泵的种类及操作技巧(培训教材).doc

泵的种类及操作技巧 (培训教材) 编写:来义强 校核:金光奎 大亚湾核电站运行处 一九九七年十二月 泵的种类及操作技巧 1、泵的种类,一般按工作原理可分为: 离心式泵 叶片式泵 混流泵 轴流泵 往复式泵 回转式泵 ① 离心泵的工作原理是:用叶轮叶片对流体做功,从而使流体经过叶轮后的压能和动能都得到升高,所以能将流体输送到高处和远处.水泵工作中,由于叶轮连续旋转,在叶轮入口处不断形成真空,从而使流体连续不断地由叶轮吸入和排出.图1-1为离心泵的简单结构示意图.离心泵有大流量,高压头的特性,被广泛应用于电站的给水泵等.离心泵的转速一般都很高. ② 轴流式水泵的工作原理是利用升力对流体做功,使其压能和动能得到升高.其结构如图1-2所示.叶轮旋转时,使流体轴向流入,在叶道内获得能量后,经过导流器而轴向流出.轴流泵适用于大流量、低压头,电站中用作循环泵使用. ③ 往复式泵有活塞和隔膜泵,它们都是靠活塞和拉杆在泵缸套内的往复运动来吸入和排出液体的.活塞和拉杆不断往复运动,泵的吸水和压水过程就是连续不断地交替运行.此类泵适用于小流量、高压头,且隔膜有良好的密封和防腐蚀功能,所以常常被电站中用作加药泵和酸碱泵.图1-3,图1-4所示为薄膜泵和往复式泵的示意图.象大亚湾核电站的SIR加药泵、YA的酸碱泵都是隔膜泵. ④ 齿轮泵有一对互相啮合的齿轮,分为固定在主动轴上由原动机驱动的主动轮和装在另一轴上的从动轮.齿轮旋转时,液体沿吸入管进入吸入空间,沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合,然后进入压出管排出.如图1-5和1-6齿轮泵的工作性能稳定.有良好的自吸性,且易于输送粘稠液体,故常作为润滑油泵使用.例如CRF泵的主润滑油泵就属于齿轮泵. 2、水泵的汽蚀: ① 水泵汽蚀的产生:由于各种原因使得水泵入口处的压力低于工作水温的饱和压力,所以引起一部分液体蒸发(即汽化).当汽化发生后,就有许多蒸汽和溶解在水中的气体逸出,形成大量的蒸汽与气体混合的小汽泡.当汽泡从低压区进入高压区后,汽泡在高压作用下而迅速凝结而破裂.在汽泡破裂的瞬间,水以极高的速度流向原汽泡占有的空间,形成一个极强的冲击力.这个连续的局部冲击负荷,会使材料的表面逐渐疲劳损坏,引起金属表面的剥蚀,进而形成大小蜂窝状蚀洞,另外,由液体中逸出的氧气等,借助汽泡凝结时所放出的热量,对金属起化学腐蚀作用.汽泡的形成发展和破裂以至材料受到破坏的整个过程,称为汽蚀现象. ② 汽蚀的后果 — 材料的破坏:汽蚀发生时,由于机械剥蚀与化学腐蚀的双重作用,使材料受到破坏.图2-1为一受到汽蚀破坏的离心泵叶轮. — 噪音和振动:由于汽泡破裂,高速冲出引起的严重噪声.水泵发生汽蚀时带来的声音一般为噼噼啪啪的爆裂声响.再者,汽蚀过程本身为一种反复冲出、凝结的过程,伴随着很大的脉动力.如果这些脉动力的某一频率与设备的自有频率相等,就会引起水泵强烈的振动. — 效率下降:汽蚀严重时,由于有大量汽泡存在而堵塞了流动面积,导致扬程下降、流量减少. ③ 汽蚀的防止和避免 — 尽量降低水泵的布置高度来提高水泵入口的静压头. — 采用双吸式叶轮. — 适当降低泵的转速(如:APP、APA泵的增压泵). — 使用特殊材料制成的叶轮(如:不锈钢叶轮). 3、轴向推力的产生及平衡 ① 轴向推力的产生:单吸泵在运行时,由于作用在叶轮两侧的压力不相等,因些产生了一个指向泵吸入口并与轴平行的轴向推力,对立式泵而言还外加一轴泵重量引起的向下的力.轴向推力的数值很大,会使整个转子压向吸入口,对泵的正常运行十分有害. ② 轴向推力的平衡: — 双吸式叶轮(仅对单级泵而言).双吸式叶轮由于左右结构对称,理论上不产生轴向力.但由于制造上的误差、双侧密封环磨损、泄漏的程度不同,会产生残余的轴向推力.为平衡这部分剩余轴向推力,大都同时使用推力轴承.如APP的增压泵和压力泵均为单级双吸式叶轮,在两泵的非驱动端同时装有双向推力轴承.图3-1. — 多级泵可采用对称布置的方法: 若多级泵的级数为偶数,则可使其背靠背或面对面的串联在一根轴上,但用这种方法不能完全平衡轴向力,还需装设推力轴承来承受剩余的轴向力.图3-2. — 平衡盘、平衡孔和推力轴承: 平衡盘和平衡孔的平衡原理示意图如图3-3、3-4.另外,目前一些大型小泵仅使用推力轴承来平衡轴向推力.例如,我们厂的CRF循环水泵就是靠一单向的推力轴承来平衡轴向推力的. 4、水泵的轴端密封 泵轴穿过泵壳,所以造成动静部分有间隙存在,泵内液体就会泄漏到泵外.若泄漏出的液体有毒,具腐蚀性,则会污染环境;倘若吸入口是真空,则会使空气漏入泵内,严重威胁泵的正常工作.为了减少泄漏,一般在动静部分间隙处装有轴端密封装置.使用较为普遍的有填料密封和机械密封两种. ① 填料密封: 靠填料和轴(或轴套)的表面接触来实