高速離心泵基礎(chǔ)知識

高速離心泵的結(jié)構(gòu)原理

目前，高速離心泵在石油化工生產(chǎn)中，主要是用來輸送液氨、甲氨、液化氣等介質(zhì)。它由電機(jī)、增速箱和泵三部分組成。一般情況下，高速離心泵分為臥式高壓筒形泵和部分流泵兩種。

1．臥式高壓筒形泵

它為多級離心泵，在一般情況下當(dāng)驅(qū)動功率超過160kW時，采用臥式結(jié)構(gòu)。

2.部分流泵

這是一種開式徑向葉片式離心泵，多為立式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動功率一般為7.5-132kW，泵的葉輪懸臂裝在泵軸上，泵軸與增速箱高速軸直接連接，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。部分流泵的壓液室為圓形空間，錐形擴(kuò)壓管通過噴嘴與環(huán)形壓液室連通，接近切線布置，如圖2所示，當(dāng)泵工作時，液體經(jīng)過吸入管沿軸向進(jìn)入葉輪，在離心力作用下，液體甩向圓環(huán)形壓液室，部分經(jīng)噴嘴和擴(kuò)壓管流出泵外，其余部分液體繼續(xù)隨葉輪旋轉(zhuǎn)。

(1)泵體、葉輪  這種泵的泵體和一般離心泵的泵體不相同，它的壓液室為圓形空間，不是蝸殼形。葉輪是開式葉輪，沒有前后蓋板，葉片呈直線放射狀，在葉輪前面，一般帶有誘導(dǎo)輪。葉輪和泵體之間沒有密封環(huán)，泵內(nèi)部的間隙較大。葉輪片與泵體后蓋板和擴(kuò)散錐管之間的間隙一般為2-3mm，如果達(dá)3-4mm還可應(yīng)用且不影響效率。

圖1 高速部分流泵結(jié)構(gòu)圖

1-泵殼；2-葉輪；3-擴(kuò)壓管；4-誘導(dǎo)輪；5-高速軸；6-從動齒輪；7-主動齒輪；8-機(jī)械密封；9-座

(2）增速箱  增速箱主要由齒輪構(gòu)成，有一級增速和兩級增速兩種基本類型。為了避免產(chǎn)生軸向力，增速箱齒輪一般采用模數(shù)較小的漸開線直齒輪。由于轉(zhuǎn)速高，因此對齒輪加工精度要求很高，節(jié)距誤差一般為2-3微米，同時齒輪的材料是用特殊鋼經(jīng)滲氮或滲碳處理的。增速箱殼體分成上下兩半，一般用定位銷定位。增速箱外殼用散熱性能好的鋁合金制造。高速軸上的軸承對小功率泵采用巴氏合金軸承，功率在150kW以上用分塊式滑動軸承與端面止推軸承組合。增速箱的潤滑是由自帶油泵把油經(jīng)油過濾器和油冷器送入殼體各個油噴嘴，通過噴嘴將油噴成霧狀，用油霧來潤滑齒輪和軸承。

高速離心泵的特點

1．優(yōu)點

（1)泵和增速箱一般為封閉結(jié)構(gòu)，可以露天安裝使用。

    （2)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、維修方便。

     (3)采用開式葉輪，在運轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生軸向力，因此泵內(nèi)沒有軸向力平衡裝置。

    （4）泵內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器，使泵抽送的液體得以凈化，引向機(jī)械密封以延長密封的壽命。

圖2 部分流泵工作原理圖

1-泵體；2-環(huán)形壓液室；3-葉輪；

4-擴(kuò)壓管；5-噴嘴；6-吸入管

 （5）葉輪與殼體的間隙較大，可用來輸送含固體微粒及高黏度的液體。

（6)采用誘導(dǎo)輪提高泵的進(jìn)液壓力，泵不易產(chǎn)生汽蝕。

2.缺點

加工精度辜求高，制造比較困難。

高速離心泵的檢修

3.1高速離心泵的解體檢查與組裝

1．拆卸順序

1)驅(qū)動裝置拆卸

(1）拆開電動機(jī)的電源線或汽輪機(jī)的進(jìn)出口接管。

（2）拆卸聯(lián)軸器。

(3)拆卸驅(qū)動機(jī)與齒輪箱的連接螺栓，然后吊出驅(qū)動機(jī)。

2)泵體拆卸

（1)拆卸與泵連接的油路、封液、冷卻系統(tǒng)等管線。

(2)拆卸泵蓋螺帽，吊出增速箱、泵端蓋及葉輪等組件。

(3）用百分表測量葉輪徑向圓跳動值。

（4）拆卸葉輪鎖緊螺帽，依次卸開誘導(dǎo)輪、葉輪、機(jī)械密封動環(huán)和軸套。

（5）拆卸機(jī)械密封靜環(huán)組件。

（6）拆卸端蓋螺栓，取出端蓋。

 3）增速箱拆卸

（1)先測量高速軸的軸向竄動量并作記錄。

(2）拆卸增速箱上、下箱體的連接螺栓，取出定位銷釘，用吊具提住上箱體，并用木錘輕輕敲打下箱體使上、下箱體脫離，取出上箱體。

（3)測量上、下箱體中分面的調(diào)整墊片厚度并作記錄。

 (4）依次取出低速軸組件、油泵及限位彈簧、中速軸組和高速軸組件。

2.零部件配合間隙的檢查及組裝調(diào)整

高速離心泵在解體過程中或零部件拆卸下來經(jīng)清洗干凈后，應(yīng)按泵使用維護(hù)說明書要求進(jìn)行檢查、測量、組裝。無要求情況下，對LMV/BMP-311型、LMV-311型及LMV-322型高速泵可按SHS 03044-2004《高速離心泵維護(hù)檢修規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查、測量、組裝。其檢修主要包括如下幾方面內(nèi)容。

1)泵

(1)葉輪、誘導(dǎo)輪在組裝前應(yīng)確認(rèn)葉輪、誘導(dǎo)輪無損傷和變形，在組裝后要確保葉輪徑向圓跳動小于或等于0.38mm，端面圓跳動小于或等于0.15mm。

（2)傳動鍵應(yīng)無損傷和變形。

（3）在組裝時，泵蓋螺栓、葉輪與誘導(dǎo)輪連螺栓、密封組件固定螺栓均采用力矩扳手?jǐn)Q緊，其力矩值應(yīng)符合要求。

2）增速箱

（1)高速軸軸瓦應(yīng)無燒蝕、粘連、磨傷等缺陷，組裝后軸瓦間隙值要符合使用說明書要求。

 (2）推力瓦磨損嚴(yán)重或出現(xiàn)缺陷應(yīng)更換。

 (3）軸承外徑與襯套采用H7/h6配合，磨損后襯套內(nèi)徑應(yīng)不大于0. 068mm；滾動軸承組裝前應(yīng)確認(rèn)無點蝕、疤坑、毛刺等缺陷，且應(yīng)轉(zhuǎn)動自如，組裝后其徑向間隙應(yīng)不大于0.06mm。

(4)低速軸或中間軸上的深槽球軸承必須安裝到位。

(5）組裝軸、齒輪、球軸承時，齒輪、軸承均熱裝，軸頸應(yīng)預(yù)冷，其溫度應(yīng)控制在表1規(guī)定范圍內(nèi)。

表1 高速離心泵軸承加熱、軸頸冷卻溫度

零件

溫度

零件

溫度

齒輪軸頸

-18

滾動軸承

120

  3)高、低速軸

（1)高速軸與葉輪的配合采用K7/h6，磨損后的間隙不大于0.03mm。

 (2）高、低速軸軸線直線度不大于0.Olmm。

 (3）在組裝完畢后，應(yīng)測量高速軸軸向竄動量，確保在0.33 -0.43mm范圍內(nèi)。

4）推力盤

組裝前應(yīng)檢查推力盤的磨損情況，推力盤端面‘徑向圓跳動應(yīng)小于或等于0. 02mm。

5)齒輪

齒輪嚙合表面應(yīng)無明顯點蝕、疤坑、過燒等缺陷，否則應(yīng)更換；齒輪嚙合面用涂色法檢查沿齒寬方向應(yīng)大于80%，沿齒高方向應(yīng)達(dá)55%，兩齒輪嚙合頂間隙用壓鉛法檢查為（0.20-0.30）m，（m為齒輪模數(shù)），兩齒輪軸平行度偏差應(yīng)小于0.025mm。

6）油系統(tǒng)

解體增速箱時，應(yīng)仔細(xì)清洗內(nèi)部油路及油噴嘴，確保油道暢通，油道和噴嘴不允許擴(kuò)大其孔徑。在組裝完畢后，應(yīng)檢查油泵裝配質(zhì)量，其方法為：用手往下按低速軸時應(yīng)具有彈性，否則銷釘未到位；另外，還可以在低速軸聯(lián)軸節(jié)處盤動，看油泵是否工作。

7）密封

機(jī)械密封安裝參照離心泵機(jī)械密封安裝；在裝增速箱低速軸電機(jī)軸封時，為了防止在裝配時損壞密封面，應(yīng)在軸封唇部涂上潤滑脂，在壓人時要用專用工具，不能直接用鐵棒打。

8)花鍵軸

輕微磨損應(yīng)進(jìn)行修理，磨損嚴(yán)重時應(yīng)更換。在組裝時應(yīng)涂適量摻有二硫化鉬的1#極壓鉀基醋。

  9)聯(lián)軸器

聯(lián)軸器軸端距、對中值應(yīng)符合使用說明書要求。

3.2高速離心泵場武退轉(zhuǎn)友故障處理

1.高速離心泵的試運轉(zhuǎn)

1）試運轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作

（1)檢查檢修記錄，確認(rèn)數(shù)據(jù)正確，準(zhǔn)備好試運用的各種記錄表格；

（2)增速箱裝入合格的潤滑油到規(guī)定的油位；

（3)檢查電源、靜電連線和管道連接情況；

 (4)打開油冷卻器水閥，調(diào)節(jié)適當(dāng)水量；

（5）全開泵入口閥，打開密封沖洗液，對采用串聯(lián)密封形式的要打開密封氣閥；

 (6)打開泵出口管線的排氣閥，將泵腔和密封腔內(nèi)氣體排盡；

（7)檢查密封點有無泄漏；

 (8)聯(lián)系電工檢查電機(jī)電阻,并送上電。

2）試運轉(zhuǎn)

（1）電動電機(jī)確認(rèn)旋轉(zhuǎn)方向正確，同時未見異常，則可啟動運行；

（2）啟動后立即調(diào)整出口閥，使壓力、流量達(dá)到正常值，同時檢查電機(jī)電流是否正常；

（3）控制油冷卻器冷卻水量，使油溫保持在60-90之間；

（4）正常運轉(zhuǎn)時齒輪箱內(nèi)置油泵的油壓應(yīng)保持在0.2-0.3Mpa之間，當(dāng)油壓低于0.2Mpa時，齒輪箱切勿運轉(zhuǎn)。

（5）在24h內(nèi)，油壓、油溫、振動、噪音、電流無異常后可進(jìn)行正常運轉(zhuǎn)。振動值不大于2.8mm/s，機(jī)械密封泄漏量不超過1滴/min。

2.高速離心泵的故障處理

高速離心泵常見故障現(xiàn)象、原因及處理方法如表2所示。

表2 高速離心泵常見的故障原因及處理方法

序號

故障現(xiàn)象

故障原因

處理方法

1

無流量或流量不足，

無壓力或壓力不足

泵未充滿

料液蒸發(fā)

入口管漏氣

吸入壓頭低

電機(jī)反轉(zhuǎn)

葉輪裝配不當(dāng)

吸入管線不暢

葉輪背間隙過大

排盡泵內(nèi)氣體

充分冷卻料液

處理管漏氣，防止帶入揮發(fā)性料液

增大吸入壓頭

重新接線

正確安裝葉輪

清理吸入管線

調(diào)整葉輪背間隙

2

壓力波動大

流量過低

吸入壓頭低

流量控制閥失靈

兩臺泵并聯(lián)，同時運轉(zhuǎn)時搶料

旋液分離器嚴(yán)重腐蝕

增大流量（必要時開旁路閥）

增大吸入壓頭

檢修控制閥

停止一臺泵

修理或更換旋液分離器

3

機(jī)械密封漏料或漏油

機(jī)械密封損壞

密封液或料液帶入固體顆粒或雜質(zhì)

輸送低溫料液時帶入水分

檢修機(jī)械密封

換濾網(wǎng)，防止固體顆粒或雜質(zhì)混入

防止帶入分水分，或啟動前在密封腔

內(nèi)灌注防澆灌劑（如乙醇、丙酮等）

4

油封漏油

油封損壞

更換油封

5

增速箱油沫增多

油變質(zhì)

油面過高

油溫過低

換油

減小油量

調(diào)整冷卻水量

6

增速箱油溫過高

油量過多

濾油器堵塞

油冷卻器結(jié)垢或水量不足

放油

更換濾油器

除垢或調(diào)節(jié)水量

7

振動及噪音大

齒輪、軸瓦、軸承等到零件嚴(yán)重磨損

葉輪、誘導(dǎo)輪等嚴(yán)重磨損或腐蝕

吸入料液有氣體或被汽化

解體檢修或更換

修理、更換或校驗動平衡

排除料液中的氣體，降低料溫度

8

齒輪箱內(nèi)潤滑油變成乳狀或濁黃色

潤滑油被水或介質(zhì)污染

檢查并排除

9

油壓過低

油位過低

換熱器泄漏

油嘴、油泵損壞

油濾器過勝

加油

修理或更換

修理或更換

清理

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