一.         总则

      在化工装置中,使用着各种各样的泵,这些泵作为化工生产中的一个要素,有助于生产过程中液体的流动和化学反应的进行,对提高工厂生产率起着相当重要的作用。在化工装置中使用的各种泵,一般来说是把所需要的一定量的液体打到工艺所要求的高度,或送入有一定压力的容器。这种在单位时间内所输送的液体量即为泵的流量,其单位通常用Lsm³/h表示。所要求的高度或所要求的压力,即相当于泵的扬程。实际扬程加上输送液体的管路内各种损失压头,即为泵的总扬程,单位通常用液柱高度(米)来表示。

      抽沙泵是使用最广泛的一种化工泵,其工作原理如下:

      抽沙泵开泵之前,打开出入管道阀,泵体内应充满流体,当泵叶轮转动时,叶轮的叶片驱使流体一起转动,使流体产生了离心力,在此离心力的作用下,流体沿叶片流道被甩向叶轮出口,经扩压器、蜗壳送入排出管。流体从叶轮获得能量,使压力能和速度能增加,当一个叶轮不能满足流体足够能量时,可用多级叶轮串联,获取较高能量。

在流体被甩向叶轮出口的同时,叶轮中心入口处的压力显著下降,瞬时形成了真空,入口管的流体经泵吸入室进入了叶轮中心,这样当叶轮不停地旋转,流体就不断地被吸入和排出,将流体送到管道和容器中。离心泵的工作过程,就是在叶轮转动时将机械能传给叶轮内的流体,使它转换为流体的流动能,当流体经过扩压器时,由于流道截面大,流速减慢,使一部分动能转换成压力能,流体的压力就升高了。所以流体在泵内经过两次能量转换,即从机械能转换成流体动能,该动能部分地又转换为压力能,从而泵就完成输送液体的任务。

二、离心泵主要部件的结构与作用

离心泵主要由吸入、排出部分、叶轮和转轴、轴密封、扩压器和泵壳等四大部分组成。

1.叶轮

      叶轮是抽送液体作用的主体,是离心泵最重要的部件,离心泵是由叶轮的离心力作用,给予抽送流体以速度能,并将该速度能的一部分转换为压力能,提高流体的压力和速度,完成泵输送液体的过程。

泵叶轮的形状随着比转数的不同有不同的差别,叶轮按比转数从小到大的顺序和液体在叶轮中流动的方向,可分为径流式叶轮、混流式叶轮、斜流式叶轮、轴流式叶轮。若按叶轮结构可分为闭式叶轮、开式叶轮、诱导轮全开式叶轮、半开式叶轮。

2.泵壳

泵壳是泵结构的中心,其型式也比较多。

21水平剖分式

这种型式的泵壳是在通过轴心的水平剖分面上分开。拆卸泵壳时和吸入、排出管道无关,维修比较方便。

22垂直剖分式

      这种型式的泵壳是在垂直轴心的平面上剖分,不易泄漏,当维修时必须拆卸进出口管道,所以维修不如水平剖分式泵壳方便。

23筒体式

      这种型式的泵是把泵壳制作成筒体式的,对于压力非常高的泵,用单层泵体难以承受其压力,所以采用双层泵体。筒体式泵壳承受较高压力,其内安装水平剖分式或垂直剖分式的转子,在化肥装置中高温高压的锅炉给水泵多是筒体式多级离心泵。

3. 填料密封

      对于小流量、低扬程的离心泵,用于密封的是填料密封。其密封机理可以这样叙述。

编织填料安装在填料函内,填料与轴、填料与填料盒内壁接触面之间有一个环形微小间隙,这个间隙的大小,是关系到介质泄漏量的主要因素。填料在填料盒内由于压紧力的作用而变形,从而填充了环形间隙,阻止了介质的泄漏,在预紧压力传递下,由于超过阻力所致,使每道填料环受大小不等而方向相同的径向力,当径向力大于介质压力时,可以阻止介质泄漏产生。如用编织填料时,介质的泄漏可能

      有以下情况。①填料本身被介质穿透造成泄漏。这就需要选用不能穿透的金属圈和聚四氟乙烯等填料和编织填料混装的办法,防止穿透泄漏。②填料与轴、填料与填料函的接触面之间的间隙,这两个间隙可用填料压盖的预紧力大小来控制,使间隙小到能阻止流体介质通过的程度,就可以防止泄漏,但此预紧力是不好把握的,需要有一定的经验方能处理好。否则,预紧过大,摩擦力也急剧增加,填料磨损加快,温度升高,填料中的浸渍剂加快磨损,填料体积随之减少,径向密封力下降,很容易造成泄漏。反之,预紧力小于介质压力时,又起不到密封作用。所以在了解了填料密封的机理后,方可按实际情形精心实施。本规程中泵填料密封的结构形式采用压盖式填料密封。

4.机械密封

      机械密封是用来防止旋转轴与机体之间流体泄漏的密封,是由一对垂直于旋转轴线的端面在弹性补偿机构和辅助密封的配合下相互贴合并相对旋转而构成的密封装置。由于密封面是端面,故也叫端面密封。

三.检修周期和检修内容

1.检修周期

检修周期为一年一次。

2.检修内容

1)复查驱动机和泵的对中,如和原始数据差异较大,须重新调整。

2)解体检查泵的转子、轴、轴承磨损情况并进行无损探伤。

3)对泵的零部件进行宏观检查和检验。

4)对转子进行动、静平衡校正,并在机床上作端面跳动检验。

5)检查口环,消除磨损的间隙,提高泵的效率。

6)调整叶轮背部和其他各部间隙。

7)检查和更换密封。

8)清理和吹扫泵内脏物。

9)消除泵及辅助部分的跑冒滴漏,检查润滑油系统。

10)对整台机泵除垢、喷漆。

四.抽沙泵常见故障、原因及处理方法

处理方法泵阀

泵输不出液体

1.注入液体不够

2.泵或吸入管内存气或漏气

3.吸入高度超过泵的允许范围

4.管路阻力太大

5.泵或管路内有杂物堵塞1.重新注满液体

2.排除空气及消除漏气处,重新灌泵

3.降低吸入高度

4.清扫管路或修改

5.检查清理


流量不足或扬程太低

1.吸入阀或管路堵塞

2.叶轮堵塞或严重磨损腐蚀

3.叶轮密封环磨损严重,间隙过大

4.泵体或吸入管漏气1.检查,清扫吸入阀及管路

2.清扫叶轮或更换

3.更换密封环

4.检查、消除漏气处


电流过大

1.填料压得太紧

2.转动部分与固定部分发生摩擦

电流过大处理

1.拧松填料压盖

2.检查原因,消除机械摩擦


轴承过热

1.轴承缺油或油不净

2.轴承已损伤或损坏

3.电机轴与泵轴不在同一中心线上

轴承过热处理

1.加油或换油并清洗轴承

2.更换轴承

3.校正两轴的同轴度


泵振动大, 有杂音1.电机轴与泵轴不在同一中心线上

2.泵轴弯曲

3.叶轮腐蚀、磨损,转子不平衡

4.叶轮与泵体摩擦

5.基础螺栓松动

6.泵发生汽蚀1.校正电机轴与泵轴的同轴度

2.校直泵轴

3.更换叶轮,进行静平衡

4.检查调整,消除摩擦

5.紧固基础螺栓

6.调节出口阀,使之在规定的性能范围内运转

密封处漏损过大

1.填料磨损

2.轴或轴套磨损

3.泵轴弯曲

4.动、静密封环端面腐蚀、磨损或划伤

5.静环装配歪斜

6.弹簧压力不足

泵阀技术论坛1.更换填料

2.修复或更换磨损件

3.校直或更换泵轴

4.修复或更换坏的动环或静环

5.重装静环

6.调整弹簧压缩量或更换弹簧


五.主要零部件的检修技术

1.抽沙泵轴承的检修

泵运行时如有振动首先解体检查轴承的磨损和几何形状的变化。一般应检修以下内容。

1)轴承的圆度,不能大于轴径的千分之一,超标应该更换。

2)轴径表面粗糙度应达到要求。

3)用红丹研磨轴径和轴承的接触面积不小于60%~90%,表面不应有径向或轴向划痕。

4)轴承内外圈不应倾斜脱轨,应运转灵活。

5)滚珠轴承的外径与轴承箱的内壁不能接触。

6)径向负荷的滚动轴承外圈与轴承箱内壁接触应采用H/h配合。

7)不承受径向载荷的推力滚动轴承与轴的配合,轴采用k6。其一般数据如表一。

表一滚动轴承与轴配合表

轴径/mm间隙/μm

18307~-30

30508~-35

508010~-40

8012012~-41

12018014~-54


8.外壳与轴承应紧密接触。

2.填料密封的检修

泵用填料密封使用寿命是否长久,关键是选用适用的填料,这里主要介绍填料密封的选用、安装和预紧。

1)填料的选用

合成纤维加四氟:采用合成纤维(SYNTHEPAK)于特殊制造过程,加入四氟化乙烯(PTFE)于股线中,然后加编织制成,这种制造程序,减少了中心蒸干燥的坏处,适用于旋转,往后式的机械上,抗中强度的酸与碱、石油、合成油、溶剂与蒸汽等

最高耐压:3.5MPa。最高耐温:290℃。耐低温:-110


合成纤维:结合了合成纤维(SYNTHEPAK)于盘根的角部,而制成了耐用而无污化,抗磨损的盘根。更能抗压于旋转与往后式的运动。适用于酸、碱、气体、石油、合成油、蒸汽、盐水与泥浆上

最高耐温:290;。耐低温:-110℃。最高耐压:3.517.5MPa。转速:2250r/min


纤维加黑铅:采用人造纤维普通辫编法制成,含有矿物性润滑剂及黑铅处理,质地非常柔,易于安装,对于旧及公差较大的机械设备,或稍有磨损之轴心,其密封效果最佳。适用于:高转速、低压至中压之旋转式泵、混合机等

最高耐温:1770℃。最高耐压:0.1MPa。转速:1500r/min


聚四氟乙烯:(PTFE)四氟化乙烯,盘根,其特性为磨擦系数低,不污染,百分之百抗化学性,故使用范围非常广泛,Style5889以内外交错格子编织方式制成,加有特殊润滑剂,质地柔软,耐用寿命长,适合高转速场合使用。适合于制药、食品、炼油、化学及化妆品等工业

最高耐压:10MPa。最高耐温:260℃。转速:1500r/min


石棉石墨:本项盘根之结构,其内芯以石棉纤维、石墨片、防锈锌粉及小量粘剂混合而成,外套90%纯白石棉纯夹合金钢丝包衬,表面并有石墨粉及防锈剂处理,专供所有阀杆使用

最高耐压:28MPa。最高耐温:650


2)填料压盖的预紧和预紧力

当选择好适用的填料,尚要说明的是在订购填料时,可以按照泵轴的直径和填料盒的外径模压成型,按照填料开口相错45o90o交替压进填料盒,最后压扣上填料压盖。但也可以在现场进行长填料绳的剪断,剪断时必须斜于45o切出,每道填料安装时,切断口用透明胶带纸固定好,每道切口也必须45o90o交错安装,最后压扣填料压盖。扣压盖时必须保证压盖端面与轴垂直。填料压盖与轴套直径间隙0.75~1.00mm。其外径与填料盒间隙为0.10.15mm。对有容易汽化的泵,开启后应再次进行热压紧。


3.联轴器检修

小机泵联轴器主要有刚性联轴器和齿形联轴器。

1)刚性联轴器

刚性联轴器一般用在功率较小的离心泵上,检修时首先拆下联接螺栓和橡皮弹性圈,对温度不高的液体,两联器的平面间隙为2.24.2mm,温度较高,应大于前窜量的1.552.05mm。联轴器橡胶弹性圈比穿孔直径应小0.15~0.35mm。同时拆装时一定要用专用工具,保持光洁,不允许有碰伤划伤。

2)齿形联轴器

齿形联轴器挠性较好,有自动对中性能。检修时一般按以下方法进行。

1)检查联轴器齿面啮合情况,其接触面积沿齿高不小于50%,沿齿宽不小70%,齿面不得有严重点蚀、磨损和裂纹。

2)联轴器外齿圈全圆跳动不大于0.03mm,端面圆跳动不大于0.02mm

3)若须拆下齿圈时,必须用专用工具,不可敲打,以免使轴弯曲或损伤。当回装时,应将齿圈加热到200℃左右再装到轴上。外齿圈与轴的过盈量一般为0.010.03mm

4)回装中间接筒或其他部件时应按原有标记和数据装配。

5)用力矩搬手均匀地把螺栓拧紧。

4.动密封部分的检修

动密封是指叶轮口环部位的间隙,一般半径方向应控制在0.200.45mm。若间隙太小,组装后盘车困难;间隙太大,容易造成泵的振动。轴套和衬环间隙半径方向一般为0.20.6mm

5.静密封部分的检修

静密封部分包括泵体剖分结合面、轴承压盖与轴承箱体的结合面,润滑油系统的接头,进出口管的法兰等。如检修不能保证无泄漏,也同样使泵不能运行。上述部位的密封,只要根据介质选准适用的胶粘剂和垫片,即能保证无泄漏。现一般使用的剖分结合面胶粘剂为南大703、南大704

6.叶轮和转子的检修

小机泵多为单级叶轮或单级双吸式转子。

检修时首先检查叶轮外观并清洗干净,不管是更换备件安装新叶轮,还是清洗旧叶轮,回装后均要做静平衡,必要时还要做动平衡。叶轮和轴的配合采用H/h。安装叶轮时键和键槽要密切接触。

对于转子部分的轴径允许弯曲不大于0.013mm,对于低速轴最大弯曲应小于0.07mm,对高速轴最大弯曲应小于0.04mm。轴套部分与轴的装配采用H/h

对于转子部分的轴,检修后轴径圆跳动不大于0.013mm,轴套不大于0.02mm,叶轮口环不大于0.04mm,叶轮端面不大于0.23mm。两端轴径不大于0.02mm。但对于结构较复杂的离心泵上述数据根据泵的状况标准也不一样。

7.机械密封的检修

对机封检修时应先用专用工具正确拆下机封的动、静环,并检查端面磨损情况,凡是装机封的泵的转子,不管功率大小均应做动或静平衡试验。为保证密封面不泄漏,可在钳工平台上把动静面压紧,倒上水做渗漏试验,如果静态水不漏,说明密封面的表面粗糙度和平面度均符合要求。安装时端面垂直度偏差不大于0.015mm。其部位轴或轴套的径向圆跳动值如表二。

轴和轴套的径向圆跳动值


r/min径向圆跳动允差 mm

75012000.08

120015000.06

150035000.05


安装后其轴的轴向窜动量不大于0.45mm

应着重说明的是机械密封按要求装好后,一定要盘车并检查冷却水部分是否可靠,防止启动后泄漏或损坏机封端面。

密封布置均不能有泄漏现象。

六.试车与验收

1.试车前的准备工作

1检查泵体与电机地脚螺栓及其他连接螺栓的紧固情况。

2)冷却、传热、保温、保冷、冲洗、过滤、除湿、润滑、液封等系统及工艺管道应连接正确,且无渗漏现象。管道应冲洗干净,保持畅通。

3)将压力表、真空表、电流表、安全阀等安装齐备,各指示仪表应灵敏、准确。

4)各润滑部位应加入符合技术要求规定的润滑油(脂)。

5)空转电机,检查旋转方向,无误后装上联轴器柱销。

6)检查进、出口阀开关位置是否正确。

7)清除泵周围一切杂物,清理好现场。

2.启动程序

1)盘车两周,注意泵内有无异常声音,转动是否轻便。盘车后随即装好联轴器防护罩。

2)离心泵应先开进出口阀门,泵灌满后关闭出口阀门后再启动,待泵出口压力稳定后,缓慢打开出口阀门调节流量,在关闭出口阀门的条件下,泵连续运转时间不应过长。

3)输送化工介质进行试运转的泵、其充液、置换、排气等要求应按技术文件的规定执行。

3.检查和验收

在试车中要检查运转情况、并符合下列要求:

1)滚动轴承的温升不得超过40℃,最高温度不得超过75℃。

2)压力和电流应符合规范要求。

3)转子及各运动部件不得有异常声响和摩擦现象。

4)各润滑点的润滑油温度、密封液和冷却水的温度,不得超过技术文件的规定。

5)泵体管道应达到无泄漏要求,填料密封可根据输送介质粘度的不同,允许有520滴/min的均匀泄漏,机械密封在试车中不允许有泄漏。

6)若以上几项检查全部符合要求,则检修合格。

4.停车

1)离心泵停车时应先逐渐关闭排出管路阀门,切断电源。待泵冷却后,再关闭各冷却系统及封油的管路,将泵内液体和冷却水排尽并清洗干净,防止冻裂和粘连。

2)遇有下列情况之一者,应紧急停车处理;

a)泵内发出异常声响和振动突然加剧;

b)轴承温度突然上升超过规定标准;

c)泵流量突然下降;

d)电流超过额定值持续不降。

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