模塊五離心泵與壓縮機

1、模塊五模塊五 離心泵和壓縮機離心泵和壓縮機 流體輸送在工廠中非常常見，包括液體和流體輸送在工廠中非常常見，包括液體和氣體的輸送。根據(jù)輸送方式的不同，可分氣體的輸送。根據(jù)輸送方式的不同，可分為重力輸送、壓力輸送、真空輸送和機械為重力輸送、壓力輸送、真空輸送和機械輸送。不同的方式有不同的原理。主要講輸送。不同的方式有不同的原理。主要講解離心泵、往復(fù)泵、計量泵和離心式壓縮解離心泵、往復(fù)泵、計量泵和離心式壓縮機的結(jié)構(gòu)、輸送原理、操作過程及控制和機的結(jié)構(gòu)、輸送原理、操作過程及控制和影響因素。影響因素。 項目一項目一 離心泵離心泵 離心泵是用來輸送液體物料，也是工廠中離心泵是用來輸送液體物料，也是工廠中使

2、用最廣泛的泵使用最廣泛的泵 。 知識點一知識點一 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 化工廠中流體輸送機械主要分為兩大類：化工廠中流體輸送機械主要分為兩大類：速度式和容積式。速度式是靠高速旋轉(zhuǎn)的速度式和容積式。速度式是靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪或高速噴射的工作流體來傳遞能量，葉輪或高速噴射的工作流體來傳遞能量，主要有離心泵、軸流泵、噴射泵；容積式主要有離心泵、軸流泵、噴射泵；容積式是依靠改變?nèi)莘e來壓送和吸取流體，主要是依靠改變?nèi)莘e來壓送和吸取流體，主要有往復(fù)泵、計量泵、齒輪泵等。有往復(fù)泵、計量泵、齒輪泵等。 一、離心泵的結(jié)構(gòu)一、離心泵的結(jié)構(gòu) 離心泵主要由三離心泵主要由三部分組成：泵殼、部分組成：泵殼、葉輪和軸封裝

3、置。葉輪和軸封裝置。 離心泵的內(nèi)部結(jié)離心泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括泵體、構(gòu)主要包括泵體、泵蓋、葉輪、泵泵蓋、葉輪、泵軸、軸承、密封軸、軸承、密封裝置等。裝置等。二、離心泵組成部二、離心泵組成部分的作用分的作用離心泵的吸水裝置離心泵的吸水裝置 部件的作用部件的作用 ：1、底閥、底閥 1）保證第一次啟動）保證第一次啟動泵時，泵內(nèi)充滿泵時，泵內(nèi)充滿被輸送的液體。被輸送的液體。 2）防止泵內(nèi)的液）防止泵內(nèi)的液體倒流回貯槽，體倒流回貯槽，污染貯槽內(nèi)的液污染貯槽內(nèi)的液體。體。圖5-3 離心泵吸水裝置2、濾網(wǎng)、濾網(wǎng) 防止雜質(zhì)進入泵內(nèi)。防止雜質(zhì)進入泵內(nèi)。3、出口調(diào)節(jié)閥、出口調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)流量。調(diào)節(jié)流量。4、葉輪、葉輪

4、 作用是將原動機的機械能傳給液體，使液作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能都得到提高。體的靜壓能和動能都得到提高。 結(jié)構(gòu)：在閉式和半閉式葉輪的后蓋板上有一小孔，結(jié)構(gòu)：在閉式和半閉式葉輪的后蓋板上有一小孔，叫平衡孔，起到泄壓的作用，減小葉輪兩側(cè)的壓叫平衡孔，起到泄壓的作用，減小葉輪兩側(cè)的壓差。差。 圖5-4閉式葉輪圖5-5半閉式葉輪圖5-6 全開式葉輪5、泵殼、泵殼 泵殼又稱蝸殼，是泵泵殼又稱蝸殼，是泵內(nèi)壁與葉輪外緣之間內(nèi)壁與葉輪外緣之間形成的一個截面積逐形成的一個截面積逐漸擴大的蝸牛殼形通漸擴大的蝸牛殼形通道。流體在被拋向外道。流體在被拋向外緣時，由于流道加寬，緣時，由于流道加

5、寬，流體動能降低，靜壓流體動能降低，靜壓能提高，所以其本身能提高，所以其本身是一轉(zhuǎn)能裝置。是一轉(zhuǎn)能裝置。 導(dǎo)輪導(dǎo)輪 ：為了減少液體直：為了減少液體直接進入蝸殼時的碰撞，接進入蝸殼時的碰撞，在葉輪與泵殼之間裝有在葉輪與泵殼之間裝有一個固定不動的帶有葉一個固定不動的帶有葉片的圓盤叫導(dǎo)輪。片的圓盤叫導(dǎo)輪。導(dǎo)輪的作用：是將高速液導(dǎo)輪的作用：是將高速液體流過時能均勻和平緩體流過時能均勻和平緩的將動能轉(zhuǎn)化為機械能，的將動能轉(zhuǎn)化為機械能，減少能量的損失。減少能量的損失。 6、軸封裝置、軸封裝置 有兩種類型：填料密封和機械密封有兩種類型：填料密封和機械密封 1）填料密封）填料密封 填料密封裝置叫填料函。填料密

6、封裝置叫填料函。 優(yōu)缺點：密封效果不好，易磨損，加工精密度優(yōu)缺點：密封效果不好，易磨損，加工精密度低，價格便宜。低，價格便宜。 2）機械密封）機械密封 對于輸送酸、堿及易燃、易爆、有對于輸送酸、堿及易燃、易爆、有毒的液體，采用機械密封。毒的液體，采用機械密封。 優(yōu)缺點：密封性能好，使用壽命長，功率消耗小，優(yōu)缺點：密封性能好，使用壽命長，功率消耗小，但是加工精密度高，機械加工復(fù)雜，對安裝的技但是加工精密度高，機械加工復(fù)雜，對安裝的技術(shù)條件比較嚴(yán)格，價格比較昂貴。術(shù)條件比較嚴(yán)格，價格比較昂貴。 知識點二知識點二 離心離心泵的主要性能參泵的主要性能參數(shù)與特性曲線數(shù)與特性曲線 離心泵的主要性離心泵的主

7、要性能參數(shù)有：流量、能參數(shù)有：流量、壓頭、效率、軸壓頭、效率、軸功率。功率。 離心泵的特性曲離心泵的特性曲線的特點：線的特點：圖5-7 離心泵性能曲線圖一、流量一、流量揚程曲線揚程曲線 表示流量與揚程之間表示流量與揚程之間的關(guān)系，離心泵的揚程隨流量的升高而下的關(guān)系，離心泵的揚程隨流量的升高而下降。降。二、流量二、流量軸功率曲線軸功率曲線 表示泵的流量與軸功表示泵的流量與軸功率之間的關(guān)系，軸功率隨流量的升高而增率之間的關(guān)系，軸功率隨流量的升高而增大，流量為零時軸功率最小，所以啟動泵大，流量為零時軸功率最小，所以啟動泵時，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，使電極啟動電流時，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，使電極啟動電流小，起到

8、保護電極的作用。小，起到保護電極的作用。三、流量三、流量效率曲線效率曲線 流量為流量為0時，效率為時，效率為0，隨流量的增大效率增大，達到一個最大值，隨流量的增大效率增大，達到一個最大值，而后隨流量的升高而下降。在最高效率點而后隨流量的升高而下降。在最高效率點下測定的性能參數(shù)為泵的最佳性能參數(shù)，下測定的性能參數(shù)為泵的最佳性能參數(shù)，又叫最佳工況參數(shù)。又叫最佳工況參數(shù)。 知識點三知識點三 離心泵操作中離心泵操作中的兩個不正常操作的兩個不正常操作一、氣縛一、氣縛第一次啟動泵時，啟動前要灌第一次啟動泵時，啟動前要灌泵，若不灌泵或未灌滿泵，泵，若不灌泵或未灌滿泵，泵內(nèi)有氣體存在，啟動泵而泵內(nèi)有氣體存在，

9、啟動泵而不能輸送液體的現(xiàn)象，叫氣不能輸送液體的現(xiàn)象，叫氣縛?？`。發(fā)生的原因：泵內(nèi)有氣體存在。發(fā)生的原因：泵內(nèi)有氣體存在。結(jié)果：泵不能輸送液體。結(jié)果：泵不能輸送液體。避免方法：第一次啟動泵時，避免方法：第一次啟動泵時，灌滿被輸送的液體。灌滿被輸送的液體。 二、氣蝕二、氣蝕 泵入口處的壓力低于或等于被輸送液體圖泵入口處的壓力低于或等于被輸送液體圖的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓，液體產(chǎn)生汽化，的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓，液體產(chǎn)生汽化，氣泡的產(chǎn)生和破裂所造成的剝蝕現(xiàn)象，叫氣泡的產(chǎn)生和破裂所造成的剝蝕現(xiàn)象，叫氣蝕。氣蝕。發(fā)生的原因：泵入口處的壓力低于或等于被發(fā)生的原因：泵入口處的壓力低于或等于被輸送液體的狀態(tài)下的飽和蒸

10、汽壓。輸送液體的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓。結(jié)果：流量、壓頭、效率顯著下降，更嚴(yán)重結(jié)果：流量、壓頭、效率顯著下降，更嚴(yán)重時泵吸不上液體。時泵吸不上液體。避免方法：避免方法：1、泵入口處的壓力大于被輸送液體的狀態(tài)下、泵入口處的壓力大于被輸送液體的狀態(tài)下的飽和蒸汽壓。的飽和蒸汽壓。2、選擇合適的泵的安裝高度。、選擇合適的泵的安裝高度。 知識點四知識點四 離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的流量調(diào)節(jié)1、改變離心泵的出口閥門開度、改變離心泵的出口閥門開度2、改變離心泵的轉(zhuǎn)速、改變離心泵的轉(zhuǎn)速3、改變離心泵的葉輪直徑、改變離心泵的葉輪直徑 知識點五知識點五 離心泵類型離心泵類型 水泵（水泵（IS、D、Sh）、油泵（）、油泵

11、（Y）、耐腐蝕）、耐腐蝕泵（泵（F）、雜質(zhì)泵（）、雜質(zhì)泵（P）。）。水泵油泵雜質(zhì)泵項目二項目二 其它類型泵其它類型泵 知識點一知識點一 往復(fù)泵往復(fù)泵往復(fù)泵是依靠活塞在缸體中的往復(fù)運動依次往復(fù)泵是依靠活塞在缸體中的往復(fù)運動依次開啟吸入閥和排出閥，從而吸入和排出液開啟吸入閥和排出閥，從而吸入和排出液體。體。主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥，吸入閥和排出閥都是單向閥。排出閥，吸入閥和排出閥都是單向閥。 1、泵缸 2、活塞 3、活塞桿4、吸入閥 5、排出閥圖5-10 往復(fù)泵的主要組成 知識點二知識點二 計量泵計量泵 計量泵又稱比例泵，是一種可以調(diào)節(jié)流量

12、計量泵又稱比例泵，是一種可以調(diào)節(jié)流量的往復(fù)泵，它有一套可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)流量的的往復(fù)泵，它有一套可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)流量的結(jié)構(gòu)。計量泵是由轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的電動機通過結(jié)構(gòu)。計量泵是由轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的電動機通過可變偏心輪帶動活塞做往復(fù)運動，改變偏可變偏心輪帶動活塞做往復(fù)運動，改變偏心輪的偏心距離，就能改變活塞的沖程，心輪的偏心距離，就能改變活塞的沖程，從而改變流量。從而改變流量。 圖5-11（a） 計量泵圖5-11(b) 計量泵項目三項目三 離心式壓縮機離心式壓縮機 知識點一知識點一 離心式壓縮機工作原理離心式壓縮機工作原理一、離心式壓縮機工作原理一、離心式壓縮機工作原理 工作原理：離心式壓縮機又叫透平壓縮機，工作工作原理

13、：離心式壓縮機又叫透平壓縮機，工作原理與多級離心泵相類似，主要工作部件是葉輪，原理與多級離心泵相類似，主要工作部件是葉輪，葉輪上有若干個葉片，被壓縮氣體從中心進入葉葉輪上有若干個葉片，被壓縮氣體從中心進入葉輪，高速旋轉(zhuǎn)的葉片帶動氣體隨之旋轉(zhuǎn)做回轉(zhuǎn)運輪，高速旋轉(zhuǎn)的葉片帶動氣體隨之旋轉(zhuǎn)做回轉(zhuǎn)運動，并沿葉片的半徑方向甩出來。氣體通過一個動，并沿葉片的半徑方向甩出來。氣體通過一個葉輪壓縮后壓力升高有限，在要求升壓力較高的葉輪壓縮后壓力升高有限，在要求升壓力較高的情況下，通常由若干個串接的葉輪一個接一個連情況下，通常由若干個串接的葉輪一個接一個連續(xù)進行壓縮，直到出口壓力達到要求為止。續(xù)進行壓縮，直到出口

14、壓力達到要求為止。 圖5-12 離心式壓縮機工作過程圖5-13 離心式壓縮機工作原理說明：一個葉輪為一級，葉輪數(shù)就是工作原理說明：一個葉輪為一級，葉輪數(shù)就是壓縮機的級數(shù)，一般若干個級安裝在一外機殼壓縮機的級數(shù)，一般若干個級安裝在一外機殼內(nèi)，叫做缸，一個缸只能裝十級左右，更多的內(nèi)，叫做缸，一個缸只能裝十級左右，更多的級需要采用更多的缸。氣體壓縮后溫度升高，級需要采用更多的缸。氣體壓縮后溫度升高，當(dāng)壓縮比比較高時，常常將氣體壓縮到一定壓當(dāng)壓縮比比較高時，常常將氣體壓縮到一定壓力后，從缸內(nèi)引出來，在外設(shè)的冷卻器內(nèi)冷卻力后，從缸內(nèi)引出來，在外設(shè)的冷卻器內(nèi)冷卻降溫，然后再引入下一個缸內(nèi)繼續(xù)壓縮。這樣降溫

15、，然后再引入下一個缸內(nèi)繼續(xù)壓縮。這樣依冷卻次數(shù)的多少，將壓縮機分成幾段。依冷卻次數(shù)的多少，將壓縮機分成幾段。二、離心式壓縮機的原動機二、離心式壓縮機的原動機1、電動機、電動機 電動機是離心式壓縮機常電動機是離心式壓縮機常用的原動機之一，它具有用的原動機之一，它具有結(jié)構(gòu)簡單、維修工作量小結(jié)構(gòu)簡單、維修工作量小以及操作方便等優(yōu)點。但以及操作方便等優(yōu)點。但是電動機的轉(zhuǎn)速不高，不是電動機的轉(zhuǎn)速不高，不能直接滿足壓縮機高轉(zhuǎn)速能直接滿足壓縮機高轉(zhuǎn)速的要求，如果輸送的氣體的要求，如果輸送的氣體為易燃易爆氣體，還必須為易燃易爆氣體，還必須增設(shè)防爆措施或選用防爆增設(shè)防爆措施或選用防爆電動機。電動機。 防爆電動機

16、2、蒸汽輪機、蒸汽輪機 蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速較高，蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速較高，可直接滿足壓縮機高轉(zhuǎn)可直接滿足壓縮機高轉(zhuǎn)速工作的要求，而且一速工作的要求，而且一般在化工廠均有穩(wěn)定的般在化工廠均有穩(wěn)定的供汽系統(tǒng)，并且在輸送供汽系統(tǒng)，并且在輸送易燃易爆氣體時，本身易燃易爆氣體時，本身不需要防爆設(shè)施。但蒸不需要防爆設(shè)施。但蒸汽輪機輔助設(shè)備多，結(jié)汽輪機輔助設(shè)備多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修工作量和構(gòu)復(fù)雜，維修工作量和技術(shù)難度大，啟動操作技術(shù)難度大，啟動操作復(fù)雜，對操作和維修人復(fù)雜，對操作和維修人員的技術(shù)素質(zhì)要求高。員的技術(shù)素質(zhì)要求高。 圖5-14 蒸汽輪機3、燃氣輪機、燃氣輪機 燃氣輪機不需要復(fù)雜的輔助設(shè)備，占地少，燃氣輪機不需

17、要復(fù)雜的輔助設(shè)備，占地少，用電和用水少，可以在野外使用。但其價格用電和用水少，可以在野外使用。但其價格昂貴，制造和維修要求技術(shù)高。昂貴，制造和維修要求技術(shù)高。 知識點二知識點二 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)1、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速，可以改變壓縮機的輸氣量。這種方法改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速，可以改變壓縮機的輸氣量。這種方法經(jīng)濟合理，簡單有效，用蒸氣輪機驅(qū)動的離心壓縮機，經(jīng)濟合理，簡單有效，用蒸氣輪機驅(qū)動的離心壓縮機，采用此法調(diào)節(jié)流量。采用此法調(diào)節(jié)流量。2、調(diào)節(jié)出口閥開度、調(diào)節(jié)出口閥開度 此法簡單，但增加了出口阻力，功率消耗大。此法簡單，但增加了出口阻力，功率消耗大。3、調(diào)節(jié)進口閥開度、調(diào)節(jié)進口閥開度 這種方

18、法調(diào)節(jié)氣量范圍廣，操作穩(wěn)定，消耗的功率較這種方法調(diào)節(jié)氣量范圍廣，操作穩(wěn)定，消耗的功率較調(diào)節(jié)出口閥開度小，用電動機驅(qū)動的離心式壓縮機一般調(diào)節(jié)出口閥開度小，用電動機驅(qū)動的離心式壓縮機一般用此法調(diào)節(jié)。用此法調(diào)節(jié)。4、回流支路或放空調(diào)節(jié)、回流支路或放空調(diào)節(jié) 把一部分出口氣體由回流支路回到入口或放空，達到把一部分出口氣體由回流支路回到入口或放空，達到輸送量的目的，但這種方法功率耗大，一般只用于防喘輸送量的目的，但這種方法功率耗大，一般只用于防喘振回路。振回路。 知識點三知識點三 喘振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象 產(chǎn)生喘振的原因：當(dāng)離心式壓縮機的流量產(chǎn)生喘振的原因：當(dāng)離心式壓縮機的流量小于小于qv最小最小時，出口壓力下降

19、，不能送氣，時，出口壓力下降，不能送氣，排氣管內(nèi)壓力較高的氣體就會倒流進入壓排氣管內(nèi)壓力較高的氣體就會倒流進入壓縮機，壓縮機內(nèi)氣量增大到大于縮機，壓縮機內(nèi)氣量增大到大于qv最小最小時，時，使機內(nèi)壓力又大于管道內(nèi)氣體壓力，壓縮使機內(nèi)壓力又大于管道內(nèi)氣體壓力，壓縮機恢復(fù)正常操作，把氣體壓出去，但由于機恢復(fù)正常操作，把氣體壓出去，但由于進口氣體流量仍然不足，壓縮機內(nèi)氣量又進口氣體流量仍然不足，壓縮機內(nèi)氣量又會下降，壓力下降，排氣管內(nèi)的氣體又會會下降，壓力下降，排氣管內(nèi)的氣體又會倒流進入壓縮機。倒流進入壓縮機。 喘振現(xiàn)象：這種氣體的倒流和排出現(xiàn)象重喘振現(xiàn)象：這種氣體的倒流和排出現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)，引起出口管

20、低頻、高振幅的氣流復(fù)出現(xiàn)，引起出口管低頻、高振幅的氣流脈動，并迅速波及各級葉輪，使各個壓縮脈動，并迅速波及各級葉輪，使各個壓縮機產(chǎn)生產(chǎn)生噪聲和強烈震動，這種現(xiàn)象稱機產(chǎn)生產(chǎn)生噪聲和強烈震動，這種現(xiàn)象稱為喘振。為喘振。 防止措施防止措施（1）實際流量比喘振流量大實際流量比喘振流量大10%-15%以上。以上。 （2）設(shè)置防喘振裝置，當(dāng)進氣口量過小時，）設(shè)置防喘振裝置，當(dāng)進氣口量過小時，將壓縮機出口的一部分氣體經(jīng)回流支路閥回將壓縮機出口的一部分氣體經(jīng)回流支路閥回流到壓縮機進口，或者打開出口放空閥，降流到壓縮機進口，或者打開出口放空閥，降低出口壓力。低出口壓力。 知識點四知識點四 離心式壓縮機開停車離心

21、式壓縮機開停車一、原始開車一、原始開車1、開車前準(zhǔn)備工作、開車前準(zhǔn)備工作1）對照圖紙，檢查和驗收系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備、管道、）對照圖紙，檢查和驗收系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備、管道、閥門、電器、儀表等，必須正常完好；閥門、電器、儀表等，必須正常完好；2）對設(shè)備及管道用空氣進行吹凈；）對設(shè)備及管道用空氣進行吹凈；3）向油系統(tǒng)分別加入足量潤滑油和密封油，啟動）向油系統(tǒng)分別加入足量潤滑油和密封油，啟動油泵，把油壓調(diào)到規(guī)定壓力；油泵，把油壓調(diào)到規(guī)定壓力；4）啟動氣輪機的冷凝系統(tǒng)；）啟動氣輪機的冷凝系統(tǒng)；5）向蒸汽管道通入蒸汽進行暖管，防止開車時管）向蒸汽管道通入蒸汽進行暖管，防止開車時管道內(nèi)的冷凝水進入汽缸；道內(nèi)的冷凝水

22、進入汽缸；6）全部儀表、連鎖投入使用，中間冷卻器通入冷）全部儀表、連鎖投入使用，中間冷卻器通入冷凝水；凝水；7）系統(tǒng)內(nèi)所有閥門開、關(guān)位置，應(yīng)符合開車要求。）系統(tǒng)內(nèi)所有閥門開、關(guān)位置，應(yīng)符合開車要求。2、壓縮機的啟動、壓縮機的啟動機組從冷態(tài)進入工作狀態(tài)稱為啟動，啟動時應(yīng)嚴(yán)格機組從冷態(tài)進入工作狀態(tài)稱為啟動，啟動時應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進行。按操作規(guī)程進行。1）微開蒸汽入口閥，沖動氣輪機，待氣輪機運轉(zhuǎn)）微開蒸汽入口閥，沖動氣輪機，待氣輪機運轉(zhuǎn)正常后，立即停機，檢查壓縮機和汽輪機有無異正常后，立即停機，檢查壓縮機和汽輪機有無異?，F(xiàn)象，如果設(shè)備正常，打開入口蒸汽閥，進行?，F(xiàn)象，如果設(shè)備正常，打開入口蒸汽閥，進行低速暖機，使各部件受熱均勻，以免產(chǎn)生應(yīng)力，低速暖機