泵與壓縮機第一課

1、泵與壓縮機泵與壓縮機 一、課程概況一、課程概況 通過本課程教學(xué)，使學(xué)生基本掌握石油礦場用泵和壓縮機的 結(jié)構(gòu)、原理、特性以及正確使用方法，以利今后在現(xiàn)場更好地完 成專業(yè)技術(shù)工作。 本課程的先修課程主要有：機械制圖、理論力學(xué)、 材料力學(xué)、機械設(shè)計、機械原理、石油裝備認識 實習(xí)等。 本課程的后修課程主要有：油氣儲運設(shè)備、油氣儲存 技術(shù)與管理、油氣儲運管理規(guī)范、油氣集輸工程、 油氣集輸工程課程設(shè)計等。 泵與壓縮機泵與壓縮機 二、教學(xué)基本要求二、教學(xué)基本要求 1.基本掌握石油礦場用離心泵、往復(fù)泵和壓縮機的基本理論、 結(jié)構(gòu)和特性； 2.能正確地選擇、使用和維護以上設(shè)備。 泵與壓縮機泵與壓縮機 流體流體-是

2、由大量的、不斷地作熱運動而且無固定平衡位置的分子構(gòu)成的，它的基本 特征是沒有一定的形狀和具有流動性。流體都有一定的可壓縮性。液體可壓縮性很小， 而氣體的可壓縮性較大。 泵和壓縮機都屬于流體機械。其目的是用這些機器來提高流 體的壓力能。 工作介質(zhì)為液體的流體機械通常稱為泵泵。 工作介質(zhì)為氣體的流體機械通常稱為壓縮機壓縮機。 泵常用來作為輸送液體的設(shè)備。而壓縮機常用來作為氣體的輸送或以氣體作 動力的加壓設(shè)備。 4 課程主要教學(xué)內(nèi)容課程主要教學(xué)內(nèi)容 Contents 1 2 3 5 螺桿式壓縮機螺桿式壓縮機6 4 主要教學(xué)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容 Contents 1 2 3 5 4 離心泵離心泵 第一節(jié)

3、離心泵的基本知識 原油輸送原油輸送 井底注水井底注水 油井抽油油井抽油 污水處理污水處理 生活供水生活供水 離心泵是最典型的將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能的葉片式水力機械。離心泵是最典型的將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能的葉片式水力機械。 離心泵在石油生產(chǎn)中主要用于：離心泵在石油生產(chǎn)中主要用于： 一、離心泵的應(yīng)用一、離心泵的應(yīng)用 第一節(jié) 離心泵的基本知識 動力機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)， 充滿葉片間流道中的液體隨葉輪 旋轉(zhuǎn)；液體在離心力的作用下， 以較大的速度和較高的壓力，沿 著葉片間的流道從中心向外緣運 動；泵殼收集從葉輪中高速流出 的液體并導(dǎo)向至擴散管，經(jīng)排出 管排出。液體不斷被排出，在葉 輪中心形成真

4、空，吸入池中的液 體在壓差的作用下，源源不斷地 被吸入進葉輪中心；泵形成連續(xù) 的吸入和排出過程，不斷地排出 高壓力的液體。 第一節(jié) 離心泵的基本知識 單級蝸殼式離心泵裝置簡圖 1排出管；2引水漏斗；3泵殼；4葉輪；5葉片； 6吸入管；7吸入濾器和底閥；8填料箱；9泵軸。 第一節(jié) 離心泵的基本知識 要使離心泵能正要使離心泵能正 常工作，必須將離心常工作，必須將離心 泵與吸入和排出管匯泵與吸入和排出管匯 等共同組成如圖所示等共同組成如圖所示 的泵裝置。的泵裝置。 第一節(jié) 離心泵的基本知識 按泵軸的布置方式分，主要有：按泵軸的布置方式分，主要有： 1）臥式泵）臥式泵: 泵軸水平布置2）立式泵：）立式

5、泵： 泵軸豎直布置 第一節(jié) 離心泵的基本知識 1）單吸泵）單吸泵 葉輪從一個方向吸入液體。葉輪從一個方向吸入液體。 吸入口 排出口 單吸離心泵 2）雙吸泵）雙吸泵 葉輪從兩個方向吸入液體。葉輪從兩個方向吸入液體。 按吸入方式分，主要有：按吸入方式分，主要有： 第一節(jié) 離心泵的基本知識 按葉輪級數(shù)分，主要有單級泵和多級泵：按葉輪級數(shù)分，主要有單級泵和多級泵： 1）單級泵）單級泵 泵軸上只安裝一個葉輪。泵軸上只安裝一個葉輪。 第一節(jié) 離心泵的基本知識 2）多級泵）多級泵 泵軸上安裝兩個或兩個以上葉輪。泵軸上安裝兩個或兩個以上葉輪。 第一節(jié) 離心泵的基本知識 流量Q 壓頭H效率 功率N 轉(zhuǎn)速n 表示

6、泵表示泵 軸轉(zhuǎn)動的速軸轉(zhuǎn)動的速 度。度。 單位單位:r/min 表示泵表示泵 對液體做功對液體做功 的能力。的能力。 單位：單位：KW 表示泵表示泵 轉(zhuǎn)換能量的轉(zhuǎn)換能量的 效率。效率。 單位：無單位：無 又稱楊又稱楊 程。表示單程。表示單 位質(zhì)量的液位質(zhì)量的液 體從泵進口體從泵進口 到泵出口的到泵出口的 能量增值能量增值. 單位：單位：m 表示泵表示泵 在單位時間在單位時間 內(nèi)的輸液量。內(nèi)的輸液量。 單位：單位：m3/h 第一節(jié) 離心泵的基本知識 這些基本參數(shù)，這些基本參數(shù)， 反映了離心泵的綜合反映了離心泵的綜合 性能指標。性能指標。 一般在離心泵的一般在離心泵的 銘牌上都應(yīng)標出這些銘牌上都應(yīng)

7、標出這些 參數(shù)的值。參數(shù)的值。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 離心泵的種類和整體結(jié)構(gòu)多種多樣，但其主要零部件的結(jié)構(gòu)基本相似。離心泵的種類和整體結(jié)構(gòu)多種多樣，但其主要零部件的結(jié)構(gòu)基本相似。 1 1、葉輪、葉輪 葉輪是使液體獲得能量的主葉輪是使液體獲得能量的主 要零件。要零件。 單級離心泵只裝一個葉輪，單級離心泵只裝一個葉輪， 多級離心泵則裝多個葉輪。多級離心泵則裝多個葉輪。 有閉式、半開式和開式三種有閉式、半開式和開式三種 。 通常鑄造而成。通常鑄造而成。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 葉輪裝在葉輪裝在 泵軸上，隨泵泵軸上，隨泵 軸一起旋轉(zhuǎn)。軸一起旋轉(zhuǎn)。 使液體產(chǎn)生離使液體產(chǎn)

8、生離 心力，把機械心力，把機械 能轉(zhuǎn)化為液體能轉(zhuǎn)化為液體 的動能和壓能。的動能和壓能。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 葉葉 輪輪 的的 種種 類類 q 閉式葉輪閉式葉輪 由前蓋板、后蓋由前蓋板、后蓋 板、葉片及輪轂組成。板、葉片及輪轂組成。 閉式葉輪一般用閉式葉輪一般用 于清水泵。于清水泵。 葉輪中的葉片有葉輪中的葉片有 圓柱形和扭曲形之分。圓柱形和扭曲形之分。 葉輪流道面積要求變?nèi)~輪流道面積要求變 化均勻，流道中心是化均勻，流道中心是 內(nèi)切圓心的連線。內(nèi)切圓心的連線。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) q半開式葉輪半開式葉輪 由后蓋板、由后蓋板、 葉片及輪轂組成；葉片及輪轂組

9、成； 半開式葉輪半開式葉輪 一般用于輸送含一般用于輸送含 有固相顆粒的液有固相顆粒的液 體。體。 葉葉 輪輪 的的 種種 類類 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 由葉片及輪由葉片及輪 轂組成；轂組成； 開式葉輪一開式葉輪一 般用于含有輸送般用于含有輸送 固相顆粒較多的固相顆粒較多的 液體。液體。 q開式葉輪開式葉輪 葉葉 輪輪 的的 種種 類類 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) q雙吸葉輪雙吸葉輪 結(jié)構(gòu)類似結(jié)構(gòu)類似 于閉式葉輪，于閉式葉輪， 不同的是液體不同的是液體 可從兩個方向可從兩個方向 吸入。吸入。 雙吸葉輪雙吸葉輪 一般用于雙吸一般用于雙吸 泵上。泵上。 葉葉 輪輪 的的

10、種種 類類 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 2 2、泵殼、泵殼 收集液體并導(dǎo)流至排出口。泵殼上的排出管一般做成擴散孔，起降速增壓的作用。收集液體并導(dǎo)流至排出口。泵殼上的排出管一般做成擴散孔，起降速增壓的作用。 一般為渦殼形。一般為渦殼形。 泵殼和托架用螺泵殼和托架用螺 栓連接在一起。栓連接在一起。 ）單級離心泵泵殼。）單級離心泵泵殼。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 一般為圓柱形。一般為圓柱形。 由進水端、出由進水端、出 水端、中間泵殼用水端、中間泵殼用 拉桿連接成一個整拉桿連接成一個整 體。體。 ）分段式多級離心泵泵殼。）分段式多級離心泵泵殼。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心

11、泵的結(jié)構(gòu) 上、下泵殼分別鑄成整體結(jié)構(gòu)。上、下泵殼分別鑄成整體結(jié)構(gòu)。 兩泵殼間用多個螺柱連接。兩泵殼間用多個螺柱連接。 3）中剖分式多級離心泵泵殼。）中剖分式多級離心泵泵殼。 411DA-10 tage型原油外輸泵 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 3 3、托架、托架 托架是單級托架是單級 離心泵的支承部離心泵的支承部 件。它支承泵殼、件。它支承泵殼、 軸承等零部件。軸承等零部件。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 4 4、泵軸、泵軸 傳送動力；傳送動力； 支承葉輪；同時支承葉輪；同時 使葉輪旋轉(zhuǎn)。使葉輪旋轉(zhuǎn)。 5 5、軸承、軸承 支承泵軸支承泵軸 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的

12、結(jié)構(gòu) 6 6、密封裝置、密封裝置 內(nèi)裝密封圈，內(nèi)裝密封圈， 防止或減少離心防止或減少離心 泵的漏失。泵的漏失。 ）填料密封盒）填料密封盒 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 6 6、密封裝置、密封裝置 機械密封的結(jié)構(gòu)機械密封的結(jié)構(gòu) 型式較多，但密封原型式較多，但密封原 理基本相似。理基本相似。 ）機械密封裝置）機械密封裝置 錄像片中介紹的錄像片中介紹的 是（是（411DA-11）原）原 油外輸泵的機械密封油外輸泵的機械密封 裝置。裝置。 (片長：片長：5分分57秒秒) 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 7 7、進水端、進水端 作泵殼用。作泵殼用。 分段式多級泵的進水分段式多級泵的進水

13、 端上有進水孔、法蘭、平端上有進水孔、法蘭、平 衡管孔、冷卻水孔和支座衡管孔、冷卻水孔和支座 等。等。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 8 8、出水端、出水端 作泵殼用。作泵殼用。 分段式多級泵的出分段式多級泵的出 水端上有出水孔、法蘭、水端上有出水孔、法蘭、 支座、平衡孔、冷卻水支座、平衡孔、冷卻水 孔。孔。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 9 9、導(dǎo)輪（葉）、導(dǎo)輪（葉） 裝在多級泵的中間泵裝在多級泵的中間泵 殼內(nèi)，把前一級葉輪甩到殼內(nèi)，把前一級葉輪甩到 外圓的液體引導(dǎo)到后一級外圓的液體引導(dǎo)到后一級 葉輪的入口處。葉輪的入口處。 在有些多級泵中，在有些多級泵中， 把導(dǎo)輪和泵殼

14、做成一整把導(dǎo)輪和泵殼做成一整 體，不需要單獨安裝導(dǎo)體，不需要單獨安裝導(dǎo) 輪。輪。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 1010、中間泵殼、中間泵殼 作為多級泵每一級作為多級泵每一級 的泵殼，同時用于安裝的泵殼，同時用于安裝 導(dǎo)輪。導(dǎo)輪。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 多級離心泵每一級的工多級離心泵每一級的工 作原理同單級離心泵原理。作原理同單級離心泵原理。 但級與級之間的液體靠導(dǎo)葉但級與級之間的液體靠導(dǎo)葉 導(dǎo)向，即前一級葉輪出口的導(dǎo)向，即前一級葉輪出口的 液體經(jīng)導(dǎo)葉引導(dǎo)到后一級葉液體經(jīng)導(dǎo)葉引導(dǎo)到后一級葉 輪的入口處。其液體的流動輪的入口處。其液體的流動 路線如圖所示。路線如圖所示

15、。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 1 1、軸向力產(chǎn)生的原因、軸向力產(chǎn)生的原因 葉輪兩側(cè)壓力分布由葉輪兩側(cè)壓力分布由 右圖可知：右圖可知： 因因p1p，葉輪向左移動，間隙，葉輪向左移動，間隙 b減小，液體漏失量減少，平衡減小，液體漏失量減少，平衡 盤左邊的壓力盤左邊的壓力p2增加。向右的增加。向右的 平衡力平衡力p隨之增大，葉輪開始向隨之增大，葉輪開始向 右移動，直至與軸向力右移動，直至與軸向力平衡平衡 為止。為止。 若若Fp，轉(zhuǎn)子向右移動，間，轉(zhuǎn)子向右移動，間 隙隙b增大，液體泄漏量增加，平增大，液體泄漏量增加，平 衡盤左邊的壓力衡盤左邊的壓力p2減小，平衡減小，平衡 力力p隨之減小，轉(zhuǎn)子又開始向左隨之減小，轉(zhuǎn)子又開始向左 移動，直至再與軸向力移動，直至再與軸向力F平衡為平衡為 止。止。 第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 6 6）安裝平衡鼓）安裝平衡鼓 如圖所示，如圖所示， 平