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(lái)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(jí)離心泵，在一般情況下當(dāng)驅(qū)動(dòng)功率超過(guò)160kW時(shí)，采用臥式結(jié)構(gòu)。

2.部分流泵

這是一種開(kāi)式徑向葉片式離心泵，多為立式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)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(guò)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(shí)，液體經(jīng)過(guò)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(kāi)式葉輪，沒(méi)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(méi)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(dòng)齒輪；7-主動(dòng)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(jí)增速和兩級(jí)增速兩種基本類(lèi)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(kāi)線直齒輪。由于轉(zhuǎn)速高，因此對(duì)齒輪加工精度要求很高，節(jié)距誤差一般為2-3微米，同時(shí)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(xiāo)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(duì)小功率泵采用巴氏合金軸承，功率在150kW以上用分塊式滑動(dòng)軸承與端面止推軸承組合。增速箱的潤(rùn)滑是由自帶油泵把油經(jīng)油過(guò)濾器和油冷器送入殼體各個(gè)油噴嘴，通過(guò)噴嘴將油噴成霧狀，用油霧來(lái)潤(rùn)滑齒輪和軸承。

高速離心泵的特點(diǎn)

1．優(yōu)點(diǎn)

（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(kāi)式葉輪，在運(yùn)轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生軸向力，因此泵內(nèi)沒(méi)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(zhǎng)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(lái)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(diǎn)

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(dòng)裝置拆卸

(1）拆開(kāi)電動(dòng)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(dòng)機(jī)與齒輪箱的連接螺栓，然后吊出驅(qū)動(dòng)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(cè)量葉輪徑向圓跳動(dòng)值。

（4）拆卸葉輪鎖緊螺帽，依次卸開(kāi)誘導(dǎo)輪、葉輪、機(jī)械密封動(dòng)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(cè)量高速軸的軸向竄動(dòng)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(xiāo)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(cè)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(guò)程中或零部件拆卸下來(lái)經(jīng)清洗干凈后，應(yīng)按泵使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行檢查、測(cè)量、組裝。無(wú)要求情況下，對(duì)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(cè)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(wú)損傷和變形，在組裝后要確保葉輪徑向圓跳動(dòng)小于或等于0.38mm，端面圓跳動(dòng)小于或等于0.15mm。

（2)傳動(dòng)鍵應(yīng)無(wú)損傷和變形。

（3）在組裝時(shí)，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(wú)燒蝕、粘連、磨傷等缺陷，組裝后軸瓦間隙值要符合使用說(shuō)明書(shū)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(dòng)軸承組裝前應(yīng)確認(rèn)無(wú)點(diǎn)蝕、疤坑、毛刺等缺陷，且應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(cè)量高速軸軸向竄動(dòng)量，確保在0.33 -0.43mm范圍內(nèi)。

4）推力盤(pán)

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

5)齒輪

齒輪嚙合表面應(yīng)無(wú)明顯點(diǎn)蝕、疤坑、過(guò)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(shí)，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(shí)應(yīng)具有彈性，否則銷(xiāo)釘未到位；另外，還可以在低速軸聯(lián)軸節(jié)處盤(pán)動(dòng)，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(shí)，為了防止在裝配時(shí)損壞密封面，應(yīng)在軸封唇部涂上潤(rùn)滑脂，在壓人時(shí)要用專(zhuān)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(shí)應(yīng)更換。在組裝時(shí)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(duì)中值應(yīng)符合使用說(shuō)明書(shū)要求。

3.2高速離心泵場(chǎng)武退轉(zhuǎn)友故障處理

1.高速離心泵的試運(yùn)轉(zhuǎn)

1）試運(yùn)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(yùn)用的各種記錄表格；

（2)增速箱裝入合格的潤(rùn)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(kāi)油冷卻器水閥，調(diào)節(jié)適當(dāng)水量；

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

 (6)打開(kāi)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(diǎn)有無(wú)泄漏；

 (8)聯(lián)系電工檢查電機(jī)電阻,并送上電。

2）試運(yùn)轉(zhuǎn)

（1）電動(dòng)電機(jī)確認(rèn)旋轉(zhuǎn)方向正確，同時(shí)未見(jiàn)異常，則可啟動(dòng)運(yùn)行；

（2）啟動(dòng)后立即調(diào)整出口閥，使壓力、流量達(dá)到正常值，同時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(shí)，齒輪箱切勿運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

2.高速離心泵的故障處理

高速離心泵常見(jiàn)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(jiàn)的故障原因及處理方法

序號(hào)

故障現(xiàn)象

故障原因

處理方法

1

無(wú)流量或流量不足，

無(wú)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(guò)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(dòng)大

流量過(guò)低

吸入壓頭低

流量控制閥失靈

兩臺(tái)泵并聯(lián)，同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)搶料

旋液分離器嚴(yán)重腐蝕

增大流量（必要時(shí)開(kāi)旁路閥）

增大吸入壓頭

檢修控制閥

停止一臺(tái)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?；螂s質(zhì)

輸送低溫料液時(shí)帶入水分

檢修機(jī)械密封

換濾網(wǎng)，防止固體顆?；螂s質(zhì)混入

防止帶入分水分，或啟動(dòng)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(guò)高

油溫過(guò)低

換油

減小油量

調(diào)整冷卻水量

6

增速箱油溫過(guò)高

油量過(guò)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(dòng)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(yàn)動(dòng)平衡

排除料液中的氣體，降低料溫度

8

齒輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油變成乳狀或濁黃色

潤(rùn)滑油被水或介質(zhì)污染

檢查并排除

9

油壓過(guò)低

油位過(guò)低

換熱器泄漏

油嘴、油泵損壞

油濾器過(guò)勝

加油

修理或更換

修理或更換

清理

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