化工生產技術基礎培訓教材(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ——流量的固定性。3．往復泵的壓頭因為是靠擠壓作用壓出液體，往復泵的壓頭理論上可以任意高。但實際上由于構造材料的強度有限，泵內的部件有泄漏，故往復泵的壓頭仍有一限度。而且壓頭太大，也會使電機或傳動機構負載過大而損壞。4．往復泵的操作要點和流量調節往復泵適用于所需壓頭較高的液體輸送。往復泵可用以輸送粘度很大的液體，但不宜直接用以輸送腐蝕性的液體和有固體顆粒的懸浮液，因泵內閥門、活塞受腐蝕或被顆粒磨損、卡住，都會導致嚴重的匯漏。（1）由于往復泵是靠貯池液面上的大氣壓來吸入液體，因而安裝高度有一定的限制。（2）往復泵有自吸作用，啟動前無需要灌泵。（3）一般不設出口閥，即使有出口閥，也不能在其關閉時啟動。（4）往復泵的流量調節方法：①用旁路閥調節流量。泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發生變化。顯然這種調節方法很不經濟，只適用于流量變化幅度較小的經常性調節。②改變曲柄轉速：因電動機是通過減速裝置與往復泵相連的，所以改變減速裝置的傳動比可以很方便地改變曲柄轉速，從而改變活塞自往復運動的頻率，達到調節流量的目的。二、計量泵在工業生產中普遍使用的計量泵是往復泵的一種，它正是利用往復泵流量固定這一特點而發展起來的。它可以用電動機帶動偏心輪從而實現柱塞的往復運動。偏心輪的偏心度可以調整，柱塞的沖程就發生變化，以此來實現流量的調節。計量泵主要應用在一些要求精確地輸送液體至某一設備的場合，或將幾種液體按精確的比例輸送。如化學反應器一種或幾種催化劑的投放，后者是靠分別調節多缸計量泵中每個活塞的行程來實現的。三、水環真空泵水環真空泵的工作原理又稱液環泵，主要用來抽真空或輸送氣體；葉輪偏心地安裝在泵殼內，并在泵缸內引進一定量的液體，當葉輪旋轉時，由于離心力的作用，將液體甩向四周，形成一個貼在泵缸內表面的液環。由于葉輪偏心，在葉輪與液環之間形成一個月牙形的空間，此空間又被葉輪的葉片分成若干個容積不等的小空間。在月牙空間泵的兩端右半側開設鐮刀形的吸入口，左半側開設比吸入口較小的鐮刀形排出口。當葉輪旋轉時，右側空間因真空吸入氣體，而被吸入的氣體由葉片帶到左側時，因容積逐漸縮小氣體被排出。這樣連續不斷地運行就使氣體從右側吸入口不斷吸入，從左側排出口不斷的排出，從而達到了抽真空或壓縮氣體的目的。隨著氣體的排出，同時也夾帶一部分液體被排出，所以必須在吸入口補充相當量的液體，使液環保持恒定的體積，并借以帶走因液體擾動所產生的熱量。達到冷卻的目的。液環泵工作時，因葉片不停地攪動液體，使機械能轉變為熱能，這部分能量僅使液體略有升溫，并沒有對氣體作功，因此損失一部分能量，使液環泵的效率下降。所以一般液環泵的效率都不超過50％。為了避免損失過大，葉輪的旋轉速度限制在15m/s以下，并應采用粘度較小的液體，用于抽真空時采用水即可。水環真空泵按不同結構可分成如下幾種類型：①單級單作用水環泵：單級是指只有一個葉輪，單作用是指葉輪每旋轉一周，吸氣、排氣各進行一次。這種泵的極限真空較高，但抽速和效率較低。 ②單級雙作用水環泵：單級是指只有一個葉輪，雙作用是指葉輪每旋轉一周，吸氣、排氣各進行二次。在相同的抽速條件下，雙作用水環泵比單作用水環泵大大減少尺寸和重量。由于工作腔對稱分布于泵輪轂兩側，改善了作用在轉子上的載荷。此種泵的抽速較大，效率也較高，但極限真空較低。 ③雙級水環泵雙級水環真空泵大多是單作用泵串聯而成。實質上是兩個單級單作用的水環泵的葉輪共用一根心軸聯接而成。它的主要特點是在較高真空度下，仍然具有較大的抽速，而且工作狀況穩定。 水環真空泵和其它類型的機械真空泵相比有以下優點：①結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。操作簡單，維修方便。 ②結構緊湊，泵一般與電動機直聯，轉數較高。用較小的結構尺寸，可以獲得較大的排氣量。 ③泵腔內沒有金屬摩擦表面，無須對泵內進行潤滑。轉動件和固定件之間密封可直接由水封來完成。 ④泵腔內壓縮氣體過程溫度變化很小，可認為是等溫壓縮，故可以抽除易燃、易爆的氣體。 ⑤由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體及氣水混合物。 水環真空泵的缺點：①效率低，一般在30％左右，較好的可達50％。 ②真空度低。這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。 總的說來，由于水環真空泵具有等溫壓縮和用水作封液，可以抽除易燃、易爆及腐蝕性氣體，還可以抽除含有灰塵和水分的氣體等突出優點，所以得到了廣泛的應用。水環式真空泵的使用水環泵不允許在無水或少水情況下起動，否則會導致泵內零件磨損而引起發熱或間隙增大，這樣會降低泵的性能。也不允許在高真空下直接起動，避免起動困難和電流過大。①起動。按常規檢查泵的各部位情況如手盤車、潤滑情況、填料松緊程度如何等。一切正常方可啟動。準備完畢后，向泵內、水箱中注水。關閉進氣管上的閥門，否則吸進的氣體會把水環猛地壓向排氣孔，使水環難以形成，然后開動電機，打開進氣管上的閥門。調節進氣管路上的閥門和排氣管路上的閥門，使之達到所要求的工況。調節水箱向泵內的供水量，使其在要求的工況運轉的消耗功率最小。調節填料函供水量，使之在保證填料密封條件下，水量消耗最小。如果真空泵在工作時發出異常的聲音，而且又伴隨著功率消耗增大，說明了泵出了故障，要停車檢修。②停泵。首先將進氣管上的閥門關閉，如果排氣管路上有閥門也應關上，然后關閉電機。停止向填料函和水箱供水。如停泵時間較長，須將泵和水箱內的水放出，以防止生銹和凍壞。③運行中要正確調整補充水量，過大或過小的補充水量對泵的性能和運行狀況都有較大的影響。要經常檢查各種檢測儀表的讀數是否正常，特別是轉速和軸功率是否穩定。軸承溫度不得比周圍溫度高35℃，最高溫度不得超過60℃。如果補充水是硬度較高的硬水，至少三個月清理一次水垢，軸承運轉2000小時應清洗換油。四、屏蔽泵屏蔽泵的工作原理圖普通屏蔽泵外型圖 圖屏蔽泵結構圖普通離心泵的驅動是通過聯軸器將泵的葉輪軸與電動軸相連接，使葉輪與電動機一起旋轉而工作，而屏蔽泵是一種無密封泵，泵和驅動電機都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內，此壓力容器只有靜密封，并由一個電線組來提供旋轉磁場并驅動轉子。這種結構取消了傳統離心泵具有的旋轉軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電機連在一起，電動機的轉子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉子和定子隔開，轉子在被輸送的介質中運轉，其動力通過定子磁場傳給轉子。結構特點：屏蔽泵具有以下兩個不同于其它泵的結構1）滑動軸承由于轉子較長，屏蔽泵需設前后兩個滑動軸承座。這兩個軸承要求精確對中。如果對中不佳，軸承很容易碎裂。由于石墨材質相對較軟，因此屏蔽泵的滑動軸承較多地采用石墨材質。石墨滑動軸承與表面堆焊鎢、鉻、鈷等硬質合金或等離子噴涂氮化硅一類硬質合金制成的軸套組成摩擦副，使用壽命可達一年以上。 2）屏蔽套 屏蔽泵通常有兩個屏蔽套，即定子屏蔽套和轉子屏蔽套。用來防止工作介質浸入定子繞組和轉子鐵芯，～。由于屏蔽套的存在，使電動機定子和轉子之間的間隙加大，造成屏蔽電動機的性能下降，同時在屏蔽套中還會產生渦流，增加了功率損耗。對于屏蔽泵，其屏蔽套應選用耐腐蝕性好、強度高的非導磁材料，定子屏蔽套優先選用哈氏合金。轉子屏蔽套一般選用哈氏合金或奧氏體不銹鋼。屏蔽泵的優缺點1）屏蔽泵的優點①全封閉。結構上沒有動密封，只有在泵的外殼處有靜密封，因此可以做到完全無泄漏，特別適合輸送易燃、易爆和有毒、腐蝕性及放射性液體。②安全性高。轉子和定子各有一個屏蔽套使電機轉子和定子不與物料接觸，即使屏蔽套破裂，也不會產生外泄漏的危險。③結構緊湊占地少。泵與電機系一整體，拆裝不需找正中心。對底座和基礎要求低，且日常維修工作量少，維修費用低。④運轉平穩，噪聲低，不需加潤滑油。由于無滾動軸承和電動機風扇，故不需加潤滑油，且噪聲低。⑤使用范圍廣。對高溫、高壓、低溫、高熔點等各種工況均能滿足要求。2）屏蔽泵的缺點①由于屏蔽泵采用滑動軸承，且用被輸送的介質來潤滑，故潤滑性差的介質不宜采用屏蔽泵輸送。～。②屏蔽泵的效率通常低于單端面機械密封離心泵，而與雙端面機械密封離心泵大致相當。 ③長時間在小流量情況下運轉，屏蔽泵效率較低，會導致發熱、使液體蒸發，而造成泵干轉，從而損壞滑動軸承。④啟泵前應將內部充滿輸送介質，并完全排氣。防止干轉損壞軸承。　屏蔽泵操作時的注意事項①一般的屏蔽泵采用輸送的部分液體來冷卻電機，且環隙很小，故輸送液體必須潔凈。對輸送多種液體混合物，若它們產生沉淀、焦化或膠狀物，則此時選用屏蔽泵(非泥漿型)可能堵塞屏蔽間隙，影響泵的冷卻與潤滑，導致燒壞石墨軸承和電機。②屏蔽泵一般均有循環冷卻管，當環境溫度低于泵送液體的冰點時，則宜采用伴管等防凍措施，以保證泵啟動方便。另外屏蔽泵在啟動時應嚴格遵守出口閥和入口閥的開啟順序，停泵時先將出口閥關小，當泵運轉停止后，先關閉入口閥再關閉出口閥。總之，采用屏蔽泵，完全無泄漏，有效地避免了環境污染和物料損失，只要選型正確，操作條件沒有異常變化，在正常運行情況下，幾乎沒有什么維修工作量。注：甲醇精餾的加壓塔進料泵、加壓塔回流泵、常壓塔回流泵、精甲醇泵均為不銹鋼屏蔽泵五、潛水泵潛水泵是機電一體化設備，結構緊湊，工作時只需將潛水泵放入水中即可啟動工作，安裝簡單，移動方便。在化工生產中起著重要作用。圖無堵塞排污潛水泵在應用中應注意以下幾點：搞清電機的旋轉方向，某些類型的潛水泵正轉和反轉時皆可出水，但反轉時出水量小、電流大，其反轉會損壞電機繞組。為防止潛水泵在水下工作時漏電而引發觸電事故，應裝有漏電保護開關。安裝潛水泵時，電纜線要架空，電源線不要太長。機組下水時切勿使電纜受力，以免引起電源線斷裂。潛水泵工作時不要沉入泥中，否則會導致電機散熱不良而燒壞電機繞組。不要頻繁地開關電機，這是因為電泵停轉時會產生回流，若立即開機，會使電機負載啟動，導致啟動電流過大而燒壞繞組。 切莫讓電泵長期超負荷運轉，不要抽含沙量大的水，電泵脫水運行的時間不宜過長，以免使電機過熱而燒毀。平時多檢查電機，如發現下蓋有裂紋、橡膠密封環損壞或失效等，應及時更換或修復，以防水滲入機器。第四章 化工管路第一節 閥門閥門是化工等裝置中不可缺少的部分。使用不同種類的閥門，可起到控制流體的壓力、流向、流量，也可起到截斷或溝通管路、引出支路、降壓、汽水分離等作用。化工廠中使用的閥門種類多，數量大，因此出故障的可能性也就大，這將影響裝置的運行及安全。化工生產中的流體介質多是腐蝕性強、有毒或易燃易爆的，當閥門泄漏時，不僅浪費介質和能量，而且也常造成對環境的污染，甚至引發事故，因此掌握有關閥門的結構原理、適用范圍及故障維修知識，使每一種閥門盡可能長期可靠地工作，對從事化工生產的人員是有益的。隨著科學技術的進步，特別是新材料的出現，一些新結構的閥門已投入使用，它們性能好，壽命長，可滿足生產發展的需要。一、閥門的分類閥門是管道或機器設備上起調節和控制流量、流動方向、壓力等作用的裝置，種類很多，分類如下。按用途分①截斷閥類 主要用于截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。②調節閥類 主要用于調節介質的流量、壓力等。包括調節閥、節流閥、減壓閥等。③止回閥類 用于阻止介質倒流。包括各種結構的上回閥。④分流閥類 用于分配、分離或混合介質。包括各種結構的分配閥和疏水閥等。⑤安全閥類 用于超壓安全保護。包括各種類型的安全閥。按壓力分①真空閥 PN＜(標準大氣壓)。②低壓閥 PN≤。③中壓閥 PN=～。④高壓閥 PN=10～80MPa。⑤超高壓閥 PN≥100MPa。按工作溫度分①高溫閥 t＞450℃。②中溫閥 120℃＜t≤450℃。③常溫閥 30℃≤t≤120℃。④低溫閥 t≤30℃（化工生產中t≤20℃時已為低溫）。其它分類方法閥門按閥體材料分為鑄鐵閥、鑄鋼閥、鍛鋼閥、硬聚四氯乙烯閥、陶瓷閥等；按驅動方式分為手動閥、電動閥、氣動閥、液動閥等；按使用部門特點分為水暖用閥、電站用閥等。二、閥門的基本參數閥門參數是表明閥門性能的量。基本參數有公稱通徑和公稱壓力。公稱通徑：指閥門與管道連接處以通道的名義直徑，用DN表示。多數情況下DN即連接處通道的實際直徑。公稱壓力：是閥門名義上能承受的壓力，用PN表示。公稱壓力也是人為規定的，其目的是與公稱通徑的規定相一致的。公稱壓力的數值是閥門型號中的一項內容，位于型號中橫線后，即型號中的第六單元。型號中的壓力單位是工程大氣壓。三、閥門型號的表示方法（JB30875 機械工業部標準）1345672閥門型號由七個單元組成，各單元代表的意義及位置如下： 第一單元表示類型，稱為類型代號，用漢語拼音字母表示，見下表。閥門類型代號類型代號類型代號閘閥Z旋塞閥X截止閥J止回閥H節流閥L安全閥A球閥Q減壓閥Y蝶閥D疏水閥S隔膜閥G柱塞閥U 第二單元表示驅動方式，稱為驅動方式代號，用一位阿拉伯數字表示，見下表。閥門驅動方式代號驅動方式代號驅動方式代號電磁動0傘齒輪5電磁液動1氣動6電液動2液動7蝸輪3氣液動8正齒輪4電動9對于使用手輪、手柄和扳手驅動的閥門以及安全閥、減壓閥、疏水閥省略單元代號，故上表內無規定。對于氣動或液動的