水泵的種類與原理及選型課件 (2).ppt

水泵的分類 原理及選型 一 泵的類型 1 根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)分 見下頁 2 根據(jù)介質(zhì)分 清水泵 污水 污物 泵 油泵 耐腐蝕泵 襯氟泵 排污泵等 3 從使用安裝方式分 管道泵 液下泵 潛水泵等 二 泵的適用范圍和特性比較表 三 水泵的工作原理 葉片泵 1 離心泵的工作原理水泵開動前 先將泵和進(jìn)水管灌滿水 水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后 在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下 葉輪流道里的水被甩向四周 壓入蝸殼 葉輪入口形成真空 水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間 繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管 離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下 將水提相高處的 故稱離心泵 單級雙吸離心泵結(jié)構(gòu)原理圖 2 軸流泵的工作原理軸流泵與離心泵的工作原理不同 它主要是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力提水 軸流泵葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)對水所產(chǎn)生的升力 可把水從下方推到上方 軸流泵的葉片一般浸沒在被吸水源的水池中 由于葉輪高速旋轉(zhuǎn) 在葉片產(chǎn)生的升力作用下 連續(xù)不斷的將水向上推壓 使水沿出水管流出 葉輪不斷的旋轉(zhuǎn) 水也就被連續(xù)壓送到高處 軸流泵的一般特點(diǎn) 1 水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸相吸入 軸相流出 因此稱軸流泵 2 揚(yáng)程低 1 13米 流量大 效益高 適于平原 湖區(qū) 河網(wǎng)區(qū)排灌 3 起動前不需灌水 操作簡單 軸流泵結(jié)構(gòu)原理圖 3 混流泵的工作原理由于混流泵的葉輪形狀介于離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間 因此 混流泵的工作原理既有離心力又有升力 靠兩者的綜合作用 水則以與軸組成一定角度流出葉輪 通過蝸殼室和管路把水提向高處 1 前泵蓋2 泵體3 葉輪螺母4 葉輪5 后泵蓋6 機(jī)封壓蓋7 機(jī)械密封組合8 軸套9 前軸承壓蓋10 托架11 泵軸12 軸承盒13 后軸承壓蓋 混流泵結(jié)構(gòu)原理圖 1 輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能 材料和結(jié)構(gòu) 是選型時(shí)需要考慮的重要因素 介質(zhì)名稱 介質(zhì)特性 腐蝕性 磨蝕性 毒性等 固體顆粒含量及顆粒大小 密度 黏度 汽化壓力 氣體含量 是否結(jié)晶等 2 工藝參數(shù) 選型重要依據(jù) 1 流量Q 工藝裝置生產(chǎn)中 要求泵輸送的介質(zhì)量 工藝人員一般應(yīng)給出正常 最小和最大流量 泵數(shù)據(jù)表是上往往只給出泵的正常和額定流量 選泵時(shí) 要求額定流量不小于裝置的最大流量或取正常流量的1 1 1 15倍 2 揚(yáng)程H 工藝裝置所需的揚(yáng)程值 也稱計(jì)算揚(yáng)程 一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1 05 1 1倍 3 進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd 進(jìn) 指泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力 進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求 4 溫度T 泵進(jìn)口介質(zhì)溫度 一般應(yīng)給出工藝過程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常 最低和最高溫度 5 裝置汽蝕余量NPSHa 有效汽蝕余量 6 操作狀態(tài) 操作狀態(tài)分連續(xù)操作和間歇操作兩種 三 泵選型條件 般水泵大中型泵站臺數(shù)以4 8臺為宜 中小型泵站以 臺為宜 小型泵站以 臺為宜 對正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵 一般只用一臺 因?yàn)橐慌_大泵與并聯(lián)工作的兩臺小泵相當(dāng) 指揚(yáng)程 流量相同 大泵效率高于小泵 故從節(jié)能角度講寧可選一臺大泵 而不用兩臺小泵 但遇有下列情況時(shí) 可考慮兩臺泵并聯(lián)工作 流量很大 一臺泵達(dá)不到此流量 對于需要有50 的備用率大型泵 可改兩臺較小的泵工作 兩臺備用 共三臺 對某些大型泵 可選用70 流量要求的泵并聯(lián)操作 不用備用泵 在一臺泵檢修時(shí) 另一抬泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)上70 的輸送 對需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵 應(yīng)備用三臺泵 運(yùn)轉(zhuǎn) 一臺備用 一臺維修 泵的臺數(shù)和備用率 泵的類型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù) 輸送介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì) 操作周期和泵的結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇 見下頁 離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單 輸液無脈動 流量調(diào)節(jié)簡單等優(yōu)點(diǎn) 因此除以下情況外 應(yīng)盡可能選用離心泵 1 有計(jì)量要求時(shí) 選用計(jì)量泵 2 揚(yáng)程要求很高 流量很小無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選時(shí) 可選用往復(fù)泵 如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵 3 揚(yáng)程很低 流量很大時(shí) 可選用軸流泵和混流泵 4 介質(zhì)黏度較大 650 1000mm2 s 時(shí) 可考慮選用轉(zhuǎn)子泵 如 螺桿泵或往復(fù)泵 黏度特別大時(shí) 可選用特殊設(shè)計(jì)的高黏度螺桿泵和高黏度往復(fù)泵 5 介質(zhì)含氣量 5 流量較小且黏度 37 4mm2 s時(shí) 可選用旋渦泵 如允許流量有脈動 可選用往復(fù)泵 6 對啟動頻繁或灌泵不便的場合 應(yīng)選用具有自吸性能的泵 如 自吸式離心泵 自吸式旋渦泵 自吸式容積泵 四 泵類型的選擇 圖1 泵類型選擇框圖 根據(jù)框圖可以初步確定符合裝置參數(shù)和介質(zhì)要求的泵類型 Q 600m3 h H 20m 含氣量 5 黏度 37 4mPa s H 150m Q 10m3 h 容積式泵 超出范圍 計(jì)量泵 n2 300 混流泵軸流泵 離心泵 否 有 旋渦泵 無 n 1450r minn2 3 65nQ1 2 H3 4 是 否 是 是 否 否 否 否 否 否 是 是 是 是 是 2020 1 29 15 可編輯 2020 1 29 16 可編輯 泵的系列是指泵廠生產(chǎn)的同一類結(jié)構(gòu)和用途的泵 如 IS型清水泵 Y型油泵 ZA型化工流程泵 SJA型化工流程泵等 當(dāng)泵的類型確定后 就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來選擇泵系列和材料 如確定選用離心泵后 可以進(jìn)一步考慮如下項(xiàng)目 1 根據(jù)介質(zhì)特性決定選用哪種特性泵 如 清水泵 耐腐蝕泵 或化工流程泵和雜質(zhì)泵等 介質(zhì)為劇毒 貴重或有放射性等不允許泄露物質(zhì)時(shí) 應(yīng)考慮選用無泄漏泵 如 屏蔽泵 磁力泵 或帶有泄漏收集和泄漏報(bào)警裝置的雙端面機(jī)械密封 如介質(zhì)為液化烴等易揮發(fā)液體應(yīng)選用低汽蝕余量蹦 如 筒型泵 2 根據(jù)現(xiàn)場安裝條件選擇臥式泵 立式泵 含液下泵管道泵 3 根據(jù)流量大小選用單吸泵 雙吸泵 或小流量離心泵 4 根據(jù)揚(yáng)程高低選用單級泵 多級泵 或高速離心泵等 以上各項(xiàng)確定后可根據(jù)各類泵中不同系列泵的特點(diǎn)及生產(chǎn)廠的條件 選擇合適的泵系列及生產(chǎn)廠 五 泵系列和材料的選擇 泵的類型 系列和材料選定后就可以根據(jù)泵廠提供的樣本及有關(guān)資料確定泵的型號 1 容積式泵型號的確定 1 工藝要求的額定流量Q和額定出口壓力P的確定額定流量Q一般直接采用最大流量 如缺少最大流量值時(shí) 取正常流量的1 1 1 5倍 額定出口壓力P指泵出口可能出現(xiàn)的最大壓力值 2 查容積泵樣本或技術(shù)資料給出的流量 Q 和壓力 P 流量 Q 指容積式泵輸出的最大流量 可通過旁路調(diào)節(jié)和改變行程等方法達(dá)到工藝要求的流量 壓力 P 指容積式泵允許的注意大出口壓力 3 選型依據(jù)符合以下條件者即為初步確定的泵型號 流量Q Q 且Q愈接近 Q 愈合理 壓力P P 且P愈接近 P 愈合理 4 校核泵的汽蝕余量NPSHr 裝置汽蝕余量NPSHa 如不合乎此要求 需降低泵的安裝高度 以提高NPSHa值 或向泵廠家提出要求 以降低NPSHr值 或同時(shí)采用上述兩方法 最終使NPSHr NPSHa 安全余量S 當(dāng)符合以上條件泵不止一種時(shí) 應(yīng)綜合考慮選擇效率高 價(jià)格低廉和可靠性高的泵 六 泵型號的確定 2 離心泵型號的確定 1 額定流量和揚(yáng)程的確定額定流量一般直接采用最大流量 如缺少最大流量值時(shí) 取正常流量的1 1 1 5倍 額定揚(yáng)程一般取裝置所需揚(yáng)程的1 05 1 1倍 對黏度 20mm2 s或含固體顆粒的介質(zhì) 需換算成輸送清水時(shí)的額定流量和揚(yáng)程 再進(jìn)行以下工作 2 查系列型圖譜按額定流量和揚(yáng)程查出初步選擇的泵型號 可能為1種 也可能為2種以上 3 校核按性能曲線校核泵的額定工作點(diǎn)是否落在泵的高效工作區(qū)內(nèi) 校核泵的裝置汽蝕余量NPSHa 必需汽蝕余量NPSHr是否符合要求 當(dāng)不滿足時(shí) 應(yīng)采取有效措施加以實(shí)現(xiàn) 當(dāng)符合以上條件者有2種以上規(guī)格時(shí) 要選擇綜合指標(biāo)高者為最終選定的泵型號 具體可比較以下參數(shù) 效率 泵效率高者為優(yōu) 重量 泵重量輕者為優(yōu) 和價(jià)格 泵價(jià)格低者為優(yōu) 七 原動機(jī)功率的確定 1 泵的軸功率Pa計(jì)算 1 葉片式泵KW 2 容積式泵KW2 原動機(jī)的配用功率KW3 根據(jù)爆炸區(qū)域 防爆等級 電源和供氣情況等選擇合適的原動機(jī) H 泵的額定揚(yáng)程 mQ 泵的額定流量 m3 s 介質(zhì)密度 kg m3 泵額定工況下的效率Pa 泵額定工況下的軸功率 KWPd 泵出口壓力 MPaPs 泵入口壓力 MPa t 泵傳動裝置效率K 原動機(jī)效率裕量系數(shù) 軸封是防止泵軸與殼體處泄露而設(shè)置的密封裝置 常用的軸封型式有 填料密封 機(jī)械密封和動力密封 往復(fù)泵的軸封通常是填料密封 當(dāng)輸送不允許泄漏介質(zhì)時(shí) 可采用隔膜式往復(fù)泵 旋轉(zhuǎn)式泵 含葉片式泵 轉(zhuǎn)子泵等 的軸封主要有填料密封 機(jī)械密封和動力密封 1 填料密封 結(jié)構(gòu)簡單 價(jià)格便宜 維護(hù)方便 但泄漏量大 功耗損失大 因此填料密封用于輸送一般介質(zhì) 如水 一般不適用于石油及化工介質(zhì) 特別是不能用在貴重 易爆和有毒介質(zhì)中 2 機(jī)械密封 也稱端面密封 密封效果好 泄漏量很小 壽命長 但價(jià)格貴 加工安裝維護(hù)保養(yǎng)比一般密封要求高 機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì) 可用于各種不同粘度 強(qiáng)腐蝕性和含顆粒的介質(zhì) 3 動力密封 分為背葉片密封和副葉輪密封兩類 泵工作時(shí)靠背葉片 或副葉輪 的離心力作用使洲風(fēng)處的介質(zhì)壓力下降至常壓或負(fù)壓狀態(tài) 使泵在使用過程中不泄漏 停車時(shí)離心力消失 靠背葉片 或副葉輪 的密封作用失效 這時(shí)靠停車密封裝置起到密封作用 與背葉片 或副葉輪 配套的停車密封裝置中較多采用填料密封 動力密封性能可靠 價(jià)格便宜 維護(hù)方便 適用于輸送含有固體顆粒較多的介質(zhì) 缺點(diǎn) 功率損失較機(jī)械密封大 切其停車密封裝置的壽命較短 八 軸封形式的確定 泵用聯(lián)軸器一般選用撓性聯(lián)軸器 目的是傳遞功率 補(bǔ)償泵軸與電機(jī)軸的相對位移 減低對聯(lián)軸器安裝的精確對中要求 緩和沖擊 改變軸系的自振頻率和避免發(fā)生危害性振動等 泵常用聯(lián)軸器有 1 爪型彈性聯(lián)軸器2 彈性柱銷聯(lián)軸器3 膜片聯(lián)軸器4 液力偶合器 九 聯(lián)軸器及其選用 又稱彈性塊聯(lián)軸器 其特點(diǎn) 體積小 重量輕 結(jié)構(gòu)簡單 安裝方便 價(jià)格廉價(jià) 常用于小功率及不太重要的場合 1 爪型彈性聯(lián)軸器 彈性柱銷聯(lián)軸器以柱銷與兩半聯(lián)軸器的凸緣相聯(lián) 柱銷的一端以圓錐面和螺母與半聯(lián)軸器凸緣上的錐形銷孔形成固定裝配 另一端帶有彈性套 裝在另一半聯(lián)軸器凸緣的柱孔銷中 彈性套用橡膠制成 彈性套柱銷聯(lián)軸器的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單 安裝方便 更換容易 尺寸小 重量輕 傳動扭矩大 廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)泵中 2 彈性柱銷聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器是采用一組厚度很薄的金屬彈簧片 制成各種形狀 用螺栓分別與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接 膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單 不需要潤滑和維護(hù) 抗高溫 抗不對中性能好 可靠性高 傳動扭距大 但價(jià)格較高 水泵行業(yè)推薦的膜片聯(lián)軸器為JM1J型接中間軸整體式膜片聯(lián)軸器 3 膜片聯(lián)軸器 4 液力偶合器 液力耦合器是一種液力傳動裝置 又稱液力聯(lián)軸器 液力耦合器其結(jié)構(gòu)主要由殼體 泵輪 渦輪三個(gè)部分組成 如圖所示 液力耦合器工作時(shí) 電動機(jī)的動能通過泵輪傳給液壓油 液壓油在循環(huán)流動的過程中又將動能傳給渦輪輸出 液力耦合器啟動平穩(wěn) 有過載保護(hù)及無級調(diào)速等功能 缺點(diǎn)是存在一定的功率損耗 價(jià)格較貴 一般均用于大功率或工況需經(jīng)常改變的大泵 原則 1 滿足工藝參數(shù)原則流量 揚(yáng)程 溫度 壓力 裝置汽蝕余量 2 滿足被輸送液體性能原則腐蝕性液體 不允許泄露性的液體 含有長纖維類液體 高溫 高壓類液體 黏性液體 3 滿足泵現(xiàn)場使用環(huán)境條件的原則安裝位置 環(huán)境條件 電網(wǎng)條件 危險(xiǎn)區(qū)的劃分 三 水泵選型 1 首先應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和工藝要求 采用不同的泵型 2 水泵流量的確定工藝要求給出泵的額定 最小 最大三種流量 則選泵時(shí)應(yīng)以最大流量為依據(jù) 在沒有給出最大流量時(shí) 通常應(yīng)以額定流量的1 1倍作為依據(jù) 3 水泵揚(yáng)程的確定水泵的揚(yáng)程指總揚(yáng)程 即 實(shí)際揚(yáng)程 損失揚(yáng)程 所需實(shí)際揚(yáng)程 通過各種方法實(shí)地測量出來 所需損失揚(yáng)程 通過以下步驟確定 1 根據(jù)前述計(jì)算出的所需流量 查水泵性能表 選定所需水泵的口徑 并根據(jù)水泵的口徑選定水泵進(jìn) 出管直徑 2 水泵型號的確定當(dāng)所需的流量和揚(yáng)程確定之后 即可根據(jù)水泵性能表選定水泵的型號 在查水泵性能表時(shí) 先查找出與所需流量和揚(yáng)程相接近的水泵 然后再確定型號 選泵用的揚(yáng)程值應(yīng)注意到最低吸入液面和最高送液高度 同時(shí)留有余量 一般選泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1 05 1 1倍 4 確定流量和揚(yáng)程后 利用有關(guān)技術(shù)圖表 確定水泵型號和規(guī)格 1 使用水泵性能規(guī)格表選泵型水泵廠在產(chǎn)品目錄中都提供了這種表格 表中每一個(gè)型號的性能都有三行數(shù)據(jù) 究竟以哪一行為準(zhǔn)呢 一般設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)與性能表列出的中間一行的數(shù)值相一致 或是相接近 而又必須落在上 下兩行的范圍內(nèi) 因?yàn)檫@個(gè)范圍是水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的高效率區(qū)域 這個(gè)型號的水泵就認(rèn)為是符合實(shí)際需要的 水泵算是選定了 2 使用水泵選型表選泵型根據(jù)確定的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量 在選型表中 橫表頭查找出與設(shè)計(jì)揚(yáng)程相符合或相接近的揚(yáng)程數(shù)值 再在縱表頭找出與設(shè)計(jì)流量相一致或相接近的流量數(shù)值 縱橫相交于小方塊 它標(biāo)出了水泵的型號 初步選出泵型 但有時(shí)會出現(xiàn)兩種泵型都滿足設(shè)計(jì)要求 此時(shí) 可把這兩種泵型作方案比較 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 然后選定其中一個(gè)合適的泵型 這種選擇水泵的方法比較簡便而又快捷 3 使用水泵性能綜合型譜圖選泵型將離心泵 軸流泵 混