第三節　泵

泵是用來輸送液體并提高其壓力的機器。作為液體輸送設備，泵在國民經濟的各個部門得到了廣泛的應用。例如，農業的灌溉和排澇，城市的給排水，機械工業中機器的潤滑和冷卻，熱電廠的供水和灰渣的排除，原子能發電站中輸送具有放射性的液體等。

一、概述

泵以一定的方式將來自原動機的機械能傳遞給進入（吸入或灌入）泵內的被送液體，使液體的能量（位能、壓力能或動能）增大，依靠泵內被送液體與液體接納處（即輸送液體的目的地）之間的能量差，將被送液體壓送到液體接納處，從而完成對液體的輸送。

在石油化工生產中，泵的使用更加廣泛?；どa中的原料、半成品和成品大多是液體，將原料制成產品時，需要經過復雜的工藝過程，泵起了提供壓力及流量的作用。如果把管路比作人體的血管，那么泵就好比是人體的心臟。可見，泵在化工生產過程中占有極其重要的地位，是保證化工生產連續、安全生產的重要機器之一。

（一）石油化工生產對泵的特殊要求

1.能滿足化工工藝需求

泵在石油化工生產流程中，除起著輸送物料的作用外，它還向系統提供必要的物料量，使化學反應得到物料平衡，并滿足化學反應所需的壓力。在生產規模不變的情況下，要求泵的流量及揚程要相對穩定，一旦因某種因素影響，生產發生波動時，泵的流量及出口壓力也能隨之變動，且具有較高的效率。

2.耐高溫、低溫

石油化工用泵處理的高溫介質溫度可達500℃，輸送的低溫介質種類也很多，如液態氧、液態氮、液態氬、液態天然氣、液態氫等，這些介質的溫度都很低，如輸送液態氧的溫度約為-183℃。作為輸送高溫與低溫介質的化工用泵，其用材必須在正常室溫、現場溫度和最后的輸送溫度下都具有足夠的強度和穩定性。

3.耐腐蝕

石油化工用泵所輸送的介質，包括原料、產品、中間產物，多數具有腐蝕性。如果泵的材料選用不當，在泵工作時，零部件就會被腐蝕失效。

4.耐磨損

石油化工用泵的磨損，是由輸送高速液流中含有懸浮固體造成的。化工用泵的磨損破壞，往往會加劇介質腐蝕，因不少金屬及合金的耐腐蝕能力是依靠表面的鈍化膜，一旦鈍化膜被磨損掉，則金屬便處于活化狀態，腐蝕情況就會很快惡化。

5.無泄漏或少泄漏

石油化工用泵輸送的液體介質，多數具有易燃、易爆、有毒的特性，有的介質含有放射性元素，有的介質價格昂貴。這些介質如果從泵中漏入大氣，可能造成火災、環境污染、人體的傷害或造成很大浪費。因此，化工用泵要求無泄漏或少泄漏。

6.能輸送臨界狀態的液體

石油化工用泵有時輸送臨界狀態的液體，液體往往會在泵內汽化，易于產生汽蝕破壞，這就要求泵具有較高的抗汽蝕性能。

7.運行可靠

石油化工用泵的運行可靠，包括兩方面內容：長周期運行不出故障及運行中各種參數平穩。

運行可靠對石油化工生產極為重要，如果泵經常發生故障，不但造成經常停產，影響經濟效益，有時會造成化工系統的安全事故。例如，輸送熱載體的油泵運行中突然停止，而這時的加熱爐來不及熄火，有可能造成爐管過熱，甚至爆裂引起火災。

（二）泵的分類

1.按照工作原理、結構分類

（1）葉輪式泵　依靠旋轉的葉輪對液體的動力作用，把能量連續傳遞給液體，使液體的速度能和壓力能增加，隨后通過壓出室將大部分速度能轉換為壓力能。

（2）容積式泵　利用工作室容積周期性變化，把能量傳遞給液體，使液體的壓力增加，來達到輸送的目的。

（3）其他形式泵　有利用電磁力輸送電導體流體的電磁泵，利用流體能量來輸送液體的泵，如噴射泵、酸蛋，還有空氣揚水泵等。

2.按輸送介質分類

（1）水泵　清水泵、鍋爐給水泵、凝水泵、熱水泵等。

（2）耐腐蝕泵　不銹鋼泵、高硅鑄鐵泵、陶瓷耐酸泵、不透性石墨泵、襯硬膠泵、硬聚氯乙烯泵、屏蔽泵、隔膜泵、鈦泵等。

（3）雜質泵　漿液泵、砂泵、污水泵、煤粉泵、灰渣泵等。

（4）油泵　冷油泵、熱油泵、油漿泵、液態烴泵等。

3.按使用條件分類

（1）大流量泵與微流量泵　流量分別為300m³/min與0.01L/h。

（2）高溫泵與低溫泵　高溫達500℃，低溫至-253℃。

（3）高壓泵與低壓泵　高壓達200MPa，低壓至2.66～10.66kPa。

（4）高速泵與低速泵　高速達24000r/min，低速為5～10r/min。

（5）高黏度泵　黏度達數萬泊（1P=0.1Pa·s）。

（6）計量泵　流量的計量精度達±0.3%。

在石油化工廠中，葉輪式泵占絕大多數，達80%以上，但高低壓聚乙烯裝置中容積式泵居多，為57%～66%。

二、離心泵

（一）工作原理和適用范圍

1.工作原理

離心泵由葉輪、蝸室、吸入室、壓出室、軸和軸封等組成，如圖3-18所示。

被送液體經吸入室進入泵內，并充滿泵腔，原動機驅動軸帶動葉輪旋轉，葉輪的葉片帶動被送液體與葉輪一起旋轉，在離心力的作用下，被送液體由葉輪中心向葉輪邊緣流動，其速度（動能）逐漸增大，在流出葉輪的瞬間其速度最大，然后進入蝸室，被送液體速度逐步降低，將大部分動能轉換為壓力能，再經壓出管進一步降低速度，被送液體的壓力繼續升高，達到需要的壓力后將液體壓入泵的排出管路。當液體由葉輪中心流向葉輪邊緣后，葉輪中心呈現低壓狀態，泵外的液體在泵外與葉輪中心部分的壓差作用下進入泵內，再由葉輪中心流向葉輪邊緣。如此葉輪連續旋轉，泵連續地吸入和壓出被送液體，完成對液體的輸送。

只有在泵腔內充滿液體時，液體從葉輪中心流向邊緣后，在葉輪中心部分才能形成低壓區，泵才能正常和連續地輸送液體。為此，離心泵啟動前，必須將泵內充滿液體，稱作灌泵。

2.特點和適用范圍

（1）特點

①當離心泵的工況點確定后，離心泵的流量和揚程（當吸入壓力一定時，即為離心泵的排出壓力）是穩定的，無流量和壓力脈動。

②離心泵的流量和揚程之間存在著函數關系。當離心泵的流量（或揚程）一定時，只能有一個相對應的揚程（或流量）值。

③離心泵的流量不是恒定的，隨其排出管路系統的特性不同而不同。

④離心泵的效率因其流量和揚程而異。大流量、低揚程時，效率較高，可達80%；小流量、高揚程時效率較低，甚至只有百分之幾。

⑤一般離心泵無自吸能力，啟動前需灌泵。

⑥離心泵可用旁路回流、出口節流或改變轉速來調節流量。

⑦離心泵結構簡單、體積小、質量輕、易損件少，安裝、維修方便。

（2）適用范圍　離心泵的流量和揚程范圍較寬，一般離心泵的流量為1.6～30000m³/h，揚程為10～2600m。

國產離心泵的流量和揚程范圍如表3-13所示。

離心泵的工況點確定后，其流量和排出壓力穩定、無脈動，非常適合在穩定工況下，長期連續運轉的石油化工、煉油等生產裝置，因此，離心式化工流程泵是大型化肥、乙烯等生產裝置中使用數量最多的泵型。

（二）離心泵結構

1.臥式單級單吸離心泵

臥式單級單吸離心泵的泵軸中心線為水平方向，且只有一只葉輪、葉輪只有一個吸入口的離心泵，在石油化工生產裝置中應用的數量最多，一般用于石油化工生產的進料泵、回流泵、循環泵和產品泵等。

2.臥式單級雙吸離心泵

臥式單級雙吸離心泵的泵軸中心線為水平方向，且僅有一只葉輪，葉輪有兩個吸入口，分別在葉輪的兩端面上。泵運行時兩個吸入口同時吸入液體，可增大葉輪吸入口的面積、減小被送液體進入葉輪時流速，有利于防止發生汽蝕現象，因而多用于大流量工況，其流量可達每小時幾萬立方米，在石油化工生產中常用作回流泵、塔底泵及冷卻塔水泵等。

3.臥式多級離心泵

泵軸中心線為水平方向，軸上裝有數個相同的葉輪，泵的揚程為各葉輪的揚程與葉輪個數的乘積。多級離心泵多用于高排壓的工況，其排出壓力可達幾十兆帕；也用于小流量、高揚程的工況，可提高效率。

4.立式離心泵

立式離心泵的泵軸中心線為豎直方向，根據揚程不同采用不同的級數，石油化工用立式離心泵一般從單級到二十余級。立式離心泵的吸入口在下端，排出口在上端，適用于輸送低沸點的液體和過冷氣體。當輸送過程中可能有部分液體汽化時，氣體將集中于泵的上部，便于排出，不會影響泵的性能和正常運行；泵的吸入口在泵的下端，在化工裝置中一般位于地坑中，特別是有關標準規范規定，立式離心泵其安裝基礎的頂面為NPSH計算準面，故可得到較大的NPSHa值，有利于防止汽蝕現象發生。

石油化工生產中，立式離心泵主要用于輸送液氨、液態烴（甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等）、液氧、液氮等物料的產品泵、給料泵、塔底泵和回流泵等。

5.液下泵

液下泵屬于立式離心泵的一種。泵浸沒在被送液體中運行，被送液體不會漏入大氣，不需要有防止液體漏入大氣的軸封（填料或機械密封），泵結構簡單，啟動前亦不需要灌泵。

液下泵主要用來輸送高溫液體，熔融物料，酸、堿等強腐蝕性液體；在石油化工生產中主要用作給料泵、循環泵。補給泵和排污泵等。

6.管道泵

管道泵屬于立式離心泵的一種，泵的吸入口和排出口法蘭中心線與泵軸中心線在同一鉛垂面內，且與泵軸中心線垂直，可以不用彎頭直接連接在管路上。小型管道泵可直接由管道支承；大型管道泵以底部的支座來支承。

管道泵在石油化工生產中主要用于直接安裝于設備上或管路上的液體料物輸送泵、接力（增壓）泵、循環泵等。

7.自吸式離心泵

自吸式離心泵第一次啟動前需要進行灌泵，以后再次啟動時不需再灌泵，能夠利用停泵后留在泵的液體的循環，逐步排出泵內和吸入管路中的氣體，達到正常輸液。自吸泵的吸入口高于葉輪中心線，且有較大的吸入室，可留存以后再啟動時用于灌滿泵腔的液體；在泵的排出管設有氣液分離室排出氣體，并使液體回流到泵吸入室內循環使用。

在石油化工生產中，自吸式離心泵主要用于輸送高溫、有毒、強腐蝕性等液體。

（三）離心泵檢修

1.檢修要點

（1）檢修內容　離心泵的檢修內容根據檢修深度不同分為小修、中修、大修三個類別，內容如表3-14所示。對于具體結構的泵會有所增減。

（2）常見故障和處理方法　常見故障和處理方法，表3-15所示。

2.零部件檢修

（1）泵體和導輪

①泵體　大多數離心泵泵體的主要部分是蝸殼。對于有導輪的多級泵，其泵體是指在導輪外圍的圓筒形殼體。泵體檢修要求如下。

a.泵體應無裂紋　渦旋室及液體流通內壁應光滑、無坑蝕、沖刷等致使壁厚減薄。

b.若發現裂紋，在不承壓或無密封作用的部位，則可在裂紋兩端距端點5～10mm處鉆止裂孔?5～6mm（壁厚大于6mm，鉆孔?7～8mm），以防裂紋擴大；在承壓部位，則應在鉆孔后按有關技術標準補焊。

c.泵體安裝水平度　單級或多級單吸式離心泵，沿軸方向為0.05mm/m，垂直于軸的橫向為0.10mm/m；雙吸式離心泵，沿軸向及橫向均為0.05mm/m。

d.多級泵各段泵體接合面平行度為0.1mm/m，接合面與凸緣應無毛刺及碰撞變形。

e.泵體與葉輪密封環的配合采用H7/h6。

f.推薦采用壓鉛法確定雙吸泵中分面的墊片厚度，使上部殼體裝好后內件既不間隙過大也不受擠壓，盤車時內件無卡澀。

g.有軸向膨脹滑銷的離心泵，滑銷與銷槽應平滑、無毛刺。

②導輪　導輪主要用于多級離心泵，有正向導葉與反向導葉組，其作用和蝸殼一樣，用以收集液體并起轉能擴壓作用，其檢修要求如下。

a.檢查液體流通壁面是否光滑，有無沖刷溝槽及裂紋等缺陷。

b.導輪的葉片應無缺損和開裂，若損傷嚴重應更換導輪。

c.導輪密封面應無凸起或壓痕等缺陷，若發現這種缺陷應修復。

d.每級導輪的軸向與徑向配合應松緊適度，符合原設計要求，且無沖蝕溝槽。

e.檢查、清洗各級導輪密封環，應無污垢、沖蝕、毛刺、裂紋、偏磨等缺陷。

（2）轉子組件　轉子組件包括轉軸、葉輪、軸套、平衡盤等。

①轉軸

a.轉軸表面不得有裂紋、傷痕和銹蝕等缺陷。當軸已產生裂紋，或存在嚴重磨損或銹蝕，或軸已嚴重彎曲，則應更換轉軸。

b.軸頸磨損較嚴重時，可用電鍍、噴鍍、刷鍍等方法修復。

c.轉軸與葉輪、軸套配合部位公差用h6，與滾動軸承配合部位用js6或k6，與聯軸器配合部位用js6。軸配合部位的圓度與圓柱度應不大于其直徑公差的一半。

d.軸表面粗糙度　裝配葉輪、軸套和滾動軸承處R_a=1.6μm；裝配滑動軸承處R_a=0.8μm；裝配聯軸器處R_a=3.2μm。

e.以兩軸承處軸頸為基準，用百分表檢查葉輪、軸套及聯軸器等裝配部位軸的徑向跳動，其值不得大于0.03mm。

f.鍵槽中心線對轉軸中心線的偏移量不大于0.06mm，歪斜不大于0.03mm/100mm。

g.鍵槽磨損后可適當加大，但最大只能按標準增大一級；若結構上允許，可在原鍵槽的90°或120°方向另開鍵槽。

②葉輪

a.葉輪表面及液體流道內壁應清理潔凈，不能有黏砂、毛刺和污垢，流道入口處加工面與非加工面銜接應圓滑過渡。

b.葉輪和軸的配合一般采用H7/h6。

c.有下列情況之一應更換新葉輪：葉輪表面出現裂紋；葉輪表面因腐蝕、浸蝕或汽蝕而形成較多孔眼；葉輪蓋板及葉片因沖刷減薄，影響強度；葉輪密封環發生嚴重偏磨，無法修復。

d.新裝葉輪必須經過靜平衡，不平衡量不大于表3-16中的數值。靜平衡超差用去重法從葉輪兩側切削，切去的厚度應在葉輪原壁厚的1/3以內，切削部位與未切削處應平滑相接。

e.葉輪腐蝕不嚴重或砂眼不多時，可以用補焊修復。

③軸套

a.軸套不允許有裂紋，外圓表面不得有砂眼、氣孔、疏松等缺陷。表面粗糙度R_a=1.6μm。

b.軸套端面與軸線的垂直度不大于0.02mm。

c.軸套與軸的配合采用H8/h8或H9/h9。

d.軸套磨損較大時應進行更換。

④平衡盤裝置　平衡盤裝置用于葉輪非對稱布置的分段式多級離心泵，作用是平衡轉子的軸向力。

a.平衡盤與平衡接觸的平面應接觸良好，表面粗糙度R_a=1.6μm。當接觸面磨損成凹凸不平時，可先用著色法在平板上刮研，最后將平衡環與平衡盤裝到泵上進行配研，直至整個圓周平面都能接觸。

b.當平衡盤與平衡環的端面間隙為0.10～0.20mm時，葉輪流道的出口應與導輪流道正對。

c.平衡環、平衡盤與平衡套磨損嚴重時，應更換新件。

⑤轉子組件組裝

a.葉輪、平衡盤與軸的配合采用H7/h6。

b.軸套、間隔套與軸不能采用同一種材料，其間的配合采用H9/h9。

c.多級離心泵轉子在預組裝時，應測量各級葉輪的間距和總間隔，誤差均應不超過±1mm，超過時應調整間隔套長度，或者修正輪轂長度。

d.檢查葉輪吸入口處外圓的徑向圓跳動，其值列于表3-17中。

e.軸套、間隔套與葉輪輪轂的徑向圓跳動列于表3-18中；平衡盤輪轂徑向圓跳動和端面圓跳動列于表3-19中。

f.葉輪密封部位與密封環的直徑間隙因密封環材料不同選取不同數值，詳見相關國家標準。而四周間隙應保持均勻。

g.鍵與鍵槽側面應接合緊密，不允許加墊，鍵頂部間隙可為0.1～0.4mm。

h.對于轉速n≥2950r/min，流量Q≥150m³/h的多級泵，在轉子預組裝后應按GB/T 3215做動平衡試驗。

（3）軸承　離心泵所采用的軸承大部分都是滾動軸承，少數也有用滑動軸承的。

滾動軸承是離心泵的易損零件，損壞后應立即更換，不加修復。

由于離心泵轉速相對較低，滑動徑向軸承多采用整體式或水平剖分式圓軸承，而止推滑動軸承則采用板式或活動多塊式軸承（如米契爾軸承和金斯伯雷軸承）。板式止推軸承較簡單，米契爾軸承與金斯伯雷軸承的檢修要求，與離心式壓縮機中所采用的該型軸承相同。

①滾動軸承

a.有以下損壞情況之一應更換軸承：內、外圈滾道產生傷痕、裂紋；內、外圈磨損嚴重；滾動體因腐蝕、疲勞產生坑點；滾動體膠合；保持架損壞等。

b.軸承壓蓋與軸承端面的間隙不能大于0.1mm。

c.與軸承配合的軸頸與軸承座的尺寸公差應符合圖樣要求。

d.拆卸軸承應使用專用的拆卸工具，如拉出器和壓力機等；安裝軸承要用短管套在軸上，用手錘輕打短管使其撞擊內圈，不得用手錘直接敲擊軸承。如果需要加熱裝配軸承，應在油浴中加熱，嚴禁直接火焰加熱。

e.對于裝帶油環的軸承裝置，應檢查帶油環變形、磨損及斷裂等情況，存在問題時應更換帶油環。

②滑動軸承

a.軸承合金層應接合緊密牢固，不能脫殼并無裂紋、氣孔等缺陷；軸瓦表面應光潔，無傷痕和坑點。

b.用涂色法檢查下瓦與軸頸的接觸情況，接觸角為60°～90°，并沿軸向接觸均勻，每平方厘米接觸2～4點，接觸面積不小于80%。

c.用壓鉛法檢測瓦背過盈量（軸瓦緊力），過盈為0.02～0.04mm；瓦背與瓦座應均勻接觸，下瓦接觸面積不小于60%，上瓦接觸面積為50%。

d.用壓鉛法或抬軸法測量軸承的徑向間隙。如果頂間隙太小，可以在上下瓦接合面之間加墊調整，若頂間隙太大，則需減去原有的墊片或重換新瓦。

（4）密封裝置

①填料函密封　填料函密封中液封環是借引入壓力水或其他液體起液封作用，并冷卻潤滑填料。石油化工用泵的密封填料要能耐介質腐蝕，具有一定強度、彈性與塑性，能適應介質的溫度。

填料函密封的檢修要求如下。

a.裝填料處的軸頸或軸套表面應光滑，表面粗糙度R_a不得大于1.6μm。

b.底襯套和填料壓蓋與軸或軸套的直徑間隙按表3-20選取。

c.液封環與填料函外殼內壁的直徑間隙為0.15～0.20mm；液封環與軸或軸套的直徑間隙應按表3-20中的數值相應增大0.3～0.5mm。

d.各圈填料應切成斜口對接（斜口一般為45°），相鄰兩圈填料切口應錯開至少90°；填料圈數較多時，應裝填一圈，壓緊一圈。

e.壓蓋壓入填料函的深度應為0.5～1圈填料高度，最小不得小于5mm。壓蓋不得歪斜，松緊要適度。

f.液封環上的環形槽應對準填料函外殼的液封孔或略向外偏。

②機械密封　離心泵用機械密封的故障及處理方法如表3-21所示。

機械密封檢修要求如下：

a.機械密封處軸或軸套表面不得有銹斑、裂紋等缺陷，要求表面粗糙度R_a=1.6μm。

b.安裝機械密封的形位公差應符合相關規程的要求。

c.帶大彈簧的機械密封，彈簧的螺旋方向應與泵軸的轉動方向相反。

d.動、靜環摩擦面上出現劃痕和不平整時，可進行重新研磨、拋光修復。

e.動環裝好后，必須保證軸向移動靈活。將動環壓向彈簧，能自由彈回為準。

f.壓蓋應在聯軸器找正后上緊，壓蓋螺栓要均勻上緊，防止壓蓋偏斜。

g.當出現下述情況時須更換新件：動、靜環摩擦面上出現裂紋或磨損嚴重；彈簧銹蝕、斷裂或彈力不足；軸套磨損較大或出現溝痕；O形密封環每次檢修都應全部更換。

（5）聯軸器　離心泵最常用的聯軸器有彈性柱銷聯軸器和彈性套柱銷聯軸器。傳遞動力較大，轉速較高的離心泵多采用齒輪聯軸器。

①彈性柱銷聯軸器與彈性套柱銷聯軸器的檢修

a.檢查聯軸器表面有無裂紋、缺損、傷痕等缺陷，若有裂紋或損壞嚴重應進行更換。

b.裝入聯軸器中的同類型彈性柱銷及各彈性元件的質量應該相同；彈性元件磨損變形較嚴重時應更換新件；含膠皮圈的半聯軸器應裝在從動側。

c.柱銷及彈性元件應對稱配套更換。

②齒輪聯軸器的檢修　可酌情參閱本篇離心式壓縮機中齒輪聯軸器的檢修內容。由于離心泵的轉速低于離心式壓縮機，檢修中的有關要求可以適當降低。

a.主要是檢查齒面的嚙合情況，接觸面積沿齒高不小于50%，沿齒寬不小于70%；齒面及齒根若發現有嚴重點蝕、磨損及裂紋等缺陷應更換聯軸器。

b.聯軸器的螺栓應進行無損探傷；螺栓與螺孔配合應緊密；更換螺栓、螺母應該成套更換，若更換個別螺栓組件，則其質量與原螺栓組件相差不應超過1g。

c.更換聯軸器組件，首先應檢查新件外齒輪轂孔直徑和鍵槽尺寸是否符合圖樣要求，外齒輪轂孔與軸的接觸情況是否良好，用涂色法檢查接觸面積應大于80%。

d.拆卸聯軸器應使用專用工具，不可用手錘或其他工具直接敲擊。

e.組裝聯軸器時各零部件應徹底清洗檢查，并重新更換油脂；中間接筒應按拆卸時的標記進行組裝，并均勻擰緊連接螺栓；裝好中間接筒后，測量軸向竄動量應為3～5mm。

3.組裝和調整注意事項

（1）多級離心泵

①在進行總裝前，轉子組件要進行預組裝，測量各部位數據，檢查是否符合要求。

②對有熱膨脹要求的轉子，在組裝最后一級葉輪后，根據此葉輪輪轂與平衡盤輪轂之間的軸向距離，確定其間定距套的軸向尺寸，應使其與葉輪輪轂和平衡盤輪轂的軸向間隙之和為0.3～0.5mm。

③在組裝之初，拉緊螺栓只能略為預緊，待整臺泵在現場完全就位后，根據所需緊力將螺栓緊固，緊固時，一定要對稱均勻用力。

④轉子與泵殼的同軸度要精心調整。這種調整是通過兩端軸承座上的調節螺釘來實現的。在調節上下方向的同軸度時，可以有意識將轉子中心偏離泵殼中心下方0.03～0.05mm，以補償運行時軸瓦內油楔托起轉子。

（2）單級雙吸水平剖分式離心泵

①所有密封墊、螺紋處要涂鉛粉油。

②裝液封圈時要注意它的軸向位置，要使液封圈外圓的環形槽對準填料函的進液孔。

③滾動軸承壓蓋上的缺口要對準軸承箱上的進油孔。

④填料要事先制成填料環，一道一道地加入填料函，每加一道壓緊一道。

⑤與軸組裝的軸套、軸承和聯軸器，先用機械油煮浴，油溫慢慢升高，控制適當溫度范圍，時間不妨長一些，待被加熱零件脹透后再組裝。

⑥兩端軸承內圈與軸肩之間有軸承擋圈，軸承擋圈的厚度應適當，以保證轉子與泵殼之間各部位有一定的軸向間隙，使之轉動靈活。泵體密封環與葉輪吸入口的軸向間隙，左右兩側應相等；葉輪流道出口中心線與泵殼中心線應重合。

（3）單級單吸懸臂式離心泵

①組裝好后，要求葉輪流道中心線與泵殼流道中心線重合，偏差不大于0.5mm。若不符合要求，可調整輪轂與軸肩端面之間的墊片厚度，或者將軸套端面光刀。

②葉輪吸入口端面與泵蓋之間的軸向間隙，可用泵蓋與泵體之間的墊片厚度來調整。

三、往復泵

（一）往復泵的應用與分類

往復泵在近代工業的發展中顯得越來越重要，特別在高壓小流量和計量應用范圍內有著其他泵不可替代的作用。

在石油化工生產中，往復泵占有重要地位。如現代尿素生產中使用的甲胺泵，是尿素生產的關鍵設備。

計量泵大多是往復泵。在自動控制程度高的石油化工流程中具有特殊的地位。如乙烯生產裝置用的往復泵基本全是計量泵。

機械制造工業中，往復泵作為各種動力機械也得到廣泛應用。如自由鍛造水壓機所用的往復泵。

此外，往復泵還廣泛應用于造船工業，國防軍事工業，采礦工業，造紙、醫藥、食品等工業中。

目前，應用的往復泵類型繁多，各有特點，大體可分為以下幾類。

1.活塞（柱塞）泵

（1）單作用泵　活塞（柱塞）往復一次，吸入、排出各一次。單作用泵主要采用柱塞泵，而活塞泵用得較少。

（2）雙作用泵　活塞（柱塞）往復一次，吸入、排出各兩次。雙作用泵主要采用活塞泵，而柱塞泵較少用。

活塞泵一般用于中、低壓，大流量工況，而柱塞泵一般用于高壓、小流量工況。

2.隔膜泵

（1）機械傳動隔膜泵：隔膜由往復運動的活塞桿直接推動。

（2）液壓傳動隔膜泵：隔膜由活塞（柱塞）造成的油壓推動，可用于低、中、高壓工況。

隔膜泵往復運動零件與輸送介質被隔膜隔開，而隔膜與液缸之間的密封則是靜密封，因此可以保證絕對不漏，適用于輸送易燃、易爆、有毒以及貴重液體，也適用于輸送含雜質的液體。

為防止隔膜破壞，造成事故，可采用雙隔膜泵，中間液體必須選擇與輸送介質混合時不發生危險的液體。按結構分類的隔膜泵的基本結構示意如圖3-19所示。

（二）往復泵的工作原理

往復泵一般由兩部分組成，一部分為實現機械能轉換為壓力能的工作機構，稱為液端的液缸部分；另一部分為將動力能傳遞給液力端的傳動部分，稱為動力端。

液端由液缸中裝有活塞和控制液體單向流動的吸入閥和排出閥組成。傳動端由曲柄、連桿、十字頭組成。曲柄旋轉活塞作往復運動，當液缸容積增大時缸內壓力低于吸入罐內的壓力時形成壓力差，流體在壓力差的作用下克服管路和吸入閥等部件的阻力進入液缸中，此時排出閥關閉；當液缸容積減少時液體被擠壓，壓力升高，缸內流體的壓力大于排液罐內的壓力時，排出閥被打開，流體克服排出閥和排出管路的阻力流入排出罐。往復泵就是這樣間歇循環的吸入和排出液體，周而復始地工作。

四、齒輪泵

齒輪泵的主要工作部件是一對相互嚙合的齒輪，可為內嚙合、外嚙合、直齒、斜齒等多種形式。其中應用較多的是外嚙合圓柱直齒輪泵。在化工廠中為加熱爐輸送燃料的油泵和為機泵裝置輸送潤滑油或密封油的油泵，多為齒輪泵。

（一）工作原理

圖3-20為外嚙合直齒的齒輪泵原理。當電動機帶動主動齒輪旋轉時，主動和從動的一對嚙合齒輪在逐漸脫開側，齒間容積逐漸增大，形成局部真空，此時吸入罐中的流體壓力大于齒間容積逐漸增大側的壓力，在壓力差的作用下流體進入齒輪泵的吸入腔，填滿齒間空間。齒輪繼續旋轉，將吸入的流體沿齒輪圓周與泵體所形成的空間輸送到齒輪泵的另一側腔室中。在主、從動齒輪進入嚙合的過程中，齒間容積減小，流體壓力增大，與排出腔產生壓力差，流體在此壓力差的作用下被壓出壓油腔，進入排出罐或進入工作裝置。

齒輪泵是依靠一對互相嚙合的齒輪脫離嚙合和進入嚙合時的容積變化來達到吸入和排出流體的，具有容積式泵——轉子泵的特點。

（1）流量基本上與排出壓力無關；

（2）由于齒輪嚙合時齒間容積變化不均勻，流量也是不均勻的，產生流量和壓力的脈動；

（3）與往復泵比較，在結構上不需要吸、排油閥，而且流量較往復泵均勻，結構簡單，運轉可靠；

（4）適用于不含固體雜質的高黏度的液體，一般用于液壓傳動裝置、潤滑裝置、密封裝置的液體輸送裝置。

（二）齒輪泵的特殊問題

齒輪泵除有一般轉子泵的特點外，在工作中還存在下列特殊問題。

1.困油現象和卸荷措施

由于齒輪泵是容積式泵，在工作過程中，齒間空間的容積必須是封閉的，封閉曲線不斷地由小變大，再由大變小，變化中分別和吸油腔或壓油腔相連，才能產生吸油和壓油兩個過程。在某些泵中，封閉容積在一段時間既不和吸油腔連通，也不和壓油腔連通，此時封閉容積的實際體積卻在發生變化，一般把這部分容積叫“閉死容積”?！伴]死容積”變小時油被壓縮產生很大壓力，變大時產生低壓引發汽蝕。這種現象叫作“困油”現象，它對齒輪泵的工作帶來不利影響。

2.徑向力及其平衡措施

由于齒輪泵內存在高壓壓油腔和低壓吸油腔，沿齒輪外圓與泵體之間的油壓是從吸油壓力順著轉動方向而增加到排油壓力的。此壓力差對齒輪產生不平衡的徑向力。此外，齒輪與泵體間有間隙，存在壓力損失，也會形成徑向力。徑向力的合力使軸承受到很大徑向負荷，造成泵軸變形，使齒輪與泵體接觸而導致泵體磨損。

3.密封問題

由于齒輪泵存在高、低壓腔，所以存在串漏的問題。為了保證密封，必須適當選擇間隙，間隙大了，漏損增加，但不易卡死，機械效率高。漏損可能發生在徑向間隙和軸向端面間隙，其中軸向端面間隙是主要的，因為大多數是從軸向間隙中漏掉的。因此，漏損增大時，首先應檢查軸向間隙是否合適，一般軸向間隙應在0.04～0.10mm范圍內，徑向間隙在0.10～0.15mm范圍內。

由于齒輪泵密封間隙較多，而且密封面積較大，故其密封性能不如往復泵，所能達到的壓力也要低一些。齒輪泵的加工質量對其性能影響也是較大的，在制造和裝配時應加以注意。

五、旋渦泵

旋渦泵是一種葉片式泵，其工作機構由多個葉片的葉輪和有環形流道的殼體組成。旋渦泵與離心泵有相似之處，葉輪有開式和閉式之分。通常采用閉式葉輪旋渦泵，用來作汽油泵、堿液泵和小型鍋爐給水泵。

旋渦泵的結構如圖3-21所示。在葉輪外圓上銑出多個徑向葉片。葉輪在圓形泵殼的流道內旋轉。葉輪端面靠在泵體壁面上形成軸向側隙，其極限間隙約為0.15～0.3mm，沿圓周方向有空隙形成與葉輪同心的環形流道，流道用隔舌將吸入口和排出口分開。隔舌與葉輪的徑向間隙為0.07～0.20mm，防止排出液體串漏到吸入口。

液體從吸入口進入泵的流道后，在旋轉葉輪離心力的作用下，液體被摔向四周環形流道內，液體在流道內轉動。由于流道內的液體旋轉的圓周速度比葉輪內液體旋轉的圓周速度小，造成作用在葉輪內液體上的離心力大于作用在流道內液體上的離心力。在兩個大小不同的力形成的合力和力矩作用下，液體在流道和兩液輪間作旋渦運動。

六、真空泵

用于設備抽取氣體產生負壓的機器稱為真空泵。在石油化學工業中，減壓精餾、潤滑油脫蠟、糠醛回收、溶液的過濾、蒸發濃縮、干燥和結晶均要用到真空泵。也可用真空泵作為大型離心泵來引水灌泵。

機械式真空泵，按其結構形式分為往復式、回轉式（滑板式）、水環式三大類。

真空泵的結構如圖3-22所示。葉輪偏心地裝在泵殼中。啟動前，向泵內灌入規定高度的水。當葉輪旋轉時，在離心力作用下水被摔至泵體壁，形成旋轉的水環。水環上部內表面與輪轂相切。沿箭頭方向旋轉的葉輪，在前半轉中，水環的內表面逐漸與葉輪輪轂分離開，各葉片之間空間逐漸增大，壓力降低而吸入氣體。在后半轉中，水環的內表面逐漸與葉輪輪轂接近，各葉片間的空間減小，氣體被壓縮排出。如此，葉輪每轉一周，兩葉片間的容積改變一次。每兩葉片間的水好像活塞一樣反復運動，連續不斷地抽吸和排出氣體。氣體從如大鐮刀形的吸氣室被吸入，經過壓縮后便通過如小鐮刀形排氣孔被排出。

這種泵既能輸送氣體，也能輸送液體，只是在抽送液體時效率較低，在輸送氣體時，也可作壓縮機使用，其排出壓力在1.2MPa左右。這種泵一般的都是當作真空泵使用，其排氣量范圍在0.25～30m³/min之間，真空度可達70%～80%，而在制造優良時，真空度可達99.5%。

當被抽氣體不宜與水接觸時，泵內可充油或其他液體介質（此時常稱為液環泵）。如用油作為工作介質，一級真空度可達99.98%；兩級真空度達99.999%。

此類泵的特點：結構簡單、緊湊，易于制造與維修；由于旋轉部分沒有機械摩擦，機器壽命長，操作可靠；轉速較高可與電動機直聯；內部無須潤滑，可使氣體免受油的污染；排量也較均勻；適用于抽吸含有液體的氣體，如用作大型水泵的真空引水，尤其在輸送有腐蝕性或有爆炸性氣體時更為合適，在化工生產中獲得了廣泛應用。此類泵不足的是效率很低，約為0.3～0.5。

七、螺桿泵

螺桿泵屬于容積式泵，是依靠相互嚙合的螺桿間容積的變化來輸送液體的轉子泵。有單螺桿泵、雙螺桿和三螺桿泵等，多以三螺桿泵用于石油化工廠作為輸送潤滑油和密封油。該泵也可以用作氣液混相介質的輸送。

三螺桿泵結構如圖3-23所示。其工作原理如同螺桿和螺母，即限制螺母不轉動，當螺桿旋轉時螺母就會沿螺桿作直線運動，如同車床的絲杠和對開螺母的運動關系。螺桿泵中液體充滿在螺桿的凹槽內就像“螺母”一樣。為了限制液體旋轉，另設有齒條一樣的從動螺桿與主動螺桿嚙合。當螺桿轉動時，被齒條割開的螺紋凹槽內的液體，就會沿著軸向前移動，利用該移動達到輸送液體的目的。實際的螺桿泵用螺桿代替了齒條，主、從動螺桿與泵殼包圍的螺桿凹槽空間形成了密閉的容積。中間為主動螺桿帶動兩邊從動螺桿，通常主動螺桿是右旋的凸螺桿（這樣強度高些），而從動螺桿是左旋的凹螺桿。當電動機驅動中間主動螺桿旋轉時，三根相互嚙合的螺桿凹槽密閉空間中的液體就向前移動，從而將液體不斷吸入和排出。

八、流體作用泵

流體作用泵是利用一種流體的作用產生壓力或造成真空，從而輸送另一種流體的泵。

流體作用泵主要由噴嘴、喉管和擴散管等組成，如圖3-24所示。當具有一定壓力的工作流體通過噴嘴以一定速度噴出時，由于射流質點的橫向紊動擴散作用，將吸入管的空氣帶走，管內形成真空，低壓流體被吸入，兩股流體在喉管內混合并進行能量交換，工作流體的速度減小，被吸流體的速度增大，在喉管出口，兩者趨近一致，壓力逐漸增加，混合流體通過擴散管后，大部分動力能轉換為壓力能，使壓力進一步提高，最后經排出管排出。

流體作用泵與供給其工作流體的管路、工作泵和排出管路組成流體動力泵裝置。

九、磁力泵

在石油化工等行業，輸送易燃、易爆、易揮發、有毒、有腐蝕以及貴重液體時，要求泵只能微漏甚至不漏。

離心泵按有無軸封，可分為有軸封泵和無軸封泵。有軸封泵的密封形式有填料密封和機械密封等。填料密封的泄漏量一般為3～80mL/h，制造良好的機械密封僅有微量泄漏，其泄漏量為0.01～380mL/h。

磁力驅動泵（簡稱磁力泵，下同）和同屬于無軸封結構的屏蔽泵一樣，結構上只有靜密封而無動密封，用于輸送液體時能保證一滴不漏。

磁力傳動在離心泵上的應用與一切磁傳動原理一樣，是利用磁體能吸引鐵磁物質以及磁體或磁場之間有磁力作用的特性，而非鐵磁物質不影響或很少影響磁力的大小，因此可以無接觸地透過非磁導體（隔離套）進行動力傳輸，這種傳動裝置稱為磁性聯軸器。如圖3-25所示，磁力泵主要由泵體、葉輪、內磁鋼、外磁鋼、隔離套、泵內軸、泵外軸、滑動軸承、滾動軸承、聯軸器、電動機、底座等組成（有些小型的磁力泵，將外磁鋼與電動機軸直接連在一起，省去泵外軸、滾動軸承和聯軸器等部件）。電動機通過聯軸器和外磁鋼連在一起，葉輪和內磁鋼連在一起。在外磁鋼和內磁鋼之間設有全密封的隔離套，將內、外磁鋼完全隔開，使內磁鋼處于介質之中，電動機的轉軸通過磁鋼間磁極的吸力直接帶動葉輪同步轉動。

磁性聯軸器由內磁鋼（含導環和包套）、外磁鋼（含導環）及隔離套組成，如圖3-26所示，是磁力泵的核心部件。

磁性聯軸器的結構、磁路設計及其各零部件的材料關系到磁力泵的可靠性，磁傳動效率及壽命。

磁力泵根本上消除了軸封的泄漏通道，實現了完全密封，工作時具有過載保護作用，除磁性材料與磁路設計有較高要求外，其余部分技術要求不高，維護和檢修工作量小。但磁力泵的效率比普通離心泵低，對防單面泄漏的隔離套的材料及制造要求較高，如材料選擇不當或制造質量差時，隔離套經不起內、外磁鋼的摩擦很容易磨損，而一旦破裂，輸送的介質就會外溢，此外，對聯軸器的對中性要求高，當對中不好時，會導致進口處軸承的損壞和防單面泄漏隔離套的磨損。

磁力泵由于受到材料、磁性傳動及隔離套材料耐磨性的限制，目前國內一般只用于輸送溫度在100℃以下、壓力低于1.6MPa且不含固體顆粒的介質。

十、射流泵

射流泵亦稱噴射泵，屬動力式泵，但其工作方式與葉片泵等動力式泵不同。它是以一種壓力比泵的排出壓力高的流體作為能源，通過與被送流體混合的方式，將能力傳遞給被送流體，使被送流體壓力升高而實現輸液，輸液時泵本身沒有任何運動的零部件。

射流泵由吸入室、噴嘴、擴散管等組成，如圖3-27所示。作為能源的工作流體由噴嘴高速射出，由于流速很高在噴嘴出口的周圍形成低壓區，被送液體被吸入泵內，并隨工作流體一起流動、相互混合，進行能量傳遞，被送液體的流速增大（即動能增大）后流經擴散管，混合流體的流速降低將動能轉換為壓力能，當壓力升高達到要求的排出壓力時，將混合流體壓送到泵的排出管路中實現了輸送液體。

射流泵可用于輸送多種液體，作為輸液能源的工作流體可以用液體、也可以用氣（汽）體，常用的有水或其他各種液體、蒸汽、空氣或其他各種氣體。應該指出：由于在射流泵輸液過程中，工作流體和被送液體相混合，故需根據被送液體的性質及輸液終了時對液體狀態（如純凈度、溫度等）的要求，合理地選擇工作流體。

十一、泵的維護管理

泵的操作方法隨其類型和用途不同而有所差異，特別是石油化工用泵與工藝過程和輸送介質的性質有密切關系。具體的操作方法應按制造廠提供的產品使用說明書中的規定進行。現以電動機驅動的離心泵為例介紹如下。

（一）啟動前的準備

（1）檢查泵的各連接螺栓與地腳螺栓有無松動現象。

（2）檢查配管的連接是否合適，泵和驅動機中心是否對中。處理高溫、低溫液體的泵，配套連接管件的膨脹、收縮有可能引起軸心失常、咬合等，因此，需采用撓性管接頭等。

（3）直接耦合和定心　小型、常溫液體泵在停止運行時，進行泵和電動機的定心使兩軸心一致；而大型、高溫液體泵運行和停止運行中，軸心差異很大，為了正確定心，一般加溫到運轉溫度或運行后停下泵，迅速進行再定心以保證轉動件雙方軸心一致，避免振動和泵的咬合。

（4）清洗配管　運行前必須首先清洗配管中的異物、焊渣，切勿將異物掉入泵體內部。在吸入管的濾網前后裝上壓力表，以便監視運行中濾網的堵塞情況。

（5）盤車　啟動前卸掉聯軸節，用手轉動轉子觀察是否有異?，F象，并使電動機單獨試車，檢查其旋轉方向是否與泵一致。用手旋轉聯軸節，可發現泵內葉輪與外殼之間有無異物，盤車應輕重均勻，泵內無雜音。

（6）啟動油泵，檢查軸承潤滑是否良好。

（二）啟動

（1）灌泵　啟動前先使泵腔內灌滿液體，將空氣、液化氣、蒸汽從吸入管和泵殼內排出以形成真空。必須避免空運轉，同時打開吸入閥，關閉排液閥和各個排液孔。

（2）打開軸承冷卻水給水閥門。

（3）填料函若帶有水夾套，則打開填料函冷卻水給水閥門。

（4）若泵上裝有液封裝置，應打開液封系統的閥門。

（5）如輸送高溫液體泵沒有達到工作溫度，應打開預熱閥，待泵預熱后再關閉此閥。

（6）若帶有過熱裝置應打開自循環系統的旁通閥。

（7）啟動電動機。

（8）逐漸打開排液閥。

（9）泵流量提高后，如已不可能出現過熱時即可關閉自循環系統的閥門。

（10）如果泵要求必須在止逆閥關閉而排出口閘閥打開的情況下啟動，則啟動步驟與上述方法基本相同，只是在電動機啟動前，排出口閘閥要打開一段時間。

（三）運行和維護

（1）為了使泵正常運行和維護，妥善管理好下述有關檔案文件極為重要。

①泵管理卡。

②圖紙。

③泵的特性曲線、試驗報告及檢查記錄。

④使用說明書。

⑤潤滑油一覽表，對泵的注油點、油的種類、注油量及注油時間等列表進行管理，以適時、適量添加適宜的潤滑油，使其處于良好的潤滑狀態。

⑥日常檢查記錄，主要檢查項目為泵運轉的噪聲、軸承溫度、填料函泄漏量、流量、壓力和功率等。

⑦維護和檢修記錄。

⑧備件清單。

（2）泵事故履歷表。根據發生事故的記錄，以便分析事故和研究事故處理措施。此外，也可預測零部件壽命，進行有計劃的維修和更換。

（3）堅持泵的檢查（日、半年、年度）和大修制度，定期監視泵的運行狀況。在泵運行中發現任何異常現象要立即報告和及時處理。

（4）備用泵每班盤車一次（180°），定期切換。

（5）冬季停車后，應注意防凍。

（四）停車

（1）打開自循環系統上的閥門。

（2）關閉排液閥。

（3）停止電動機。

（4）若需保持泵的工作溫度，則打開預熱閥門。

（5）關閉軸承和填料函的冷卻水給水閥。

（6）停機時若不需要液封則關閉液封閥。

（7）如果特殊泵裝置的需要或是要打開泵進行檢查，則關閉吸入閥，打開放氣孔和各種排液閥。

通常，汽輪機驅動的泵所規定的啟動和停車步驟與電動機驅動泵基本相同。汽輪機因有各種排水孔和密封裝置，必須在運行前后打開或關閉。此外，汽輪機一般要求在啟動前預熱。還有一些汽輪機在系統中要求隨時啟動，則要求進行盤車運轉，因此，運行者應根據汽輪機制造廠所提供的有關汽輪機啟動和停車步驟的規定進行。

離心泵的啟動與停車步驟同樣適用于容積式泵，但只有以下少數例外情況值得注意。

（1）切不可使容積式泵在排出口關閉的情況下運行。如果要求容積泵在啟動時必須關閉排出口閘閥，必須將自循環旁通閥打開。

（2）蒸汽往復泵在啟動前必須打開汽缸排水旋塞，使冷凝液排出，以免產生液擊損壞汽缸蓋故障。