【正文】 化工設(shè)備基礎(chǔ)知識化工設(shè)備基礎(chǔ)知識本課程介紹化工生產(chǎn)中各種單元操作中典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理（性能），設(shè)備的操作、維護(hù)及設(shè)備的故障處理?！　⊥ㄟ^學(xué)習(xí)掌握化工生產(chǎn)過程中相應(yīng)的設(shè)備，進(jìn)行正確操作和維護(hù)；提高設(shè)備能力及效率，降低設(shè)備投資及其成本，節(jié)約能源，防止污染及加速新技術(shù)的開發(fā)?！　⊥ㄟ^學(xué)習(xí)掌握化工設(shè)備基礎(chǔ)知識，提高自己對化工設(shè)備知識的運(yùn)用能力。課程簡介及學(xué)習(xí)目的本章學(xué)習(xí)簡介： 流體輸送設(shè)備主要應(yīng)用于為流體提高能量，以便克服輸送過程中沿程的機(jī)械損失，提高位能、提高流體壓強(qiáng)（或減壓）。流體輸送設(shè)備有不同類型，但通常按流體的種類分為液體輸送設(shè)備和氣體輸送設(shè)備。因為流體輸送設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工廠及其它各行業(yè)。故統(tǒng)稱為通用設(shè)備。本章主要介紹化工中常用的流體輸送設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，以便能夠依據(jù)流體流動的有關(guān)原理正確地選擇和使用流體輸送設(shè)備。 (具體來說就是能根據(jù)輸送任務(wù)要求，正確地選擇輸送設(shè)備的類型和規(guī)格，決定輸送設(shè)備在管路中的位置，計算所消耗的功率及其運(yùn)行管理，使輸送設(shè)備能在高效率下可靠地運(yùn)行。 )離心泵的基本部件是高速旋轉(zhuǎn)的 葉輪 和固定的蝸牛形 泵殼 。具有若干個（通常為 6～12個）后彎葉片的葉輪緊固于泵軸上，并隨泵軸由電機(jī)驅(qū)動作高速旋轉(zhuǎn)。葉輪 是直接對泵內(nèi)液體做功的部件，為離心泵的 供能裝置 。泵殼中央的吸入口與吸入管路相連接，吸入管路的底部裝有單向底閥。泵殼側(cè)旁的排出口與裝有調(diào)節(jié)閥門的排出管路相連接。 蝸形泵殼蝸形泵殼 不僅是匯集由葉輪不僅是匯集由葉輪流出液體的部件，而且又是一個流出液體的部件，而且又是一個 轉(zhuǎn)能裝置轉(zhuǎn)能裝置 。 離心泵的工作原理兩個過程：吸入過程和排出過程兩個過程：吸入過程和排出過程當(dāng)離心泵啟動后，泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使預(yù)當(dāng)離心泵啟動后，泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使預(yù)先充灌在葉片間的液體旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體自葉輪中心先充灌在葉片間的液體旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑向運(yùn)動。當(dāng)向外周作徑向運(yùn)動。當(dāng) 液體自葉輪中心甩向外周液體自葉輪中心甩向外周 的同時，的同時， 葉輪中心葉輪中心形成低壓區(qū)（真空），形成低壓區(qū)（真空）， 在貯槽液面與葉輪中心總勢能差的作用下，在貯槽液面與葉輪中心總勢能差的作用下，致使液體被吸進(jìn)葉輪中心。致使液體被吸進(jìn)葉輪中心。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動過程獲得了能量，靜壓能增高，流速增液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動過程獲得了能量，靜壓能增高，流速增大。當(dāng)液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于大。當(dāng)液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于 殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而減速，殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而減速，部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路 。 依靠葉輪的不依靠葉輪的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，液體便連續(xù)地被吸入和排出。液體在離心泵中獲得的機(jī)械斷運(yùn)轉(zhuǎn)，液體便連續(xù)地被吸入和排出。液體在離心泵中獲得的機(jī)械能量最終表現(xiàn)為靜壓能的提高。能量最終表現(xiàn)為靜壓能的提高。離心泵的特性曲線 由于離心泵的種類很多，前述各種泵內(nèi)損失難以估計，使得離心泵的實際特性曲線關(guān)系 、 、 只能靠實驗測定，在泵出廠時列于產(chǎn)品樣本中以供參考。 實驗測出的特性曲線 如圖 所示，圖中有三條曲線，在圖左上角應(yīng)標(biāo)明泵的型號（如 4B20）及轉(zhuǎn)速 ，說明該圖特性曲線是指該型號泵在指定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，若泵的型號或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺離心泵的性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 由圖可見 ： ① 一般離心泵揚(yáng)程 隨流量 的增大而下降（ 很小時可能例外）。當(dāng) =0時，由圖可知 也只能達(dá)到一定數(shù)值，這是離心泵的一個重要特性； ② 軸功率 隨流量增大而增加，當(dāng) 時， 最小。這要求離心泵在啟動時，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，以減小啟動功率，保護(hù)電動機(jī)免因超載而受損； ③ 曲線有極值點(diǎn)（最大值），在此點(diǎn)下操作效率最高 ,能量損失最小。與此點(diǎn)對應(yīng)的流量稱為額定流量。泵的銘牌上即標(biāo)注額定值，泵在管路上操作時，應(yīng)在此點(diǎn)附近操作，一般不應(yīng)低于 92% 。 ? 泵在管路中工作時，由泵的性能曲線和管路特性曲線決定其運(yùn)行工況。? 管路特性 ：管路中通過的流量與所需要消耗的能量之間的關(guān)系特性曲線。而管路輸送所需的外加總壓頭稱管道阻力 Hc。? 　　　　　　 Hc=Hst+?qv178。這就是管路特性曲線方程：當(dāng)流量發(fā)生變化時，阻力也發(fā)生變化 。離心泵的工作點(diǎn)及流量控制　 泵的工作點(diǎn)MA39。A B39。BHBHB39。HA39。HAqvM qvBqvA工作點(diǎn)工作點(diǎn) ：： 將泵的特將泵的特性曲線與管路特性性曲線與管路特性曲線按同一比例繪曲線按同一比例繪制在同一張圖上，制在同一張圖上，則兩條曲線相交于則兩條曲線相交于一點(diǎn)一點(diǎn) M點(diǎn)，點(diǎn)， M點(diǎn)就點(diǎn)就叫作泵在管路中的叫作泵在管路中的工作點(diǎn)。泵在工作點(diǎn)。泵在 M點(diǎn)點(diǎn)工作時能達(dá)到平工作時能達(dá)到平衡、穩(wěn)定衡、穩(wěn)定離心泵工況運(yùn)行的調(diào)節(jié) (流量調(diào)節(jié) )運(yùn)行工況調(diào)節(jié) ：泵在運(yùn)行時，由于外界負(fù)荷的變化而要求改變其工況，用人為的方法改變其工況點(diǎn)。而工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)則是流量的調(diào)節(jié)。離心泵的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)（有三種方法）離心泵的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)（有三種方法）切割外圓法；變速調(diào)節(jié)法；離心泵出口調(diào)節(jié)切割外圓法；變速調(diào)節(jié)法；離心泵出口調(diào)節(jié)法。法。前兩種方法改變了泵的特性曲線，后一種方法前兩種方法改變了泵的特性曲線，后一種方法則改變了泵的管路特性。則改變了泵的管路特性?！「淖儽玫奶匦郧€法：改變泵的特性曲線法：(1)切割葉輪外圓法切割葉輪外圓法 ：葉輪：葉輪切割后直徑變小，可以改切割后直徑變小，可以改變泵的變泵的 qv－－ H曲線，泵的曲線，泵的工作點(diǎn)也隨之改變。用這工作點(diǎn)也隨之改變。用這種方法調(diào)節(jié)流量，一臺基種方法調(diào)節(jié)流量，一臺基本型號的離心泵可配備幾本型號的離心泵可配備幾臺不同直徑的葉輪，可按臺不同直徑的葉輪，可按需選用。此法較經(jīng)濟(jì)。需選用。此法較經(jīng)濟(jì)。? (2)變速調(diào)節(jié) ：在管路特性不變時，用改變轉(zhuǎn)速來改變泵的性能曲線，從而改變它們的工作點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速改變后，揚(yáng)程和流量都會發(fā)生改變，隨著轉(zhuǎn)速的提高，流量和揚(yáng)程都會增大。用此方法來調(diào)節(jié)流量和揚(yáng)程不會產(chǎn)生附加的能量損失，這種方法是最經(jīng)濟(jì)的。但原動機(jī)應(yīng)是可調(diào)速的。一般中小型泵不采用。? 改變管路特性曲線法 ：最常用的方法是 調(diào)節(jié)離心泵的出口開度阻力大小與流量有直接的關(guān)系。用這種方法調(diào)節(jié)流量，有額外的能量損失，是不經(jīng)濟(jì)的。但由于方法簡單，調(diào)節(jié)方便,尤其對于小流量、高揚(yáng)程的離心泵，在啟動瞬間，關(guān)閉出口閥門，還可以減少啟動功率。離心泵的串，并聯(lián)操作? 同型號泵的串聯(lián)? 串聯(lián) :指前一臺泵的出口向另一臺泵或風(fēng)機(jī)的入口輸送流體的工作方式 。 串聯(lián)的目的是在流量相同時增加壓頭。兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚(yáng)程小于泵單獨(dú)工作時揚(yáng)程的 2倍，而大于串聯(lián)前單獨(dú)運(yùn)行的揚(yáng)程，且串聯(lián)后的流量也比一臺泵單獨(dú)工作時大了。組合后，泵的特性曲線由單泵同一 Q下 H的倍數(shù)確定。? 同型號泵的并聯(lián)并聯(lián) ：指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路輸送流體的工作方式。并聯(lián)的目的是在壓頭相同時增加流量。兩臺泵并聯(lián)運(yùn)行時的流量等于并聯(lián)時的各臺泵流量之和，并聯(lián)總流量小于兩單機(jī)單獨(dú)運(yùn)行的流量和，而并聯(lián)后的揚(yáng)程卻比一臺泵單獨(dú)工作時要高些 組合后，泵的特性曲線由單泵同一 H下 Q的倍數(shù)確定。 由組合泵的特性曲線可以看出： 經(jīng)組合后，串聯(lián)未使壓頭翻倍，并聯(lián)未使流量翻倍。而是壓頭、流量均有提高。生產(chǎn)中究竟采用何種組合方式比較經(jīng)濟(jì)合理， 則 決定于管路曲 線 的形狀。 對 于管路特性曲 線較 平坦的低阻管路 (如 圖 中曲 線 a所示 )，采用并 聯(lián)組 合，可 獲 得 較 串 聯(lián)組 合為 高的流量和 壓頭 ； 對 于管路特性曲 線較 陡的高阻管路 (圖 中曲 線 b)，采用串 聯(lián)組合，可 獲 得 較 并 聯(lián)組 合高的流量和 壓頭 。 對 于 值高于單泵所能提供最大壓頭的特定管路，則必須采用串聯(lián)組合方式。離心泵的類型與選用（ 1）離心泵的類型 ① 清水泵 舊型號： B型 新型號： IS型 IS型泵是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn) ISO2858規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計的，其效率比 B型泵平均提高 %。 IS8065160 80—— 泵入口直徑， mm； 65—— 泵出口直徑， mm； 160—— 泵葉輪名義直徑， mm。離心泵的類型與選用 如果要求的壓頭（揚(yáng)程）較高，可采用多級離心泵，其系列代號為 “D” ，其結(jié)構(gòu) 如圖所示 。如要求的流量很大，可采用雙吸收式離心泵，其系列代號 “Sh” 。 ② 耐腐蝕泵， “F” 系列，非 “F” 系列。 ③ 油泵，單吸 “Y” 系列，雙吸式 “YS” 系列。 ④ 液下泵， “FY” 系列。　　　　 ⑤ 屏蔽泵。 ⑥ 雜質(zhì)泵 “P” 系列。離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用（ 2） 離心泵的選用① 根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型。② 確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務(wù)來定，所需壓頭由管路的特性方程來定。③ 根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號。A、查性能表或特性曲線，要求流量和壓頭與管路所需相適應(yīng) 。 B、若生產(chǎn)中流量有變動，以最大流量為準(zhǔn)來查找， H也應(yīng)以最大流量對應(yīng)值查找。 C、若 H和 Q與所需要不符，則應(yīng)在鄰近型號中找 H和Q都稍大一點(diǎn)的 。離心泵的類型與選用 D、若幾個型號都滿足，應(yīng)選一個在操作條件下效率最好的 。 E、為保險，所選泵可以稍大；但若太大，工作點(diǎn)離最高效率點(diǎn)太遠(yuǎn)，則能量利用程度低。 F、若被輸送液體的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)流體相差較大，則應(yīng)對所選泵的特性曲線和參數(shù)進(jìn)行校正，看是否能滿足要求。? 思考：如何正確操作離心泵？開車前要做哪些準(zhǔn)備工作？如何開車、停車？174。檢查地腳螺栓有無松動；174。檢查是否灌好泵，潤滑油是否合格，油液面是否達(dá)到高度；174。檢查冷卻水供應(yīng)情況；174。檢查壓力表、電流表運(yùn)行情況；174。手動盤車數(shù)圈；174。檢查防護(hù)網(wǎng)是否完好。174。待一切完好則可開車。開車前的準(zhǔn)備：開車前的準(zhǔn)備：離心泵的常見故障及處理表 1－ 1離心泵設(shè)備故障及處理措施表表 1－ 2離心泵常見操作事故及防止措施 （ 1）作用原理 如圖所示為曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動的往復(fù)泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活門組成?；钪谕饬ν苿酉伦魍鶑?fù)運(yùn)動，由此改變泵缸內(nèi)的容積和壓強(qiáng)，交替地打開和關(guān)閉吸入、壓出活門，達(dá)到輸送液體的目的。由此可見，往復(fù)泵是通過活柱的往復(fù)運(yùn)動直接以壓強(qiáng)能的形式向液體提供能量的。往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的作用原理和類型（ 2）往復(fù)泵的類型 按照往復(fù)泵的動力來源可分類如下： ① 電動往復(fù)泵 電動往復(fù)泵由電動機(jī)驅(qū)動，是往復(fù)泵中最常見的一種。電動機(jī)通過減速箱和曲柄連桿機(jī)構(gòu)與泵相連，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動。 ② 汽動往復(fù)泵 汽動往復(fù)泵直接由蒸汽機(jī)驅(qū)動，泵的活塞和蒸汽機(jī)的活塞共同連在一根活塞桿上，構(gòu)成一個總的機(jī)組 。 往復(fù)泵的作用原理和類型 按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下： ① 單動往復(fù)泵 活柱往復(fù)一次只吸液一次和排液一次。 ② 雙動往復(fù)泵 活柱兩邊都在工作，每個行程均在吸液和排液。往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)由 知 僅與活塞每次掃過的體積 AS及活塞往復(fù)次數(shù) n關(guān)，而與管路的特性無關(guān)。實際 H不太高時 , 隨 H的變化很小， H大時， 減小。而往復(fù)泵的壓頭則只決定于管路特性曲線與泵的特性曲線的交點(diǎn)（工作點(diǎn)確定）。，（ 1）往復(fù)泵的特性曲線與工作點(diǎn) 往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié) （ 2）流量調(diào)節(jié) ① 用旁路閥調(diào)節(jié)流量 。