化工设备基础知识培训讲义

化工设备基础知识
课程简介及学习目的
本课程介绍化工生产中各种单元操作中典型设备 的结构、原理（性能），设备的操作、维护及设备的 故障处理。
通过学习掌握化工生产过程中相应的设备，进行 正确操作和维护；提高设备能力及效率，降低设备投 资及其成本，节约能源，防止污染及加速新技术的开 发。
通过学习掌握化工设备基础知识，提高自己对化 工设备知识的运用能力。
Q
D2
Q'
D2 '
( ) H
D2 2
H'
D2 '
( ) N
D2 3
N'
D2 '
• (2)变速调节：在管路特性 不变时，用改变转速来改 变泵的性能曲线，从而改 变它们的工作点。当转速 改变后，扬程和流量都会 发生改变，随着转速的提 高，流量和扬程都会增大 。用此方法来调节流量和 扬程不会产生附加的能量 损失，这种方法是最经济 的。但原动机应是可调速 的。一般中小型泵不采用 。
离心泵的特性曲线
离心泵的特性曲线
由图可见： ①一般离心泵扬程 H 随流量 Q 的增大而下降（ Q 很小 时可能例外）。当 Q =0时，由图可知 H 也只能达到一定数 值，这是离心泵的一个重要特性； ②轴功率 N 随流量增大而增加，当Q 0 时，N 最小。这 要求离心泵在启动时，应关闭泵的出口阀门，以减小启动 功率，保护电动机免因超载而受损； ③ Q 曲线有极值点（最大值），在此点下操作效率 最高,能量损失最小。与此点对应的流量称为额定流量。 泵的铭牌上即标注额定值，泵在管路上操作时，应在此点 附近操作，一般不应低于92% max 。
工作点：将泵的特
性曲线与管路特性
曲线按同一比例绘
制在同一张图上， HA
则两条曲线相交于
HB' HA'
一点M点，M点就 HB
叫作泵在管路中的
工作点。泵在M点 工作时能达到平衡、
源自文库
稳定
A
B'
M
A'
B
qvA qvM qvB
离心泵工况运行的调节(流量调节)
运行工况调节：泵在运行时，由于外界负荷 的变化而要求改变其工况，用人为的方法 改变其工况点。而工况点的调节则是流量 的调节。
Q
n
Q' n'
H
n2
H'
n'
N
n3
N'
n'
• 改变管路特性曲线法：
最常用的方法是调节离心泵的出口开度
阻力大小与流量有直接的关系。用 这种方法调节流量，有额外的能量损失， 是不经济的。但由于方法简单，调节方便 ,尤其对于小流量、高扬程的离心泵，在 启动瞬间，关闭出口阀门，还可以减少启 动功率。
离心泵的工作原理
两个过程：吸入过程和排出过程
当离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，使预 先充灌在叶片间的液体旋转，在离心力的作用下，液体自叶轮中心 向外周作径向运动。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心 形成低压区（真空），在贮槽液面与叶轮中心总势能差的作用下， 致使液体被吸进叶轮中心。
本章学习简介：
流体输送设备主要应用于为流体提高能量，以便克服输送过程中 沿程的机械损失，提高位能、提高流体压强（或减压）。
流体输送设备有不同类型，但通常按流体的种类分为液体输送设 备和气体输送设备。因为流体输送设备广泛应用于化工厂及其它各行 业。故统称为通用设备。
本章主要介绍化工中常用的流体输送设备的基本结构、工作原理 和特性，以便能够依据流体流动的有关原理正确地选择和使用流体输 送设备。(具体来说就是能根据输送任务要求，正确地选择输送设备 的类型和规格，决定输送设备在管路中的位置，计算所消耗的功率及 其运行管理，使输送设备能在高效率下可靠地运行。)
Q 只能靠实验测定，在泵出厂时列于产品样本中 以供参考。
实验测出的特性曲线如图所示，图中有三条曲线，
在图左上角应标明泵的型号（如4B20）及转速 n，说明
该图特性曲线是指该型号泵在指定转速下的特性曲线， 若泵的型号或转速不同，则特性曲线将不同。借助离心 泵的特性曲线可以较完整地了解一台离心泵的性能，供 合理选用和指导操作。
离心泵的串，并联操作
• 同型号泵的串联
• 串联:
指前一台泵的出口向另一台泵或风机的入口
输送流体的工作方式。串联的目的是在流量相同 时增加压头。两台泵串联工作时所产生的总扬程 小于泵单独工作时扬程的2倍，而大于串联前单 独运行的扬程，且串联后的流量也比一台泵单独 工作时大了。
组合后，泵的特性曲线由单泵同一Q下H的倍数 确定。
离心泵的工作点及流量控制
• 泵在管路中工作时，由泵的性能曲线和管路 特性曲线决定其运行工况。
• 管路特性：管路中通过的流量与所需要消耗 的能量之间的关系特性曲线。而管路输送所 需的外加总压头称管道阻力Hc。
•
Hc=Hst+qv²
这就是管路特性曲线方程：当流量发生 变化时，阻力也发生变化。
泵的工作点
离心泵的运行工况调节（有三种方法） 切割外圆法；变速调节法；离心泵出口调节法。 前两种方法改变了泵的特性曲线，后一种方法 则改变了泵的管路特性。
改变泵的特性曲线法： (1)切割叶轮外圆法：叶轮 切割后直径变小，可以改 变泵的qv－H曲线，泵的 工作点也随之改变。用这 种方法调节流量，一台基 本型号的离心泵可配备几 台不同直径的叶轮，可按 需选用。此法较经济。
离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和 固定的蜗牛形泵壳。具有若干个（通常为6～ 12个）后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上，并随 泵轴由电机驱动作高速旋转。
叶轮是直接对泵内液体做功的部件，为 离心泵的供能装置。泵壳中央的吸入口与吸 入管路相连接，吸入管路的底部装有单向底 阀。泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排 出管路相连接。蜗形泵壳不仅是汇集由叶轮 流出液体的部件，而且又是一个转能装置。
• 同型号泵的并联
并联 ： 指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送 流体的工作方式。并联的目的是在压头相同时增加 流量。两台泵并联运行时的流量等于并联时的各台 泵流量之和，并联总流量小于两单机单独运行的流 量和，而并联后的扬程却比一台泵单独工作时要高
液体在流经叶轮的运动过程获得了能量，静压能增高，流速增 大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速， 部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。 依靠叶轮的不 断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械 能量最终表现为静压能的提高。
离心泵的特性曲线
由于离心泵的种类很多，前述各种泵内损失难以估 计，使得离心泵的实际特性曲线关系 H Q 、N Q 、