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泵的分类及维护

泵的作用

泵是利用外加能量输送液体的流体机械。泵输送的介质一般是液体,如:水、油。

容积式泵

容积式泵的工作原理,是通过工作室容积的周期变化,将能量传给流体。

容积式泵在运转时,机械内部的工作容积不断发生变化,从而吸入或排出流体。按其结构不同,又可再分为;
1.往复式
这种机械借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化,以吸入和排出流体,如活塞泵等;
2.回转式
机壳内的转子或转动部件旋转时,转子与机壳之间的工作容积发生变化,借以吸入和排出流体,如齿轮泵、螺杆泵等。
a、往复泵

现以活塞式为例来说明其工作原理。如图1—7所示,活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往复运动来吸入和排除液体。当活塞1开始自极左端位置向右移动时,工作室3的容积逐渐扩大,室内压力降低,流体顶开吸水阀4,进入活塞1所让出的空间,直至活塞1移动到极右端为止,此过程为泵的吸水过程。当活塞1从右端开始向左端移动时,充满泵的流体受挤压,将吸水阀4关闭,并打开压水阀5而排出,此过程称为泵的压水过程。活塞不断往复运动,泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。

b、齿轮泵

齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮,通常用作供油系统的动力泵,如图1—9所示,齿轮1(主动轮)固定在主动轴上,轴的一端伸出壳外由原动机驱动,另一个齿轮2(从动轮)装在另一个轴上,齿轮旋转时,液体沿吸油管3进入到吸入空间,沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合(齿与齿啮合前),然后进入压油管4排出。

c、螺杆泵

如图1—10所示,螺杆泵乃是一种利用螺杆相互啮合来吸入和排出液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动螺杆l(可以是一根,也可有两根或三根)和从动螺杆2组成。主动螺杆与从动螺杆做相反方向转动,螺纹相互啮合,流体从吸入口进入,被螺旋轴向前推进增压至排出口。

离心式泵

离心式泵的工作原理

离心式泵由叶轮、压出室、吸入室、扩压管等部件组成。当原动机通过轴驱动叶轮高速旋转时,叶轮上的叶片将迫使流体转动,即叶片将沿其圆周切线方向对流体做功。使流体的压力能和动能增加。在叶轮出口的外缘附近,由于具有最高的圆周切线速度,故该处的流体亦将具有最高的压力能和动能。在惯性离心力和压差力的作用下,流体将从叶轮出口外缘排出,经压出室(蜗壳)、出口扩压管、出口管道输送至目的地。同时,由于惯性离心力的作用,流体经叶轮出口排出,在叶轮中心形成流体空缺的趋势,即在叶轮中心形成低压区,在吸入端压力的作用下流体由吸入管经吸入室流向叶轮中心。当叶轮连续旋转时,流体也连续地从叶轮中心吸入,经叶轮外缘出口排出,形成离心泵的连续输送流体的工作过程。

离心式泵应用最为广泛,火力发电厂中大多数的水泵都采用离心式水泵。

离心泵的结构型式
离心泵通常按照以下三种结构特点分类:按工作叶轮的数量分为单级泵和多级泵;按叶轮吸进液体的方式分为单吸泵和双吸泵;按泵轴的方向分为卧式泵和立式泵。
离心泵的结构型式,主要是上述三种结构特点的组合有五种结构形式:单级单吸卧式离心泵、单级双吸卧式离心泵、单级单吸立式离心泵、多级卧式离心泵、多级立式离心泵。
单级单吸卧式离心泵。该泵只有一个叶轮,从叶轮的单侧吸水,泵轴沿水平方向安装。该泵的轴承在叶轮的一侧,用滚动轴承支承,属于悬臂式结构。单级单吸卧式离心泵是一种中、小型离心泵,适用于中、低扬程及中、小流量的场合。在各部门的使用最广泛。在火力发电厂常用作工业水泵、生水泵、中间水泵、低位水泵、灰浆泵、油泵等。

单级单吸离心泵

单级双吸卧式离心泵:它只有一个叶轮,从叶轮的两侧吸水。双吸叶轮可看成是由两个单级叶轮背靠背组合而成的,所以它输送的流量比单级叶轮泵大。单级双吸卧式离心泵是一种中、大型的离心泵,适用于中、大流量和中、低扬程的场合。在各部门使用很广泛,在火力发电厂常用作闭冷水泵、冲灰泵、给水泵的前置泵等。

单级双吸泵

单级单吸立式离心泵。该泵的泵轴沿垂直方向安装,和卧式离心泵相比较具有占地面积小、结构紧凑的优点。此外,由于该泵的叶轮安装在水面以下,故一般不会发生汽蚀。这种泵通常是大容量离心泵,适用于大流量和中、低扬程的场合。在火力发电厂常用作深井泵。

单级单吸立式离心泵

多级立式离心的特点是:泵机组的占地面积小,第一级叶轮可位于吸水池内,可把深井中的液体抽吸上来。在火力发电厂常用作凝结水泵、循环泵等。
多级卧式离心泵。多级泵的特点是在泵轴上装有5~12个叶轮,液体将顺序通过这些叶轮,每经一个叶轮便提高部分扬程,其总扬程等于各个叶轮产生的扬程之和。多级泵具有较高扬程,适用于中、高扬程及中、小流量的场合。在各部门应用很广泛,火力发电厂常用作锅炉给水泵、凝结水泵、疏水泵以及其他需要较高扬程的场合。为了提高其抗汽蚀性能,有的多级卧式离心泵的第一级叶轮采用双吸式,其余仍是单吸式。
离心泵启动前的检查

(1)水泵与电动机固定是否良好,螺栓有无松动和脱落。

(2)用手盘动靠背轮,水泵转子应转动灵活,内部无摩擦和撞击声。

(3)检查各轴承的润滑是否充分。

(4)有轴承冷却水时,应检查冷却水是否畅通。

(5)检查泵端填料的压紧情况,压盖不能太紧或太松,四周间隙应相等。

(6)检查水泵吸水池中水位在规定以上,滤网上有无杂物。

(7)检查水泵出、入口压力表是否完备,电动机电流表是否在零位。

(8)请电气人员检查有关配电设施,对电动机测绝缘合格后,送上电源。

(9)对于新安装或检修后的水泵,必须检查电动机转动的方向是否正确。

离心泵启动时的注意事项

1、启动电流是否符合允许范围,若启动电流过大,则必须停止启动,查明原因,以免造成电动机因电流过大而烧毁。启动后,当泵的转速达到正常数值时,应注意泵的进、出口压力表指示是否正常,泵组的振动是否在允许的范围内,如果正常,即可慢慢打开出口阀门,并注意其出口压力和电流指示,将水泵投入正常运行。

2、离心泵空转的时间不允许太长:离心泵的空转时间不能太长,通常为2——4min。若时间过长,则会造成泵内水的温度升高过多甚至汽化,以致泵的部件受到汽蚀或高温而变形损坏。

离心泵的运行维护工作

1、定时观察并记录泵的进出口压力表、电动机电流表及轴承温度的数值,发现不正常现象,应分析原因,及时处理。

2、经常用听音棒听内部声音,注意是否有摩擦或碰撞声,发现其声音有显著变化或异音时,应立即停泵检查。

3、经常检查轴承润滑情况。查看油环的转动是否灵活,其位置及带油是否正常。

4、轴承的温升(即轴承温度与环境温度之差)一般不超过30~40℃,但轴承温度最高不得超过70℃,否则要停运检查。

5、检查水泵填料密封处滴水情况是否正常,一般要求泄漏不要流成线即可。

6、如果是循环供油的大型水泵时,还应经常检查供油设备(油泵、油箱、冷油器、滤网等)的工作情况是否正常,轴承回油是否畅通。

7、当轴承用冷却水冷却时,还应注意冷却水流情况是否正常。

8、运行中水泵的轴承振动,也是一个非常重要的运行检测项目。

离心泵停运

1、在停运前应先将出口阀门关闭,然后才停运,这样可以减小振动或防止因出口逆止门不严造成泵倒转、母管压力降低。停运后可以关闭压力表的小阀门,并关闭水封管及冷却水管的阀门。如冬季停泵时间较长,应将泵内存水放尽。

2、停运后开出口门做备用时,防止泵倒转,因为泵发生倒转时会使轴套松动,引起动静部分摩擦,如果在倒转下启动,会造成电机过负荷烧毁,或转子的损坏。

轴流水泵

轴流式泵主要由叶轮、吸入口、出口扩压管组成。当叶轮在原动机驱动下高速旋转时,叶轮上的叶片作用于流体的力可以分解为两个分量:力的一个分量沿圆周运动方向,它驱使流体做圆周运动,此分力对流体做功,使流体的压力能和动能增加,即使流体获得机械能。力的另一个分量沿轴向,它驱使流体沿轴向运动,即形成流体从轴流式泵的吸入口流入、从扩压管排出的连续输送过程。

轴流式水泵适用于大流量、低扬程的场合。

离心泵与轴流泵启动的区别

离心泵要空负荷(闭门)启动,而轴流泵要带负荷启动:

因为在比转速低时,最小功率发生在空转状态,为保护电动机,离心泵应该在出口阀门关闭时启动。

轴流泵最大功率出现在空转状态,所以轴流泵应打开阀门启动,即带负荷启动。

其他常用的泵

水环式真空泵

水环式真空泵的构造简图示于图1-8。有12个叶片的叶轮1偏心地装在圆柱形泵壳2内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时,将水甩至泵壳形成一个水环,环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心,右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大,从而形成真空,使气体经进气管3进入泵内进气空间4。随后气体进入左半部,由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强,于是气体经排气空间5及排气管6被排至泵外。

真空泵在工作时应不断补充水,用来保证形成水环和带走摩擦引起的热量。

喷射泵

如图1—11所示,将高压的工作流体7,由压力管送入工作喷嘴6,经喷嘴后压能变成高速动能,将喷嘴外围的液体(或气体)带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室2的喉部吸入室5造成真空,从而使被抽吸流体8不断进入与工作流体7混合,然后通过扩散室将压力稍升高输送出去。由于工作流体连续喷射,吸入室继续保持真空,于是得以不断地抽吸和排出流体。

工作流体可以为高压蒸汽,也可为高压水,前者称为蒸汽喷射泵,后者称为射水抽气器。

汽蚀现象

泵内反复出现液体的汽化和凝聚,从而引起金属表面受到破坏的现象称为汽蚀现象。

泵发生汽蚀时的危害

(1)泵发生汽蚀时,由于汽泡的破裂和高速冲击,会引起严重的噪声和振动,而泵组的振动又会促使空泡的发生和溃灭,两者的相互作用有可能引起汽蚀共振。

(2)泵在汽蚀下运行,空泡破灭时产生的高压力频繁打击流过部件上,使材料受到疲劳,产生机械剥蚀。同时,在液体汽化的过程中,溶解于液体中的空气被析出,析出空气中的氧气借助汽蚀产生的热量,对材料产生化学腐蚀。机械剥蚀和化学腐蚀共同作用,使材料受到损害。

(3)当泵内汽蚀严重时,产生的大量汽泡会堵塞流道,减小流体从叶片中获得的能量,导致扬程下降,效率降低,甚至会使水泵的出水中断。

水泵发生汽化现象

(1)水泵电流指示下降,并有不正常的摆动。

(2)水泵盘根冒汽,平衡管压力升高,并大幅度摆动。

(3)水泵有异常声音,出、入口管道发生水冲击和振动。

(4)水泵出口压力、流量不稳定。

处理:

(1)关小出口门。

(2)开启出口排气门。

(3)若入口有压力,则降低入口水温度。

(4)待出口压力正常,管道水冲击和振动减弱,排气门溢水时将其关闭,再缓慢地开启出口门恢复正常运行,否则立即停泵处理。

紧急故障停泵条件

1、威胁人身或设备安全;

2、发生强烈振动或清楚听到泵内有金属摩擦声;

3、轴承冒烟;

4、电机着火、冒烟、被水淹。

紧急停泵操作

1、按故障泵事故按钮或断开操作开关,检查电流表指示到0或电机转速下降;

2、如备用泵未联动,则手操启动;

3、检查备用泵运行良好,故障泵停后不倒转,如倒转立即关闭出口门;

4、因电机被水淹而紧急停泵后,禁止启动备用泵,并通知电气停电;

5、通知有关人员前来处理。

紧急切泵条件

1、滑动轴承温度急剧升至65℃,滚动轴承温度急剧升至80℃;

2、水泵落水或汽化,电流与压力突降或摆动;

3、盘根冒烟或轴端密封装置冒烟,开大盘根冷却水或密封水无效;

4、电流超过额定值(系统影响除外)或电机两相运行。

紧急切泵操作

1、启动备用泵,断开联动开关;

2、确认备用泵运行正常,断开故障泵操作开关;

3、故障泵停止后,做好相应措施。

泵自动跳闸处理

1、检查备用泵联动正常,否则应手动启动备用泵,检查泵跳闸原因;

2、备用泵启动后又跳闸无电流冲击和明显故障,可重新再启动一次;

3、备用泵启动两次无效,且故障泵跳闸前又无电流冲击和明显故障,且故障泵是重要辅机,可重新再启动一次;

4、泵跳闸如无备用泵,跳闸前无电流冲击和明显故障,对重要辅机可再启动一次,非重要辅机不能重合,应通知电气检查;

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