泵基础知识及水泵选型课件.ppt

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1、泵基础知识,上海泵业有限公司,讲 解 目 录,一 泵的基本知识二 泵的基本参数三 泵的选型四 泵的汽蚀五 常见及需要注意的问题,2,ppt课件,泵的定义与历史来源,泵属于流体机械的一种，流体机械是指以流体为工作介质和能量载体的机械设备。流体机械根据能量传递的方向不同，可分为原动机(水轮机、汽轮机)和工作机（泵、风机、压缩机）。泵属于工作机，即消耗能量的机械。水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪），以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌

2、斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年，美国出现了具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。18401850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。18511875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。,3,ppt课件,泵在各个领域中的应用,泵在各个领域中的应用 从泵的性能范围看，巨型泵的流量

3、每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。在

4、矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。总之，无论是飞机、火箭、

5、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。,4,ppt课件,泵的分类,1）、工作原理可分为又分为叶片式、容积式和其它形式。叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。其他类型的泵，以其他形式传递

6、能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。,5,ppt课件,2)按工作叶轮数目来分类 单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。（IS、IH系列，AY系列，S系列等）多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。（D、DG系列）3)按工作压力来分类 低压泵：压力低于100米水柱；中压泵：压力在100650米水柱之间；高压泵：压力高于650米水柱。（多级

7、离心泵可达2800m）,泵的操作原理、构造及分类,6,ppt课件,4)按叶轮进水方式来分类 单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它 流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背 地放在了一起。（KDOW系列泵）,单级单吸泵 单级双吸泵,泵的操作原理、构造及分类,7,ppt课件,5)按泵壳结合缝形式来分类 水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。（最常见的水平中开泵是KDOW双吸泵）垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。（ZA IH CZ系列泵）6)按泵轴位置来分类 卧式泵：泵轴位于水平位置。立式泵：泵轴位于

8、垂直位置。,泵的操作原理、构造及分类,8,ppt课件,7)按叶轮出来的水引向压出室的方式分类 蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。（IS系列泵最具代表性）导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进 下一级或流入出口管。（常用于多级泵和轴流泵）,泵的操作原理、构造及分类,9,ppt课件,一、操作原理 由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离

9、心力，因此称为离心泵。,泵的操作原理、构造,10,ppt课件,离心泵的工作过程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度流入泵壳。在泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生

10、的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作。为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。,泵的操作原理、构造及分类,11,ppt课件,二、基本部件和构造1）叶轮 将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。2）泵壳 汇集液体，作导出液体的通道；使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。3）轴封装置 为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。,泵的操作原理、构造及分类,12,ppt课件,泵的操作原理、构造及分类,填料密封和机械密封的比较,13,ppt课件,泵的操作原理、构造及

11、分类,14,ppt课件,流量,扬程,性能曲线,最大工作压力(NP),轴功率,相似定律,功率计算公式,泵的基本参数,15,ppt课件,泵的基本参数,16,ppt课件,泵的基本参数,17,ppt课件,泵的基本参数,18,ppt课件,泵的基本参数,19,ppt课件,泵的基本参数,20,ppt课件,泵的基本参数,21,ppt课件,泵的基本参数,22,ppt课件,泵的基本参数,23,ppt课件,泵的基本参数,24,ppt课件,泵的基本参数,25,ppt课件,泵的基本参数,26,ppt课件,泵的基本参数,27,ppt课件,泵的基本参数,28,ppt课件,泵的基本参数,29,ppt课件,泵的基本参数,30,

12、ppt课件,Q1/Q2=N1/N2H1/H2=(N1/N2)2P1/P2=(N1/N2)3,注意：如果叶轮直径改变或水泵转速改变，NPSH将发生变化。,泵的基本参数,31,ppt课件,流量 200 l/s,扬程37.5m,选用水泵型号ASP200B,叶轮直径360mm 转速 1450RPM,效率 87%工况点轴功率 84.5kW.如果转速变为1000RPM，根据相似定律此时流量和扬程及功率为多少？N1=1450RPM,N2=1000RPMQ1=200l/s Q2=Q1 x N2/N1=200 x 1000/1450=138l/s H1=37.5m H2=H1 x(N2/N1)2=37.5 x(

13、1000/1450)2=17.8mP1=84.5kW P2=P1 x(N2/N1)3=84.5 x(1000/1450)3=27.7kW,举例,泵的基本参数,32,ppt课件,泵的基本参数,33,ppt课件,泵的基本参数,34,ppt课件,选型依据:我们要选择什么样的泵，需要哪些条件依据?,水泵流量。运行水泵台数及备用水泵台数。水泵扬程。水泵吸入口压力。水泵数量。NPSHA 供货范围。供电条件(频率,电压).是否配有变频设备。介质类型(如：清水or乙二醇？冷冻水？冷却水？河水？海水？).介质温度。,泵 的 选 型,35,ppt课件,泵 的 选 型,36,ppt课件,尽可能按照买方要求的参数、型

14、式、材料等选型，其他的解决方法可做为选择。如果买方对水泵的转速和噪音要求不高，那么综合考虑扬程、流量、NPSH值满足的情况下选择最便宜的和高转速的泵型。选择的水泵应在高效区范围内工作。选型时注意设计扬程与实际运行扬程差异，可以适当微调(下调)设计扬程值，至我们水泵的高效点，这样更安全。,泵 的 选 型,37,ppt课件,泵 的 选 型,1、介质的特性：介质名称、密度、粘度、腐蚀性、毒性等。a.介质名称：清水、污水、石油等。当介质含气量75%时，最好选用齿轮泵或者螺杆泵。b.密度：离心泵的流量与密度无关；离心泵的扬程与密度无关；离心泵的效率不随密度改变；当密度1000Kg/m3时，电机的功率应该

15、为一般功率与介质相对清水密度比的乘积，以防电机过载超流。,38,ppt课件,c.粘度：介质的粘度对泵的性能影响很大，粘度过大时，泵的压头（扬程）减小，流量减小，效率下降，泵的轴功率增大。当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，最佳工况的扬程和流量均随之下降，而功率则随之上升，因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能，当输送粘性介质时应进行换算。d.腐蚀性：介质有腐蚀时，采用抗腐蚀性能好的材料。e.毒性：考虑密封方式，可采用干气密封等。,泵 的 选 型,39,ppt课件,泵 的 选 型,2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。根据颗粒直径、含量多少，可选择采用单流道、双流道、多流道形式的叶轮。

16、颗粒含量60%时，考虑采用渣浆泵。3、介质温度：（）高温介质需考虑密封材料的选择及材料的热膨胀系数。介质温度偏低时，考虑采用低温润滑油和低温电机。4、所需要的流量（Q）a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。b、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。c、如果基本数据只给质量流量，应换算成体积流量。,40,ppt课件,5、扬程：水泵的扬程大约为提水高度的1.151.2倍（使用于补水泵只给出系统图需要计算扬程的状况）。如遇到只给出最小流量、最大流量及相对应的扬程，应尽可能按大流量选择。因为：a、高扬程的泵用于低扬程，便会出现流量过大，导致电机超载，若长时间运行

17、，电机温度升高，甚至烧毁电机。b、小流量泵在大流量下运行时，会产生汽蚀，泵长时间汽蚀，影响水泵过流部件的寿命。,泵 的 选 型,41,ppt课件,1、汽蚀形成 泵在运转中，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的该液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，形成气泡，当含有大量气泡的液体流进叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁击穿。,泵 的 汽 蚀,42,ppt课件,2.汽蚀的危害 a、叶轮上留下打击

18、状的坑；影响叶轮的使用寿命。b、设备产生振动。c、增加噪音。d、轻微的汽蚀只会造成水泵效率或扬程的降低。低比转速泵 随汽蚀性能下降明显，高比转速泵，当汽蚀达到一定程度时，性能开始下降。e、严重的汽蚀会产生很强的噪音，并缩短水泵的使用寿。f、估算来讲，损失最大占设计扬程的3%。g、对于多级水泵,汽蚀只会对第一级叶轮产生影响。,泵 的 汽 蚀,43,ppt课件,3、泵汽蚀的基本关系式为：NPSHcNPSHrNPSHNPSHa式中 NPSHa装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，是指在现场条件下的汽蚀余量。它可也根据系统的设计图纸计算出来，越大越不易汽蚀；NPSHr泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量，是指水泵的

19、一个特性数据，它是由水泵制造厂商提供的。该数值在水泵的性能图表中已经被标示出来，越小泵抗汽蚀性能越好；NPSHc临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀量；NPSH许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量。为保证系统的安全运行：实际汽蚀余量值（NPSHa）必须 要 高于 设计汽蚀余量值(NPSHr)。即：NPSHa NPSHr,泵 的 汽 蚀,44,ppt课件,泵 的 汽 蚀,5.实际汽蚀余量（NPSHa)的计算公式 NPSHa=(Hz-Hf)+(Hp Hvp)其中：Hp=水泵入口处液体表面的绝对压力(m)Hz=液体距离水泵中心线的静态高差(m)注:对于立式水泵 以第一级叶轮的中心线为准

20、。Hf=管路系统入口处摩擦和入口损失包括动压头。(m)Hvp=在水泵工作温度下的液体蒸汽压力。(m)如果NPSHA数值很小，建议选择：更大一些型号的水泵或转速更慢一些的水泵。,45,ppt课件,Hz=5 mHf=1.5m(摩擦阻力损失）Hp=1.01325bar(大气压力）=10.7m Hvp=0.7011bar(90oC蒸汽压力)=7.4mNPSHA=(Hz-Hf)+(Hp-Hvp)=(5-1.5)+(10.7-7.4)=6.8 m,泵 的 汽 蚀,46,ppt课件,Hz=-0.5 m;Hf=1.5m(摩擦阻力损失）;Hp=1.01325bar(大气压力）=10.7m;Hvp=0.7011b

21、ar(90oC蒸汽压力)=7.4m。NPSHA=(Hz-Hf)+(Hp-Hvp)=(-0.5-1.5)+(10.7-7.4)=1.3 m,泵 的 汽 蚀,47,ppt课件,4、防止汽蚀的措施 防止泵发生汽蚀从两方面考虑，即增大NPSHa和减小NPSHr，常用的以下几种方法。a、减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；h=10m-NPSH-h h：管路阻力，也叫安全系数，取：0.51.0m水柱 h：吸程b、增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；c、尽量调小流量，防止泵长时间在大流量下运行；,泵 的 汽 蚀,48,ppt课件,d、在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽

22、蚀；e、加诱导轮或增加叶轮进口处的光洁度。f、对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。,泵 的 汽 蚀,49,ppt课件,1、电机的选择 电机的选择要留有一定的安全余量。国内厂家经验做法：轴功率 余量0.12-0.55kw 1.3-1.5倍0.75-2.2kw 1.2-1.4倍3.0-7.5 kW 1.15-1.25倍11 kW以上 1.1-1.15倍,常见及需要注意的问题,50,ppt课件,2、离心泵启动时要关闭出口阀，轴流泵启动时要打开出口阀。因离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存在管路阻力和提升高度阻力，在泵启动后，泵扬程很低，流量很大，此时泵电机（轴功率）

23、输出很大（据泵性能曲线），很容易超载，就会使泵的电机及线路损坏，因此启动时要关闭出口阀，才能使泵正常运行。离心泵在零流量时，轴功率为额定工况下轴功率的3090。轴流泵在零流量时，轴功率为额定工况下轴功率的140200。所以轴流泵要开阀启动。,常见及需要注意的问题,51,ppt课件,3、泵启动前要检查泵轴运动是否正常，是否有卡死想象。点动电机，看运转方向是否正确。4、泵安装时，泵进出口管路上不能承重。泵轴对中要在注满水的条件下进行。5、潜水排污泵长期不用时，应清洗并吊起置于通风干燥处，注意防冻。若置于水中，每15天至少运转30min（不能干磨），以检查其功能和适应性。,常见及需要注意的问题,52,ppt课件,常见及需要注意的问题,53,ppt课件,常见及需要注意的问题,54,ppt课件,常见及需要注意的问题,55,ppt课件,Thanks for your attention!,我们愿和您携手同行,