过滤机

离心泵的工作原理和操作要点

发布时间:2022/11/11 18:59:19   

水泵,用以输送液体,如工业循环水、锅炉给水、润滑油、氢氧化钠溶液、氨水等,可以使这些液体达到一定的压力和流量,以满足化工生产的需要,是化工生产系统中常见和必不可少的元件之一。

根据工作原理和结构的不同,主要可以分为两大类:叶片式泵、容积式泵。今天要讲的以及化工生产上应用最广泛的离心泵,属于一种叶片式泵;其中化工生产上常见的化工泵、清水泵、多级泵、磁力泵、管道泵、立式泵、卧式泵、屏蔽泵、液下泵等都属于离心泵的一种。

与容积泵相比,离心泵造价便宜,流量范围较大(1.6—立方/h),但扬程低(10—m);一般对输送液体压力要求不高时均采用离心泵;对压力和流量均有一定的要求时,可以采用多级离心泵。其功率小到不足一千瓦,大到几百千瓦,均有。

1、工作原理

某离心泵铭牌

离心泵最重要的几个参数是流量、扬程和功率,这些都可以在泵体铭牌上查到,另外还有离心泵的型号、效率、转速和生产厂家等信息。

关于离心水泵工作原理的动画视频,网上非常多,大家可以随便搜一下;但文字语言上叙述清楚的不多。

某离心水泵该水泵叶轮离心泵泵体结构示意图

叶轮安装在泵壳内,并紧固在泵轴上,泵轴由电机等直接带动;泵壳中央有液体吸入口与进口管线连接,液体经吸入口进入泵内;泵壳上的液体排出口与排出管连接。

在泵启动前,泵壳内灌满被输送的液体;启动后,叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也随着转动。在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中,液体由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所。

液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连续压入叶轮中。可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被吸入和排出。

2、实例讲解

(1)离心泵

下图为一工业循环水泵,是双吸离心泵,型号是S-44,其流量m3/h、扬程44m、功率Kw;因功率较大,从节约用电的角度考虑,设计时此处采用了10Kv高压电机。

循环水泵

因循环水压力低(0.4MPa)、管径大(DN),泵的进出口均设置有蝶阀,因阀门较大,手动开关较慢,此处采用电动的;出口配置有一缓闭微阻阀,类似于止回阀,防止断电或停车时,出口管网的水倒流,产生水锤现象,损坏离心泵;出口的小阀门用于启动泵前排净泵内空气,如果进口或者泵叶轮处存在空气,泵是无法正常上液的。

(2)离心泵

下图为一工业循环水泵,因泵的安装位置高于水池水面,在泵的进口设置有负压引水装置,图中泵进口黑色罐子就是;与原配套此泵的单向吸水头相比,阻力大大减小。

循环水泵此泵原自带吸水头

(3)多级泵

下图为一锅炉给水泵,是分段式多级离心泵,型号是DCJ25-50X7,其流量25m3/h、扬程m、功率55Kw;与上面的循环水泵相比,流量偏小,但扬程就要高多了。

锅炉给水泵锅炉给水泵

泵的进出口均设置有截止阀;进口有一个过滤器,防止颗粒较大的固体杂质进入机泵或生产系统;出口配置有一止回阀,防止断电、断水时高压水或蒸汽从锅炉本体或给水总管倒回给水泵进口,损坏机泵或发生安全事故;出口的小阀门可以用于取样或启动泵前排净机泵的空气。

3、常见开停车步骤

(1)开车

(a)接开车指令后,准备开车。

(b)检查油质、油位是否合格。

(c)检查联轴节、地脚螺栓等紧固件是否松动。

(d)盘车2~3转,应轻快无阻。

(e)通知电工检查电机绝缘,合格后送电。

(f)打开泵的入口阀,关闭出口阀。

(g)打开泵体上的排气阀。

(h)排气阀出水后,关闭排气阀,打开压力表入口阀。

(i)按开车按钮启动电机,待压力稳定后(因扬程而异),慢慢开启出口阀,调整电流不超过额定值。

(g)检查电机、电机轴承及泵轴承温度和温升是否合格,有无异常振动和噪音。

(k)做好开车记录。

(2)停车

(a)接停车指令后,通知有关人员准备停车。

(b)关闭泵的出口阀。

(c)停电机。

(d)做好停车记录。

(3)紧急停车

遇泵体和电机振动较大,有异常大的噪音,电机电流没法调整,机泵轴承等温度没法调整等可能危及设备的情况下,需紧急停车。

(a)按停车按钮停电机。

(b)关闭泵的出口阀。

(c)按开车程序起动备用泵。

(d)记录紧急停车过程,并汇报。

4、延伸内容

(1)离心泵选型。

选型前务必确认好满负荷运行时的工况要求,离心泵额定流量和扬程不要高于设计值过多。如实际满负荷运行时工况要求流量m3/h、扬程30m,而选型为流量m3/h、扬程50m,长期运行的话很浪费电的。

(2)大功率离心泵变频器的使用。主要优点有:(a)变频器可实现大电机的软停、软起,避免启动时机械冲击大、震动及噪声大,避免启动时的电压冲击、减少电机故障率,延长使用寿命,降低了对电网的容量要求和无功损耗。(b)离心泵大部分时间并非工作于满负荷状态,采用变频器内置PID调节软件,直接调节电机的转速,实现闭环恒压控制,相对于直接启停离心泵、调节出口阀门,节能效率提高很多。

(3)离心泵的改造、定制。

现在有一些离心泵制造厂家,提供离心泵改造和定制的服务。当离心泵额定流量、扬程偏离实际工况较多,而且通过配置变频器节能效果不明显或离心泵不能满足实际工况需要时,可以联系相关厂家对实际运行工况进行测试,然后利用原离心泵进新改造或重新定制,毕竟任何标准规格的离心泵都会与实际工况存在一定的偏差。

(4)转速、扬程、流量、功率之间的关系。

当离心泵的转速从n1变为n2时,流量Q、压力H、功率P大致变化关系为:

转速、流量、压力及功率之间的关系

即离心泵流量与转速的一次方成正比,压力与转速的二次方成正比,而轴功率与转速的三次方成正比。

(5)离心泵正常运行时,即使出口阀门未开,其实际电功率也能达到额定功率的30%左右,通过调节出口阀门的开启度,改变工况流量可以改变离心泵的实际运行功率;流量越大功率越大。

(6)启动前进口阀必须打开,若进口阀未开启,进口管线未完全充满液体,会产生气蚀现象,对泵的叶轮造成损伤;启动后,若出口阀没有打开,不会存在超压的现象,不像容积泵那样需要通过回路阀调节出口压力。

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