速的发展，使得具有多种优点的离心泵在国民经济快速发展中获得了极为广泛的应用。离心泵的优点包括:可在多种场合使用、本身的体积小、结构简单、操作方便、流量均匀、不易发生故障、使用寿命长、购买费与操作费用低等。在各个方面都会涉及到离心泵的使用，例如在能源、工业、农业，甚至在当今的军事领域很多都利用了离心泵的基本原理。 作为机械设计及其自动化专业的学生，离心泵的知识在我们的许多专业课程中都有涉及到，并且在我们所学的液压课中更是对离心泵的内容有了更详细的介绍。通过老师的指导，以及老师对离心泵的多次拆装和多次的解说，对离心泵的基本结构与原理我们有了更进一步的了解。通过查阅各种资料使我对离心泵在各个领域的应用，特别是在化工生产方面的应用有了更深刻的了解。当然事物也不是没有缺点的，虽然离心泵因为所具有的的优点使其得到广泛的应用，然而它的缺点是不可忽视的。因为泵工作时动力要求很大，因而它的震动幅度也很大，所以在工作期间出现很多的问题和故障，因此在我们充分的利用离心泵的优点致力 要忘记解决离心泵所存在的问题，只有这样才能提高离于发展国民经济的时候不 心泵的工作效率～ 关键词:基本结构，原理，应用，故障，排除 2 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 目 录 1离心泵的概述 1.1离心泵的基本结构 1.2离心泵的基本工作原理 2离心泵的应用 2.1离心泵在化工生产中的应用 2.2石油化工及化工流程中的应用 3离心泵的拆卸 3.1离心泵的结构 3.2离心泵的拆装 3.3离心泵拆卸时的注意事项 3.4离心泵的装配 4.离心泵的常见故障分析及处理 4.1离心泵的启动故障 4.1.1泵不能正常启动 4.1.2离心泵反向旋转 4.1.3离心泵启动后不能正常供液 4.2离心泵的运转故障 4.2 .1流量不足或停止 4.2.2离心泵不排液 4.2.3离心泵排液后中断 4.2.4离心泵扬程不足 4.2.5电动机过载 4.2.6离心泵耗用功率过大 4.2.7离心泵运转时震动过大或产生异常声响 4.3故障预防措施 3 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 1离心泵的概述 1.1 离心泵的基本结构 离心泵的主要零件:泵体、泵盖、叶轮、轴承支架、填料与填料压盖等。基旋转的叶轮与蜗牛形的壳是离心泵的基本零件。 (1)按照叶轮的结构形式分为半闭式、闭式与开式叶轮，闭式叶轮用于传送干净的液体，半开式叶轮适用于传送固体颗粒与粘稠的液体，开式叶轮用于传送污水、沙及含纤维的液体。 (2)传递机械性能的主要部件是泵轴，其通过联轴器与电动机相连接 (3)离心泵的主体叫泵体又称之为泵壳，它与轴承支架相连接起着固定支撑的作用 1.2 离心泵的工作原理 4 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 工作时的离心泵，电动机带动叶轮以1000~3000r/min的速度运动，这样就使得叶片内的液体做同样的旋转运动。而且液体在离心力的作用下通过叶轮的中心向外缘作径向的运动。当流经叶轮的过程中液体就获得了能量，离开叶轮的外缘高速进入到蜗形的泵壳中。进入泵壳后，因为流体通道的加大而速度减小，这样使得部分动能变成了静压能，当到达一定的压强后顺着切向通道从压出管道流出来。因此泵壳即是一个聚集由叶轮流出液体的部件，又是一个能量转化的装置。 当液体通过叶轮的中心向外缘甩出时，叶轮中心也因此变成真空状态。因为离心泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体内，在液面压力，通常为大气压与泵内压力即负压的压差作用下，液体经吸入管路进入泵内。依靠叶轮的不断旋转，离心泵便不断地吸入和排除液体。由此可知，离心泵工作的原理便是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来实现液体的输送，而液体在离心泵中获得的机械能量最终则表现为静压能的提高。 需要注意的是，若在离心泵启动前未向其中注满液体，则由于空气密度低，叶轮旋转后产生的离心力小，叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体，这表明离心泵无自吸能力，此现象称为气缚，故此在离心泵启动前必须向泵壳内灌满被输送的液体。在吸入管路底部安装带滤 出，滤网也则可以防网的单向底阀是为了防止启动前灌入泵壳内的液体从壳内漏 止固体物质进入泵内;靠近泵出口的压出管道上装有调节阀，可供调节流量时使用。空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚。 2.离心泵的应用 2.1 离心泵在化工生产中的应用 泵是提升液体，输送液体或使液体增加压力，把原动机的机械能变为液体能量的一种机器。化工生产中流体或含有固体颗粒的液体介质的输送和加压全依赖于泵。泵的使用多种多样，有的工艺条件要求十严格，因此泵的种类也多种多样，而离心泵因其诸多的优点成为各个领域中应用最为广泛的一种，是和我们的日常生产活动联系最为紧密的一种。 2.1.1固体颗粒液体输送的应用 5 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 在工业生产中，用液体来输送固体颗粒的流体机械称为固液两相流泵，也称杂质泵。化工生产中使用的泥浆泵，发电站使用的除灰的灰渣泵及河道疏浚的挖泥泵等现都已广泛应用于国民经济各领域之中并取得了显著的成绩。近年来，随着固体管道输送技术的迅猛发展，离心泵的需求日趋增加。 (1)旋流泵即叶轮后缩式泵，适合在要求无堵塞率最高的场合使用，而且日益普遍的应用于输送污水和其他固液混合物。 (2)吊泵即立式多级分段式离心泵，主要用于吸排含有少量泥沙和小颗粒的浑水，也可作为被淹没矿井的排水之用。 (3)立式无轴封离心式砂泵是一种高效、低耗、节能的新型杂质泵，主要用于输送含有固体悬浮颗粒的两相流体，对输送有泡沫状的料浆效果更佳。 2.2石油化工及化工流程中的应用 在石油化工和化工流程中，离心泵是最常用的流体机械。 1)高速离心泵具有单级扬程高、结构紧凑、维护方便、可靠性好及适用( 范围广等优点，在炼油、石油化工及化学工业等领域得到广泛使用。 (2)大功率离心泵，因为炼油能力及化工生产规模的不断增大，大流量和高压力离心泵的需求量也随之增多起来。 (3)低空化余量离心泵，由于石油、化工等装置中，对有些离心泵要求抗空化性能好、空化余量低，故而低空化余量离心泵也是必不可少的。 (4)高入口压力离心泵的入口压力较高，转速较快，是一些石油化工装置所必须的，但还存在着机械密封的可靠性及轴向力平衡等问题亟待解决。 3.离心泵的拆卸 3.1 离心泵的结构图 众所周知，离心泵主要是由叶轮、泵体、泵轴、轴承、密封环及填料函六大部分组成。我们必须要先了解它的主要结构即明白如何正确拆装方才能在遇到一些常见问题时及时给予解决。 3.2离心泵的拆装 (1)将吐出侧轴承端盖上的螺栓和出水段、尾盖、轴承体三个部件之间的 6 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 联接螺栓拧下，卸下轴承端盖、轴承体等轴承部件; (2)将轴上的圆螺母拧下并依次卸下轴承内圈、轴承压盖和挡圈，随后卸下包括填料压盖、填料环、填料在内的填料体; (3)依次卸下轴上的O形密封圈、轴套、平衡盘和键后，卸下出水段、末导叶、平衡环套等; (4)卸下末级叶轮和键后，卸下中段、导叶，按此依次卸下各级叶轮、中段和导叶，直到卸下前级叶轮为止; (5)卸下泵联轴器后，拧下进水段和轴承体的联接螺母及轴承压盖上的螺栓后，卸下进水段侧轴承部件; (6)将轴从进水段中抽出，拧下轴上固定螺母，依次将轴承内圈、O形密封圈、轴套等卸下; (7)采用滑动轴承的泵，其拆卸顺序基本相同，仅在拆卸轴承部件时略有不同。 3.3离心泵拆卸时的注意事项 (1)严格按照停车顺序进行停车; (2)拆卸前需将泵内的所有液体放掉，若轴承部件是稀油润滑时也需将润滑油放掉; (3)将离心泵上的附属管路拆卸下来; (4)拆卸时应严格保证零件的制造精度不受损伤，拆卸下的零件有序放好。 3.4离心泵的装配 泵的装配顺序一般是与它的拆卸顺序相反进行的。装配比之拆卸需更加慎重，因为其装配质量决定了离心泵能否正常运行，并且关系到离心泵的使用效率极其使用寿命。装配时需注意以下几点: (1)保护好零件的加工精度及表面粗糙度，避免碰伤及划伤等现象，密封用的密封件一定要保持干净，紧固螺钉与螺栓要受力均匀; (2)泵的尺寸不能随意调整，否则会影响到流道的对中性，从而直接影响到离心泵的性能; (3)在泵装配完毕后未装填料前，手转动泵的转子，检查转子在泵中是否灵活，轴向窜动量是否符合要求; (4)一切检查合格后压入填料，并注意填料环在填料腔中的相对位置。 7 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 4.离心泵的常见故障分析及处理 造成离心泵故障的原因多种多样各有不同，比较常见的有设备固有故障、安装故障及运行故障。这些故障不会凭空出现，都会伴有一定的征兆，因而在判断离心泵故障时，应结合设备状态基本指标和丰富的维修经验进行诊断，切忌妄下判断。 4.1离心泵的启动故障 4.1.1泵不能正常启动 (1)原动机或电源不能正常启动:如果是电动机作为原动装置，首先用手拨动电机散热风扇，看转动是否灵活:如果灵活，可能为启动电容失效或容量减小，当更换相同值的启动电容;如果转不动，说明转子被卡死，当清洗铁锈后加润滑油脂，或清除卡转子的异物。 (2)离心泵卡住，可用手盘动联轴器进行检查，必要时可拆卸进行检查，以消除故障; (3)填料压的过紧，可放松填料; (4)排出阀未关闭，需关闭排出阀，重新启动离心泵; (5)平衡管不畅通，使用工具疏通平衡管。 4.1.2离心泵反向旋转 此类情况多数在第一次使用时出现，此时应立即停机，如为电动机，应调换三相电源中任意两相，可使水泵旋转方向改变，若以柴油机为动力，则应考虑皮带的连接方式。 4.1.3离心泵启动后不能正常供液 造成的原因可能如下:(1)吸入口被杂物堵塞，应清除后安装过滤装置; (2)吸入管或仪表漏气，可能由焊缝漏气，管子有砂眼或裂缝，接合处垫圈密封不良等，可进行补焊，更换管子，将结合处的垫圈重新进行密封等; 8 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 (3)吸水高度过高，需降低吸水高度; (4)叶轮发生气蚀，根据不同的气蚀现象采取相应措施解决问题; (5)注入泵的水量不够，加大泵的注水量; (6)泵内有空气，排空方法为关闭泵出口调节阀，打开回路阀; (7)出水阻力太大，应检查水管长度或清洗出水管; (8)水泵转速不够，应增加水泵转速。 4.2离心泵的运转故障 4.2 .1流量不足或停止 可能的原因是:(1)叶轮或进、出水管堵塞，应清洗叶轮或管路; (2)密封环、叶轮磨损严重，应更换损坏的密封环或叶轮; (3)泵轴转速低于规定值，应把泵速调到规定值; (4)底阀开启程度不够或逆止阀堵塞，应开打底阀或停车清理逆止阀; (5)吸水管淹没深度不够，应加大吸水管淹没深度，使泵内吸人空气; (6)吸水管漏气，应更换完好的吸水管; (7)填料漏气，应更换新的填料; (8)密封环磨损，应更换新密封环或将叶轮车圆，并配以加厚的密封环; (9)叶轮磨损严重，应更换新的叶轮; (10)水中含砂量过大，应增加过滤设施或避免开机; (11)系统静扬程增加，应当检查液体高度和系统压力; (12)阻力损失增加，应当检查管路及止逆阀等障碍; (13)壳体和叶轮耐磨环磨损过大，应当更换或修理耐磨环及叶轮; 4.2.2离心泵不排液 原因及相应的处理方法如下:(1)灌泵不足，即泵内气体未完全排空，应当重新进行灌泵; (2)泵转向不对，应重新检查泵的旋转方向; (3)离心泵转速过低，应当检查并提高其转速; (4)滤网堵塞，底阀不灵，应当检查并清洁滤网; (5)吸上高度过高或吸液槽出现真空，应当降低吸上高度，检查吸液槽压力。 4.2.3离心泵排液后中断 原因及处理方法如下: (1)吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况; 9 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 (2)灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵; (3)吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物; (4)吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡，淹没深度是否太浅。 4.2.4离心泵扬程不足 (1)叶轮装反(双吸轮)，应当检查叶轮; (2)液体密度、粘度与设计条件不符，应当检查液体的物理性质; (3)操作时流量太大，应当减少流量。 4.2.5电动机过载 常用离心泵多以电动机为原动机，电路一般都有过电流保护设备。电动机过载时，会因电流过大而自动断电停车。这可从以下几个方面进行查找原因; (1)检查电源的电压和频率是否正常。当电压降低时，电流就将升高，这时电动机功率实际上并未增加，称为表面过载。另外，如电流频率增高，则电动机的转速将成正比地增大，泵的轴功率就会增加。 (2)盘车检查泵的摩擦功率是否太大。如盘车比正常时沉重，可能是:填料压盖过紧或机械轴封安装不当(弹簧过紧)、泵轴弯曲、对中不良、叶轮碰擦或轴承严重磨损等。 (3)检查被输送液体的粘度、密度是否超过设计要求。 (4)双吸叶轮如果装反，则后弯叶片变成了前弯叶片，也会使泵过载。 (5)必要时可脱开泵和电动机的连接，让电动机单独运转。如测得电流比正常的空载值高，则表明电机本身有毛病(转子擦碰、缺相运转等)。 应该说明，如因管路方面原因使离心泵流量显著超过额定流量(扬程很低)，则其功率将超过额定功率。但一般电动机在配备时都有适当的功率余量。 4.2.6离心泵耗用功率过大 泵运行过程若出现电流表读数超常、电机发热，则有可能是泵超功率运行，可能的原因:(1)泵内转动部份发生磨擦，如叶轮与密封环、叶轮与壳体，应当对其进行检查并修理; (2)泵转速过高，应当将转速调至适当大小; (3)输送液体的比重或粘度超过设计值，应当检查液体密度并进行调整; (4)填料压得过紧或填料函体内不进水，应当适当放松填料或使水进入填料函内; (5)轴承磨损或损坏，应当对其进行修理或更换; (6)轴弯曲或轴线偏移，应将其进行适当调整; (7)泵运行偏离设计点在大流量下运行，应对其进行调整; 10 离心泵在化工生产中的应用与常见问题及应对 (8)轴向力平衡装置失败，应当检查平衡孔，回水管是否堵塞; (9)联轴器对中不良或轴向间隙过小，应当检查对中情况并调整轴向间隙。 4.2.7离心泵运转时震动过大或产生异常声响 离心泵在正常运行时，整个机组应平稳，声音应当正常。如果机组有杂音或异常振动，则往往是水泵故障的先兆，应立即停机检查，排除隐患。水泵机组振动的原因很复杂，从引发振动的起因看主要有机械、水力、电气等方面，从振动的机理看主要有加振力过大、刚度不足、和共振等。其原因可能有， 机械方面:(1)叶轮平衡未校准，当即刻校正; (2)泵轴与电动机轴不同心，当校正; (3)基础不坚固，臂路支架不牢，或地脚螺栓松动，应当对基础部件进行紧固; (4)泵或电机的转子转动不平衡，应对其进行调整。 水力方面:(1)吸程过大，叶轮进口产生汽蚀，水流经过叶轮时在低压区出现气泡，到高压区汽泡溃灭，产生撞击引起振动，此时应降低泵的安装高度; (2)泵在非设计点运行，流量过大或过小，会引起泵的压力变化或压力脉动; (3)泵吸入异物，堵塞或损坏叶轮，应停机清理; (4)进水池形状不合理、龙其是当几台水泵并联运行时，进水管路布置不当，出现漩涡使水泵吸入条件变坏。共振引起的振动，主要是转子的固有频率和水泵的转速一致时产生，应针对以上故障原因，做出判断后采取相应的办法解决。 4.3故障预防措施 (1)保证离心泵的润滑良好; (2)加强易损件的维护; (3)应当使流量变化平稳，一般不做快速打幅度调整; (4)严格执行操作规程，杜绝违章操作和野蛮操作; (5)做好状态监测，发现问题及时分析处理; (6)定期清理泵入口过滤器。