本书较全面地介绍了泵与原动机的特点、结构、基本性能和选用步骤,特殊介质(黏性、含气、低温、含颗粒、高危介质等)输送时应注意的问题和对应泵的选型、选材方法,泵的监测与维护。结合原油开采和储运、炼油、化工、石化、医药、公用工程装置的特点,介绍了各类装置用泵。此外,还介绍了泵的检验与试验,泵的安装、验收和试运行等内容。
附录提供了法兰标准和公称压力对照、配管材料对照、泵常用材料牌号对照,以及国内部分泵制造厂主要产品种类。
本书由经验丰富的工程技术人员编写,内容简明实用,资料准确可靠。
本书可供原油开采、炼油、石化、化工、医药、食品、纺织、冶金、电子等行业的有关技术人员进行泵选型设计时使用,也可供从事泵设计、研究、制造、使用的工程技术人员,以及高等院校相关专业的师生参考。
第一篇泵的选用
第一章泵的选型 3
第一节概述 3
一、泵的分类和适用范围 3
二、工业用泵的特点和选用要求 4
三、工业装置对泵的要求 5
四、泵的常用标准 6
五、泵的能效等级标准及其选用 8
第二节泵的类型、系列和型号的选择 11
一、选型参数的确定 11
二、泵类型的确定 11
三、泵系列的确定 12
四、泵型号的确定 13
五、原动机功率的确定 14
六、轴封型式的确定 15
七、联轴器及其选用 15
八、液力耦合器 19
九、齿轮箱及其选用 19
第三节泵的本质安全和选用 24
一、本质安全简介 25
二、泵设备失去保护的常见原因 25
三、工艺参数和操作条件 26
四、泵的类型和系列 27
五、材料的选用 28
六、监测与控制 29
七、电气系统 29
八、安全泄放 30
九、相关程序及评价 30
第二章轴封及轴封系统 31
第一节常用轴封类型、特点及应用 31
第二节机械密封 34
一、术语和定义 34
二、机械密封的分类 35
三、机械密封选用及材料 43
四、机械密封试验 56
五、机械密封安装对泵腔体要求 60
六、机械密封辅助系统 63
七、机械密封相关标准介绍 73
第三节填料密封 77
一、软填料密封 77
二、硬填料密封 80
三、成型填料密封 80
第三章泵的轴承、轴承箱密封和润滑 83
第一节泵用轴承的选型 83
一、泵用轴承的分类及特点 83
二、泵用轴承的正确选型 83
第二节轴承箱的密封 84
一、接触式密封 84
二、非接触式密封 85
第三节泵的润滑 87
一、离心泵和转子泵的润滑 87
二、往复泵的润滑 87
三、电动机轴承的润滑 88
四、油雾润滑系统 88
五、油气润滑系统 91
六、压力油润滑系统 94
第四章原动机的选用 96
第一节原动机的类型 96
一、三相交流电动机 96
二、直流电动机 97
三、汽轮机 97
第二节电动机的选用 97
一、选用电动机的主要依据 97
二、电动机类型的选择 98
三、电动机的功率确定 100
四、电动机转速的选择 100
五、电源的选择 100
六、电动机防护型式的选择 101
七、爆炸性和火灾危险性环境的电动机选择 102
八、防爆电动机的选用 106
九、高效节能电动机的选用 108
十、永磁同步电动机的选用 109
第三节汽轮机的选择 112
一、汽轮机型式的选择 112
二、汽轮机的调节系统 115
三、凝汽器及真空系统 115
第四节液力透平的选择 117
一、液体的特性 117
二、参数确定 117
三、超速脱扣设施 118
四、液力透平的布置 118
五、液力透平的机封冲洗方案 119
六、液力透平阀门的设置 119
七、液力透平的试验 120
第五节柴油机的选择 121
一、操作数据和特性 121
二、柴油机的附属系统 123
第六节燃气轮机的选择 125
一、燃气轮机工作原理、分类及操作特性 126
二、燃气轮机的选用 127
三、燃气轮机附属系统 129
第五章泵材料的选用 131
第一节金属泵 131
一、金属腐蚀和防护 131
二、金属泵的材料和选择方法 136
三、泵用低温钢 143
第二节非金属泵 146
一、概述 146
二、非金属叶片式泵 147
三、非金属容积式泵 150
四、非金属泵的性能特点 151
五、常用非金属(塑料)泵 153
六、其他类型非金属泵简介 159
七、非金属泵标准 161
第三节有关标准规范对泵材料的要求 162
一、GB/T 51007对材料的要求 162
二、API 610对材料的要求 163
三、API 675对材料的要求 167
第六章监测、保护系统及预测性维护 169
第一节仪表和控制的总体要求 169
第二节泵的监测、保护系统 170
一、离心泵的监测、保护系统 170
二、往复泵及计量泵的仪表和控制 179
第三节汽轮机的仪表、控制和保护 180
第四节预测性维护 181
第五节离心泵汽蚀监测 183
一、离心泵汽蚀发生的机理 183
二、离心泵汽蚀余量及汽蚀的判别 183
三、离心泵汽蚀的监测 183
第六节泵组的变频自动控制及保护 184
一、泵组变频自动控制及保护的理论依据 184
二、泵组变频自动控制 185
三、变频自动控制对泵的保护 186
四、泵的自动控制及保护实例 186
参考文献 189
第二篇泵及泵系统
第一章叶片式泵 193
第一节离心泵的工作原理、结构和性能参数 193
一、离心泵的工作原理 193
二、离心泵的主要零部件 193
三、离心泵的性能参数 194
四、离心泵的特性曲线 194
五、离心泵的水力学基本方程式 195
六、离心泵可靠性设计和分析 196
七、离心泵的振动及动力学分析 201
第二节离心泵的相似理论与工作范围 206
一、离心泵的相似理论 206
二、比转速ns 206
三、比例定律和切割定律 207
四、泵的工作范围和型谱 208
第三节离心泵的分类 210
一、按离心泵的结构分类 210
二、按离心泵的输送介质分类 219
第四节高速泵和旋喷泵 220
一、高速泵 220
二、旋喷泵 222
第五节无密封离心泵 223
一、磁力泵 223
二、屏蔽泵 227
三、多级无密封泵 232
四、磁力泵和屏蔽泵的特性比较 233
第六节自吸泵 235
一、内混式自吸泵 235
二、外混式自吸泵 236
三、其他形式的气液混合式自吸泵 236
四、影响自吸泵自吸性能的因素 237
五、真空设备与离心泵组合装置 238
六、工程设计阶段应注意的事项 238
第七节轴流泵和混流泵 238
一、轴流泵 238
二、混流泵 239
第八节旋涡泵 241
一、旋涡泵的工作原理 241
二、闭式旋涡泵 241
三、开式旋涡泵 242
四、旋涡泵的性能特点和调节方式 243
五、应用范围 244
第二章容积式泵 245
第一节概述 245
一、容积式泵的性能参数 245
二、容积式泵的性能曲线 246
三、容积式泵的工作特点 246
第二节往复泵 247
一、往复泵的工作原理和结构 247
二、往复泵的分类 247
三、往复泵的瞬时流量和流量不均匀系数 248
第三节转子泵 249
一、转子泵的原理 249
二、转子泵的结构 249
三、转子泵的类型 250
四、转子泵的选用 257
第四节计量泵 258
一、计量精度 258
二、计量泵的种类与特点 259
三、柱塞式计量泵液力端主要部件 262
四、液压隔膜式计量泵液力端主要部件 262
五、流量调节 262
六、选用计量泵应注意的问题 266
第五节气动隔膜泵 266
一、气动隔膜泵的结构与原理 266
二、气动隔膜泵的性能 267
三、气动隔膜泵的特点 267
四、主要类型介绍 268
第六节缓冲罐和限压阀 270
一、缓冲罐 270
二、限压阀 272
第三章真空泵 273
第一节真空泵的性能指标、分类和选择 273
一、真空泵的性能指标 273
二、真空泵的分类 275
三、真空泵的选择 275
四、真空泵系统 278
第二节液环真空泵 278
一、液环真空泵的工作原理和结构 278
二、液环真空泵的选用 279
三、液环泵的应用介绍 281
第三节其他常用真空泵简介 281
一、往复式真空泵 281
二、旋片式真空泵 282
三、罗茨真空泵 283
四、螺杆式真空泵 285
五、爪式真空泵 286
第四章泵的汽蚀 288
第一节离心泵的汽蚀 288
一、汽蚀现象产生原因及其危害 288
二、汽蚀参数 289
三、输送烃类介质和高温水时泵的必需汽蚀余量 291
四、降低汽蚀风险的方法 292
第二节容积式泵的汽蚀 293
第三节液环真空泵的汽蚀 294
一、汽蚀的产生及其危害 294
二、汽蚀边界值的确定 294
三、降低汽蚀风险的方法 295
第五章泵系统 298
第一节系统扬程和系统特性曲线 298
一、伯努利方程 298
二、系统扬程 298
三、系统特性曲线 299
四、泵的运行工作点 299
第二节管路流动阻力损失计算 300
第三节管路的串联和并联 304
一、串联管路 304
二、并联管路 304
三、支路管网 305
第四节泵的串联和并联 305
一、泵的串联操作 306
二、泵的并联操作 306
三、往复泵和离心泵的并联操作 306
四、串并联操作的选择 306
第五节流量调节 307
第六节泵系统的配管 309
一、泵的典型流程 309
二、泵的配管要求 311
第七节泵的布置 312
一、泵的布置方式 312
二、泵的布置要求 312
三、泵的安装间距 314
第八节泵的基础 314
一、泵基础的设计条件 314
二、泵基础的一般要求 314
三、泵基础的验收 315
第六章特殊介质的输送 316
第一节黏性介质的输送 316
一、不同类型泵的适用黏度范围 316
二、离心泵的性能参数换算 317
三、容积式泵的性能参数换算 320
第二节含气液体的输送 321
第三节低温介质的输送 322
一、低温泵的特点 322
二、低温泵的结构 323
三、低温泵的材料 326
四、输送低温液化烃的泵装置 326
五、低温泵的安装和运行要求 327
第四节含固体颗粒液体的输送 327
一、渣浆泵的结构 328
二、渣浆泵的性能特点及参数修正 328
三、渣浆泵的密封 329
四、渣浆泵的材质 330
五、相关泵厂 331
第五节高危介质的输送 331
一、高危泵的认定 331
二、高温泵选型 332
三、液态轻烃泵选型 335
四、有毒有害介质泵选型 336
五、高危泵的监测系统 337
六、其他选择 337
参考文献 337
第三篇工业装置用泵
第一章原油、天然气开采和储运装置用泵 342
第一节原油开采、输送、储存用泵 342
一、工艺流程及装置用泵概要 342
二、关键泵介绍 343
第二节液化天然气(LNG)接收站用泵 351
一、概述 351
二、流程介绍 351
三、潜液式低温泵的选型 352
四、海水泵的选型 355
第二章炼油装置用泵 357
第一节常减压装置用泵 357
一、常减压蒸馏工艺及装置用泵概要 357
二、塔底泵和侧线泵 359
第二节催化裂化装置用泵 360
一、催化裂化装置工艺简介 360
二、油浆泵 362
第三节催化加氢装置用泵 363
一、工艺流程概述 363
二、加氢进料泵 364
三、热高分液液力透平 365
四、高压贫胺液泵 367
五、富胺液液力透平 368
六、注水泵 368
七、沸腾床加氢装置沸腾泵 369
第四节催化重整装置用泵 369
一、催化重整工艺概述 369
二、预加氢进料泵 370
第五节延迟焦化装置用泵 372
一、工艺流程及装置用泵概要 372
二、水力除焦高压水泵 373
三、辐射进料泵 374
第六节烷基化装置用泵 375
一、工艺流程及装置用泵概要 375
二、酸循环泵、烃循环泵 376
第七节芳烃装置用泵 377
一、石油化工型的芳烃加工工艺概述 377
二、吸附塔循环泵 378
第三章石油化工行业中泵的应用 381
第一节乙烯装置用泵 381
一、概述 381
二、流程介绍 381
三、装置用泵概要 382
四、关键泵介绍 384
第二节烯烃分离装置用泵 394
一、概述 394
二、流程介绍 394
三、装置用泵概要 395
四、关键泵介绍 395
第三节高密度聚乙烯装置用泵 397
一、工艺流程 397
二、装置用泵概要 397
三、关键泵介绍 398
第四节聚丙烯装置用泵 405
一、概述 405
二、流程介绍 405
三、装置用泵概要 406
四、关键泵介绍 406
第五节丙烯腈装置用泵 413
一、丙烯腈性质、用途及其生产工艺流程 413
二、装置用泵概要 414
三、关键泵介绍 415
第六节环氧乙烷/乙二醇装置用泵 416
一、概述 416
二、流程介绍 416
三、装置用泵概要 417
四、关键泵介绍 417
第七节苯酚丙酮装置用泵 422
一、概述 422
二、流程介绍 423
三、装置用泵概要 425
四、关键泵介绍 425
第八节PTA装置用泵 427
一、概述 427
二、流程介绍 427
三、装置用泵概要 428
四、关键泵介绍 429
第九节BDO装置用泵 431
一、工艺流程 431
二、装置用泵概要 432
三、关键泵介绍 433
第十节PBST/PBAT装置用泵 436
一、概述 436
二、流程介绍 436
三、装置用泵概要 437
四、关键泵介绍 437
第十一节ABS装置用泵 439
一、概述 439
二、流程介绍 440
三、装置用泵概要 440
四、关键泵介绍 440
第十二节SBS装置用泵 442
一、工艺流程及装置用泵概要 442
二、关键泵介绍 444
第十三节烟气脱硫装置用泵 449
一、概述 449
二、流程介绍 449
三、装置用泵概要 450
四、关键泵介绍 451
第十四节POSM装置用泵 453
一、概述 453
二、流程介绍 453
三、装置用泵概要 454
四、关键泵介绍 454
第四章煤化工装置用泵 458
第一节概述 458
第二节煤制甲醇装置用泵 460
一、煤制甲醇生产工艺流程 460
二、工艺技术介绍 461
三、装置用泵概要 464
四、关键泵介绍 465
第三节煤制乙二醇装置用泵 468
一、煤制乙二醇装置 468
二、工艺流程 469
三、主要单元阐述 469
四、关键泵介绍 470
第四节甲醇制烯烃装置用泵 472
一、概述 472
二、流程介绍 472
三、装置用泵概要 473
四、关键泵介绍 474
第五节煤制油装置用泵 474
一、概述 474
二、关键工艺技术路线 475
三、装置用泵概要 475
四、关键泵介绍 477
第五章其他化工装置用泵 479
第一节合成氨装置用泵 479
一、工艺流程 479
二、装置用泵概要 480
三、高压锅炉给水泵 481
四、半贫液泵及水力透平 482
第二节尿素装置用泵 485
一、工艺流程及装置用泵概要 485
二、高压氨泵 486
三、高压甲铵泵 490
第三节烧碱和纯碱装置用泵 492
一、工艺流程及装置用泵概要 492
二、蒸发循环泵 495
三、液环式氯气泵和氢气泵 496
四、熔盐液下泵 497
五、液氯泵 498
六、结晶器循环泵 499
第四节氯乙烯和聚氯乙烯装置用泵 501
一、概述 501
二、流程介绍 501
三、装置用泵概要 502
四、关键泵及特殊泵介绍 504
第五节磷酸磷铵装置用泵 506
一、工艺流程及装置用泵概要 506
二、磷酸料浆泵 508
三、浓缩循环泵 511
四、磷酸低位闪冷泵的应用情况简介 513
第六节硫酸装置用泵 514
一、工艺流程和装置用泵概要 514
二、关键泵介绍 518
第七节钛白粉装置用泵 525
一、工艺流程 525
二、装置用泵概要 527
三、装置主要用泵 529
第八节多晶硅装置用泵 532
一、多晶硅材料简介及其工艺流程 532
二、装置用泵概要 533
三、文丘里循环泵 534
第六章医药工业用泵 537
一、概述 537
二、医药管理法规及设备验证 537
三、医药工程简介 539
四、医药工业对泵的要求 542
五、卫生泵 544
六、总结 551
第七章公用工程用泵 552
一、工艺流程和装置用泵概要 552
二、循环水泵 552
三、雨水提升泵和污水提升泵 554
四、消防泵 558
五、隔膜计量泵(加药泵) 562
参考文献 562
第四篇泵的检验、试验安装和试运行
第一章泵的检验与试验 567
第一节离心泵的检验与试验 567
一、离心泵检验与试验总则 567
二、离心泵的检验 567
三、检验和试验记录或报告、检验和试验计划(ITP) 575
第二节往复泵的检验与试验 579
一、往复泵检验与试验总则 579
二、往复泵的检验 579
三、检验和试验记录或报告、检验和试验计划(ITP) 582
第三节转子泵的检验与试验 582
一、转子泵检验与试验总则 583
二、转子泵的检验 583
三、检验和试验记录或报告、检验和试验计划(ITP) 585
第二章泵的安装、验收和试运行 587
第一节泵组的安装 587
一、安装前的准备 587
二、泵组安装要求 588
三、泵组的解体检查与组装 590
第二节泵组的试运行 593
第三节故障分析与处理 596
参考文献 602
附录
附录一单位换算 603
附录二常见液体的密度 606
附录三国内部分城市海拔高度和大气压力 607
附录四法兰标准和公称压力等级对照 609
附录五泵常用材料牌号对照 609
附录六配管材料对照 611
附录七国内部分泵产品一览表 612
附录八国内部分泵制造厂主要产品种类范围 626