幫浦的分類和離心幫浦工作原理及操作

2022-05-11 01:05:30 字數 3594 閱讀 9630

機幫浦的基本常識

一、機幫浦的分類:

(一)按幫浦作用於液體原理分類

1、葉片式幫浦(動力式幫浦)由幫浦內葉片在旋轉時產生的離心力作用將液體連續的吸入並壓出。葉片式幫浦包括離心幫浦、混流幫浦、軸流幫浦、部分流幫浦及旋渦幫浦。

2、容積式幫浦(正排量幫浦) 包括往復式幫浦和容積式幫浦。它們分別由幫浦內活塞作往復運動或轉子作旋轉運動而產生擠壓作用將液體吸入並壓出。前者排液過程是間歇的。

常見的往復式幫浦有各種型式活塞幫浦、柱塞幫浦及隔膜幫浦等。常見迴轉式幫浦有外嚙合齒輪幫浦、內嚙合齒輪幫浦、螺桿幫浦、迴轉徑向柱塞幫浦、回轉軸向柱塞幫浦、滑片幫浦羅茨幫浦及液環幫浦等。

3、其它型別幫浦包括利用流體靜壓或流體流體動能來輸送液體的流體動力幫浦。如噴射幫浦、空氣公升液器、水錘幫浦等。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁幫浦。

(二)按幫浦的用途分類

按幫浦的用途可分為進料幫浦、回流幫浦、塔底幫浦、迴圈幫浦、產品幫浦、注入幫浦、排汙幫浦、燃料油幫浦、潤滑油幫浦和封液幫浦等。

(三)按所適用的介質分類

分為清水幫浦、汙水幫浦、泥漿幫浦、砂幫浦、灰渣幫浦、耐酸幫浦、鹼幫浦、冷油幫浦、熱油幫浦、低溫幫浦等。

二.離心幫浦的原理

當離心幫浦啟動後,幫浦軸帶動葉輪一起作高速旋轉運動,迫使預先充灌在葉片間的液體旋轉,在慣性離心力的作用下,液體自葉輪中心向外周做徑向運動。液體在流經葉輪的運動過程中獲得了能量,靜壓能增高,流速增大。當液體離開葉輪進入幫浦殼後,由於殼內流道逐漸擴大而減速,部分動能轉化為靜壓能,作後沿切向流入排出管路。

所以幫浦殼不但是匯集由葉輪流出液體的部件,而且還是乙個動能裝置。當液體自葉輪中心甩向外周的同時,葉輪中心形成低壓區(既形成真空)在儲槽液面與葉輪中心總勢能差(既壓差)的作用下,使液體被吸入葉輪中心。依靠葉輪的不斷運轉,液體便連續的被吸入和排出。

液體在離心幫浦中獲得的機械能最終表現為靜壓能的提高。

1.什麼是氣縛及氣縛的處理方法

在離心幫浦啟動前沒向幫浦殼內灌滿被輸送的液體,由於空氣密度低,葉輪旋轉後產生的離心力小,葉輪中心區不足以形成吸入貯槽內液體的低壓,因而雖啟動離心幫浦也不能輸送液體。這表明離心幫浦無自吸能力,此現象稱為氣縛。吸入管路安裝單向底閥是為了防止啟動前灌入幫浦殼內的液體從殼內流出。

空氣從吸入管道進到幫浦殼中都會造成氣縛。所以離心幫浦啟動前必須向殼體內灌滿液體,在吸入管底部安裝帶濾網的底閥。底閥為止逆閥,防止啟動前灌入的液體從幫浦內漏失。

濾網防止固體物質進入幫浦內。靠近幫浦出口處的壓出管道上裝有調節閥,供調節流量時使用。

2.汽蝕現象

(1)在如圖所示的管路中,在液面0—0與幫浦進口附近截面1—1之間無外加能量,液體靠壓強差流動。因此,提高幫浦的安裝位置,葉輪進口處的壓強可能降至被輸送液體的飽和蒸汽壓,引起液體部分汽化。

實際上,幫浦中壓強最低處位於葉輪內緣葉片的背面,當幫浦的安裝位置高至一定距離,首先在該處發生汽化並產生汽泡。含汽泡的液體進入葉輪後,因壓強公升高,汽泡立即凝聚,汽泡的消失產生區域性真空,周圍液體以高速湧向汽泡中心,造成衝擊和振動。尤其是當汽泡的凝聚發生在葉片表面附近時,眾多液體質點猶如細小的高頻水錘撞擊著葉片;另外汽泡中還可能帶有氧氣等對金屬材料發生化學腐蝕作用。

幫浦在這種狀態下長期運轉,將會導致葉片的過早損壞,這種現象稱為幫浦的汽蝕。

離心幫浦在產生汽蝕條件下運轉,幫浦體振動並發出噪音,流量、揚程和效率都明顯下降,嚴重時甚至吸不上液體。為了避免汽蝕現象,幫浦的安裝位置不能太高,以保證葉輪中各處的壓強高於液體的飽和蒸汽壓。 (2)汽蝕餘量

什麼叫汽蝕餘量?什麼叫吸程?各自計量單位表示字母?

答:幫浦在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生汽體,汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下,對葉輪等金屬表面產生剝蝕,從而破壞葉輪等金屬,此時真空壓力叫汽化壓力,汽蝕餘量是指在幫浦吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富餘能量。單位用公尺標註,用(npsh)r。

吸程即為必需汽蝕餘量δh:即幫浦允許吸液體的真空度,亦即幫浦允許的安裝高度,單位用公尺。

吸程=標準大氣壓(10.33公尺)-汽蝕餘量-安全量(0.5公尺) 標準大氣壓能壓管路真空高度10.33公尺。

例如:某幫浦必需汽蝕餘量為4.0公尺,求吸程δh? 解:δh=10.33-4.0-0.5=5.83公尺

4.特性曲線

離心幫浦的效能引數h、q、η及n之間並非孤立的,而是相互聯絡相互制約的。其具體定量關係由實驗測定,並將測定結果用曲線形式表示,即為特性曲線。

上圖即為4b20型清水幫浦在轉速n = 2900轉/分鐘條件下測得的特性曲線。

關於特性曲線

由此圖可見:

(1)離心幫浦的壓頭h隨流量q的增加而降低 ;

(2)離心幫浦的軸功率n隨著流量q的增大而上公升,流量為零時軸功率最小。所以離心幫浦啟動時,應關閉幫浦的出口閥門,使啟動電流減小,保護電機;

(3)隨著流量q的增大,幫浦的效率η也隨之上公升,並達到一最大值。以後流量再增大,效率就下降。這說明離心幫浦在一定轉速下有一最高效率點,稱為設計點。

與最高效率點對應的q、h、p值稱為最佳工況引數。根據輸送條件的要求,離心幫浦往往不可能正好在最佳工況點運轉,因此一般只能規定乙個工作範圍,稱為幫浦的高效率區,通常為最高效率的92%左右。

5.液體物理性質的影響

(1)密度的影響

由離心幫浦的基本方程式可知,離心幫浦的壓頭、流量均與液體的密度無關,所以效率也不隨液體的密度而改變,但軸功率會隨著液體密度而變化。

(2)粘度的影響

所輸送的液體粘度越大,幫浦內能量損失越多,幫浦的壓頭、流量都要減小,效率下降,而軸功率則要增大。

6.流量調節

(1)改變閥門的開度

(2)改變幫浦的轉速

7.併聯與串聯操作

一、併聯操作

當一台幫浦的流量不夠時,可用兩台幫浦併聯操作,以增大流量。 二、串聯操作

當生產上需要利用原有幫浦提高幫浦的壓頭時,可以考慮將幫浦串聯使用。串聯安裝時,應有相同的流量。

二.離心幫浦的操作

1.幫浦開啟前先要盤車,檢查迴圈水,油封,表計,電機等有無異常現象。

2.幫浦的開啟和關閉

開啟:首先開啟進口閥門,讓液體進入並充滿幫浦體。關閉幫浦的出口閥門,開啟軸封水(有平衡管的需開啟平衡管)再開啟幫浦的電機,待出口壓力達到工藝要求值後,再緩慢的開啟出口閥門。

關閉:先緩慢關閉幫浦的出口閥門,停離心幫浦電機,關閉軸封水,在關閉幫浦的進口閥門。

為什麼離心幫浦開啟前要關閉出口閥:因離心幫浦啟動時,幫浦的出口管路內還沒液體,因此還不存在管路阻力和提公升高度阻力,在幫浦啟動後,幫浦揚程很低,流量很大,此時幫浦電機(軸功率)輸出很大(據幫浦效能曲線),很容易超載,就會使幫浦的電機及線路損壞,因此啟動時要關閉出口閥,才能使幫浦正常執行。

3.幫浦的切換:開啟備用幫浦的進口閥門及軸封水,啟動備用幫浦的電機,當壓力達到工藝要求的正常值後緩慢開啟備用幫浦的出口閥門,同時關閉切換幫浦的出口閥門,保證幫浦的出口壓力在正常值內。

待備用幫浦的出口閥門全開(切換幫浦的出口閥門全關後)停切換幫浦的電機,關閉切換幫浦的軸封水,關閉切換幫浦的進口閥門。

幫浦執行時注意事項:

(a)在開車及執行過程中、必須注意觀查儀表讀數、軸承溫公升、填料滴漏和溫公升以及幫浦的振動和雜音等是否正常,如果發現異常情況,應及時處理。

(b)軸承溫度與環境溫度之差不的超過40℃,軸承溫公升最高不大於80℃

(c)填料漏水應該是少量均勻的。

(d)軸承油位應保持在正常位置上(三分之二),不能過高或過低,過低時應及時補充潤滑油。

(e)如密封環與葉輪配合部位的間隙磨損過大應更換新的密封環(新幫浦的直徑間隙在0.15~0.25mm左右)

(f)應盡量使幫浦在銘牌規定的效能點(流量,揚程等)附近運轉,這樣可使幫浦長期在高效率區工作,以達到最大的節能效果。

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