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中開泵(中開式循環(huán))又稱之為單級雙吸式離心泵,其主要特征為輸送介質(zhì)的流量大,揚程中開泵運行的工作原理: 葉輪安裝在泵殼內(nèi),并緊固在泵軸上,泵軸由電機直接帶動。泵殼中央有一液體吸入與吸入管連接。液體經(jīng)底閥和吸入管進入泵內(nèi)。泵殼上的液體排出口與排出管連接。 當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速一定時,其壓頭、流量與葉輪直徑有關(guān) 。
中開泵的串、并連調(diào)節(jié)方式:當(dāng)單臺中開泵不能滿足輸送任務(wù)時,可以采用中開泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。用兩臺相同型號的離心泵并聯(lián),雖然壓頭變化不大,但加大了總的輸送流量,并聯(lián)泵的總效率與單臺泵的效率相同;中開泵串聯(lián)時總的壓頭增大,流量變化不大,串聯(lián)泵的總效率與單臺泵效率相同。兩泵并聯(lián)后,流量與壓頭均有所提高,但由于受管路特性曲線制約,管路阻力增大,兩臺泵并聯(lián)的總輸送量等于原單泵輸送量的兩倍。兩泵串聯(lián)后,壓頭與流量也會提高,但兩臺泵串聯(lián)的總壓頭仍小于原單泵壓頭的兩倍。
中開泵的汽蝕:當(dāng)中開泵入口處壓力P1等于或小于同溫度下液體的飽和蒸氣壓PV時,液體發(fā)生汽化,氣泡在高壓作用下,迅速凝聚或破裂產(chǎn)生壓力極大、頻率極高的沖擊,泵體強烈振動并發(fā)出噪聲,液體流量、壓頭(出口壓力)及效率明顯下降。這種現(xiàn)象稱之為中開式離心泵的汽蝕。
中開泵的運行(能量轉(zhuǎn)換):在泵啟動前,泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體;啟動后,葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動,葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下,液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量,以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中,液體由于流道的逐漸擴大而減速,又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,最后以較高的壓力流入排出管道,送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時,在葉輪中心形成了一定的真空,由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力,液體便被連續(xù)壓入葉輪中。可見,只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動,液體便會不斷地被吸入和排出。
中開泵的選用原則
中開泵是一種面大量廣的通用型機械設(shè)備,它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力冶金、礦山、選船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國防各部門,在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。
所謂合理選用中開泵,就是要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說,有以下幾個方面:
1、必須滿足使用流量和揚程的要求,即要求泵的運行工次點(裝置特性曲線與泵的性能曲線的交點)經(jīng)常保持在高效區(qū)間運行,這樣既省動力又不易損壞機件。
2、所選擇的泵既要體積小、重量輕、造價便宜,又要具有良好的特性和較高的效率。
3、具有良好的抗汽蝕性能,運行平穩(wěn)、壽命長。
4、所選泵的工程投資少,運行費用低。
中開泵選型步驟
1、列出中開泵基本數(shù)據(jù):
包括:介質(zhì)的特性,介質(zhì)中所含因體的顆粒直徑、含量多少、介質(zhì)溫度、所需要的流量壓力管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)
二、確定流量揚程
1、流量的確定
a、如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常、最大流量,應(yīng)按最大流量考慮。
b、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,應(yīng)考慮留有一定的余量。
對于ns>100的大流量低其不意揚程泵,流量余量取5%,對ns<50的小流量高揚和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,對質(zhì)量低劣和運行條件惡劣的泵,流量余量應(yīng)取10%。
c、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量,應(yīng)換算成體積流量.
中開泵的結(jié)構(gòu)
S、SH型單級雙吸泵的吸入口與吐出口均在水泵軸心線下方,水平方向與軸線成垂直位置、泵殼.中開,檢修時無需拆卸進水,排出管路及電動機(或其他原動機)從聯(lián)軸器向泵的方向看去,水泵均為逆吋針方向旋轉(zhuǎn)。如根據(jù)用戶特殊訂貨需要也可改為順吋針旋轉(zhuǎn)。
S、SH型單級雙吸泵的主要另件有:泵體、泵蓋、葉輪、軸、雙吸密封環(huán)、軸套、軸承等。除軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼外, 其馀多為鑄鐵制成。
泵體與泵蓋構(gòu)成葉輪的工作室,在進出水法蘭上制有安裝真空表和壓力表的管螺孔,進出水法蘭的下部制有放水的管螺孔。
葉輪經(jīng)過靜平衡校驗,用軸套和兩側(cè)的軸套螺母固定,其軸向位置可以通過軸套螺母進行調(diào)整,葉輪的軸向力利用其葉片的對稱布置達到平衡,可能還有一些剩馀軸向力則同軸端的軸承承受。
泵軸由兩個單列向心球軸承支承,軸承裝在泵體兩端的軸承體內(nèi),用黃油潤滑,雙吸密封環(huán)用以減少水泵壓水室的水漏回吸水室。
水泵通過聯(lián)軸器由電動機直接傳動。
軸封為軟填料密封,為了冷卻潤滑密封腔和防止空氣漏入泵內(nèi),在填料之間有水封環(huán),水泵工作時小量高壓水通過水封管流入填料腔起水封作用。
中開泵的安裝
1、起動與停止:
起動前,轉(zhuǎn)動泵的轉(zhuǎn)子,應(yīng)該輕滑均勻。
② 關(guān)閉出水閘閥,向泵內(nèi)注不(如無底閥則用真空泵抽空引水)要保證泵內(nèi)充滿水.無空氣窩存。
③ 如果泵上裝有真空表或壓力表.要關(guān)閉其與泵相連接的旋基再起動電動機.待轉(zhuǎn)速正常后再打開;然后逐漸打開出水閘閥,如流置過大,可以適當(dāng)?shù)仃P(guān)小閘閥進行調(diào)節(jié);反之流量過小時.將閘閥開大。
④ 均勻地擰緊填料壓蓋上的壓緊螺母,使液體成滴狀漏出.同時注意填料腔處的溫升。
⑤ 當(dāng)停止水泵運轉(zhuǎn)時.要先關(guān)閉真空表及壓力表的旋塞和出水管路上的閘閥.然后關(guān)閉電動機的電源.如
所處環(huán)境的溫度較低時,則應(yīng)將泵體下部的四方螺塞打開.去掉?水.以免凍裂。⑥長期停止使用時.應(yīng)拆開水泵將另件上的水擦干.在加工表面涂上防銹油保管好。
2、運轉(zhuǎn):
① 水泵軸承最高溫度不應(yīng)超過75°C。
② 潤滑軸承用的鈣基黃油的數(shù)量以占軸承體空間的1/3~1/2為宜。
③ 填料磨損吋可適當(dāng)壓緊填料壓蓋.若磨損過多應(yīng)加以更換。
④ 定期柁査眹軸器部件.注意電機軸承溫升。
⑤ 運轉(zhuǎn)過程中.如發(fā)現(xiàn)矂聲或其他不正常的聲音時,應(yīng)立即停車.檢査其原因.加以消除。
⑥ 不得任意提高水泵的轉(zhuǎn)速.但可以降低轉(zhuǎn)速使用.如本型泵額定轉(zhuǎn)速為n流量為Q,揚程為H.軸功率為N,降低轉(zhuǎn)速為n1.降速后流量.揚程.軸功率分別為Q1 、H1和N1.其相互關(guān)系.可用下列公式迸行換算:
Q1=(n1/n)Q H1=(n1/n)²H N1=(n1/n)³N 。
中開泵的效率分析及提升方案
中開泵效率下降的原因
1、由于水流的沖刷,水泵流道內(nèi)壁和葉輪過水面變得粗糙不平,水泵內(nèi)流道的摩阻系數(shù)增大,再加上水在泵內(nèi)的流速很大,水頭損失增加。水力效率降低。
2、由于在泵前投加藥物或水質(zhì)等原因,使泵殼內(nèi)嚴(yán)重積垢或腐蝕。泵殼內(nèi)積垢嚴(yán)重的可以使泵殼壁厚增加2ram左右,而且水泵內(nèi)壁形成垢瘤,使泵體容積縮小、抽水量減少、并且流道粗糙,水頭損失增加。客積效率和水力效率都降低。
3、由于水泵加工工藝造成的鑄造缺陷、汽蝕、磨蝕、腐蝕和化學(xué)浸蝕等原因造成泵流道內(nèi)產(chǎn)生空洞或裂縫,水流動時產(chǎn)生旋渦而造成能量損失。水力效率降低。
4、葉輪表面的汽蝕。由于葉片背水面運行時產(chǎn)生負(fù)壓,當(dāng)壓力Pk<Pva時,產(chǎn)生汽穴和蜂窩表面后,在電化學(xué)腐蝕作用下,使泵葉汽蝕。
5、容積損失和機械損失。由于泵使用時間長,機械磨損產(chǎn)生漏失和阻力增大,使容積效率和機械效率降低。 以上原因,使水泵性能變差。運行效率降低2~5%,嚴(yán)重的可以使水泵效率降低10%以上。
提升中開泵效率的方法
1、采用高分子復(fù)合材料
在水泵工作過程中,泵內(nèi)流動的水受到其與流道和泵葉輪表面的摩擦以及水本身粘度的影響,泵所消耗的能量主要用于抵抗水表面的流動摩擦力及渦流阻力。水在流動過程中所消耗的能量(水頭損失)就是用來克服內(nèi)摩擦力和水與設(shè)備界面的摩擦力。如果泵、葉輪表面光滑(這種表面稱為水力光滑表面)表面阻力較小。消耗能量就小,在水泵過流面和葉輪上噴涂高分子復(fù)合材料,使其表面形成水力光滑表面,超光滑表面涂層表面光潔度是經(jīng)過拋光后不銹鋼的20倍,這種極光滑的表面減少了泵內(nèi)流體的分層,從而減少泵內(nèi)部紊流,降低了泵內(nèi)的容積損失和水力損失,降低了電耗。達到降低水流阻力損失的目的,從而提高水泵的水力效率,同時在一定程度上也可提高機械效率和容積效率。涂層分子結(jié)構(gòu)的致密性,能隔絕空氣、水等介質(zhì)和水泵葉輪母材的接觸,最大程度減少電化學(xué)腐蝕及銹蝕。另外,高分子復(fù)合材料本質(zhì)是高分子聚合物,具有抗化學(xué)腐蝕性,可以提高泵的抗腐蝕性,能大大增強泵抵抗沖蝕和抗腐蝕能力。
2、采用新型密封技術(shù)
水泵在工作過程中有一部分能量損失,其中包括機械磨損、容積損失和水力損失,機械損失是指水泵的軸套密封摩擦、軸承摩擦、葉輪表面與液體摩擦等。采用Blu-Goo超級潤滑劑來降低水泵軸套密封摩擦、軸承摩擦,從而達到提高水泵效率、節(jié)能降耗的目的。其是一種有多種用途的特殊惰性材料,主要用于降低金屬間接觸。作為一種螺紋密封復(fù)合物,該材料在外螺紋和內(nèi)螺紋間形成一個接觸面,可以保護接頭免受摩擦和磨損影響,同時可以承受1407 公斤/平方厘米的壓力,甚至是磨損,腐蝕或錯誤機加工的螺紋面。該產(chǎn)品也是一種極好的齒輪箱添加劑,可以在內(nèi)部件上形成以一層薄膜,從而降低摩擦,齒輪噪音以及泄露。它也明顯降低力矩應(yīng)力,滿足動力減壓需求,可以用于墊圈面或作為一種填料補充,通過密封以防止流體泄露。可以在316℃的溫度下應(yīng)用。