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第一章 常见泵类设备结构及原理
一、泵类设备结构及原理
泵类设备是工艺流程中重要的设备，它为整个流程提供符合操作参数的介质，是化工、石油装置的重要设备。并且具有操作简单、维护方便的优点。
泵类设备按照其结构和工作原理可分为叶片泵、容积泵和其他类泵。叶片泵主要有离心泵、轴流泵。容积泵主要有柱塞泵、螺杆泵、齿轮泵；其他用泵是一些比较特殊的泵类设备，例如喷射泵和空气升液泵。
本次只介绍在炼油装置和化工装置中比较常用的离心泵、计量泵和齿轮泵的原理及安装方法；
二、离心泵原理及组成：
1、离心泵的工作原理：
离心泵是叶片泵的一种，他具有结构简单、操作平稳、易于制造和维修等特点。驱动一般采用电动机、蒸汽透平等。
离心泵主要由叶轮、吸入室、排除室组成，液体从吸入管经过吸入室均匀的吸入叶轮。液体在高速旋转的叶轮（叶片）的作用下产生离心力，将液体排出。在液体甩出叶轮的同时泵入口处形成低压将入口处的液体源源不断的吸入，形成连续不断的液流。
2、离心泵的分类：
按照叶轮级数可分为多级泵和单级泵；
按照进液方式可分为单吸式和双吸式；
按照泵壳的接缝的剖分方式可分为水平中分式和垂直分段式；
按照输送介质分为油泵和清水泵；
3、离心泵的主要结构：
离心泵主要由转子、泵壳、轴端平衡装置和密封装置组成。
3.1、转子是离心泵转动部分的统称，包括叶轮、轴承、轴套及其他安装在轴上的转动部件。叶轮是离心泵工作的主要部件，结构形式一般可分为开式叶轮和闭式叶轮。低速离心泵普遍使用闭式叶轮，高速离心泵一般使用开式叶轮。
3.2、泵壳由吸入室和排出室组成。一般吸入室有锥管式、半蜗壳式和圆环式组成。排出式主要有蜗壳式和导叶式。
3.3、轴向、径向力平衡装置，由于结构的特点吸入端的轴向推力会使泵轴向吸入端窜动。一般在多级泵采用平衡管平衡轴向力。径向力平衡装置一般在结构的设计中进行补偿。
3.4、密封装置是为了保证泵的正常工作状态，在轴于机壳之间安装密封装置。密封装置根据泵的运输介质一般油泵采用机械密封，机械密封常见的有弹簧式、波纹管式密封。水泵多采用填料密封。
4、往复泵的原理及组成
往复泵是容积式泵的一种，一般使用在压力高流量小的地方。主要有柱塞式计量泵、隔膜式计量泵，齿轮泵、螺杆泵等。在炼油装置中多使用柱塞式计量泵和隔膜式计量泵。
4.1往复泵的特点。
⑴ 往复泵的排出压力取决于管路特性和泵的强度。
⑵ 泵的流量与排出压力无关,取决于液压缸的结构尺寸和活塞的行程长度。
⑶ 适用于高压、小流量和高黏度的液体。
⑷ 往复泵的流量可根据需要采用多种调节机构来进行控制，从而达到精确计量的目的。
4.2 计量泵的结构：
计量泵是往复泵的一种，它就具有精确输出流量，和可调节流量的特点。也是炼油及化工装置常用的泵类设备。
计量泵的组成部分包括泵头、调节机构和动力部分组成。
1、泵头部件由单向阀、进出口法兰、及工作腔组成。
2、调节机构一般为机械调节，由“N”型轴、蜗轮蜗杆调节机构,
3、动力部分一般由电动机驱动。

第二章 施工中常用的方法及要求
一、动设备安装常用方法：
动设备安装一般可分为两种安装方式，有垫铁安装和无垫铁安装。
1、有垫铁安装：
1.1 垫铁安装的一般要求：
垫铁组层数一般不超过四层，平垫铁与基础接触面积不得小于垫铁面积的50%，平垫铁放置后的水平偏差要小于2mm/m，斜垫铁应配对使用，并且在斜垫铁下应放置平垫铁，垫铁组的高度应控制在30-70mm范围内；地脚螺栓把紧后，用0.5Kg的小锤敲击检查垫铁组的松紧程度，使各垫铁组承载均匀一致，复测泵水平不应有变化。用0.05mm厚的塞尺检查，垫铁之间及垫铁与底座之间的间隙在垫铁同一断面处从两侧塞入的长度总和，不得超过垫铁长度或宽度的1/3。垫铁应露出底座10-30mm，超出部分用气割割去。垫铁组两侧应进行层间点焊，设备底座与垫铁之间不得焊接。
1.2 垫铁的布置方法：
垫铁采用钢制垫铁，一般由平垫铁和斜垫铁组成。斜垫铁应配对使用。垫铁的布置分为标准垫法、十字垫法、辅助垫法、筋底垫法。
1）标准垫法（如下图）

一般垫铁尽量放置在地脚螺栓的两侧，并且垫铁之间的间距应在500~1000mm之间，如果间距过大应在其间布置一组垫铁。

2）十字垫法（如下图）

十字垫法适用于小型设备，

3）辅助垫法、筋底垫法：
辅助垫法和筋底垫法可以根据实际情况施工，当设备底座有筋板时应将垫铁放置在筋板下以增加底座的强度，辅助垫法和标准垫法同时使用以增加整个垫铁组的支撑力，防止底座变形。
1.3 三点找正法

有垫铁安装在设备初找平时可以使用三点找正法，三点找正法是一种快速调整设备标高、水平的方法。（如下图）

将三组垫铁放置在底座的适当的位置，注意一定要保证设备的稳定性，并且要保证基础不受到损害。调整设备的标高，水平，三点找正法可以省去垫铁组过多，调整复杂的麻烦。
2、无垫铁安装法：
1.1 无垫铁安装的施工步骤
垫铁安装利用安装用的顶丝或小型千斤顶调整水平的，设备的自重和地脚螺栓的拧紧力均由二次灌浆层来承担。在二次灌浆层达到达到设计强度的75%后紧固地脚螺栓并松开顶丝或千斤顶。
无垫铁安装调整比较方便，稳定性好的特点；但工作比较烦琐。
一般的施工顺序为就位→使用顶丝调整标高、水平→二次灌浆→松开顶丝，施工前应将所有的顶丝涂黄油并用塑料布包裹，防止灌浆料与螺栓粘结。
1.2 无垫铁安装法的技术要求：
1） 采用顶丝找平时，在顶丝位置预埋顶丝用的钢垫板，钢垫板的水平度小于2mm/m。
2） 二次灌浆必须达到设计强度的75%后才能松开顶丝。

第三章 泵的安装步骤及技术要求
一、泵类设备安装步骤：
施工准备→设备开箱验收及保管→基础验收及处理→泵及驱动机的吊装就位→泵及驱动机的初步找平、找正和对中→泵及驱动机地脚螺栓孔灌浆→泵及驱动机的二次找平及对中→垫铁焊接二次灌浆→工艺管道安装→泵和驱动机的精对中→试运前准备→试运转。
二、泵施工步骤
1、施工准备
⑴ 随机资料齐全；
⑵ 熟悉图纸，编写施工技术措施，向施工人员技术交底；
⑶ 设备基础施工完毕，验收合格；
⑷ 施工用工、卡、量具齐全，量具经校验合格，并在有效期内；
⑸ 垫铁、地脚螺栓的准备；
⑹ 手段用料准备齐全。
2、设备安装前，对基础作以下的处理工作：
（1）需二次灌浆面的基础表面铲出麻面，以每平方分米内3-5个点为宜，表面不允许有油污或疏松层。
（2）放置垫铁处的基础表面铲平，铲平面的水平度偏差为2mm/m。
（3）预留螺栓孔内的碎石、积水、杂物清除干净。
3、 泵到货检验及保管
（1）泵到货后，由物资供应部门组织业主方、施工方专业技术人员、监理、及其他有关人员共同进行开箱检验。
（ 2）泵的开箱检查符合下列要求：
① 按设备技术文件的规定清点泵的零件和部件，要求无缺件、损坏和锈蚀等，管口保护物和堵盖完好；
② 核对泵的主要安装尺寸是否与工程设计相符；
③ 核对输送特殊介质的泵的主要零件、密封件以及垫片的品种和规格；
（3）开箱后，箱内零部件、专用工具应由专人进行妥善保管，防止其变形、损坏、丢失。不需安装的备品、备件，开箱检查后，交于业主，进行保管。泵上易损件必须拆除后妥善保管，确保在安装过程中不使其损坏。
4、 泵的安装
（1）施工现场具备条件后，查明泵的安装方位和标高，然后进行泵的安装。
（2）泵就位时在基础上放置临时垫铁组，泵和驱动机共用底座时可直接整体吊装就位。泵和驱动机的底座为分体结构吊装就位时，先就位泵体，调整完泵的标高、中心线位置后，吊装就位驱动机。
（3）泵就位后利用垫铁组，调整泵的标高和水平。整体安装泵纵、横向水平在泵的进、出口法兰面或其他水平面上进行测量，纵向水平偏差小于0.05/1000，横向安装水平小于0.10/1000；水平排列的泵，使用粉线控制泵的排列，使其在一条直线上，相邻两台泵的两端间距应保持一致。
（4）泵和驱动机分体就位安装时，水平的调整可泵体水平中分面、轴的外露部分、底座的水平加工面上进行测量，纵向和横向安装水平偏差均不应大于0.05/1000。泵体地脚螺栓灌浆后进行泵的初对中调整，调整时以泵为基准找正驱动机，对中通过找正卡具进行测量，两半联轴器的径向位移、端面间隙、轴向倾斜符合泵技术文件的规定。
（5）进行预留地脚螺栓孔的灌浆，分体安装泵对电机地脚螺栓灌浆。
（6）一次灌浆达到设计强度75%后，更换临时垫铁为正式垫铁，其布置方式必须符合规范规定。复测泵水平不应有变化。联轴器的对中以泵为基准，通过找正卡具进行测量，两半联轴器的径向位移、端面间隙、轴向倾斜应符合泵技术文件的规定,无规定时应符合规范的要求。合格后，拧紧地脚螺栓，并监视泵的水平和对中。点焊垫铁组。
（7）在找正后的二十四小时内，进行二次灌浆、抹面。
（8）二次灌浆达到设计强度的75％时可进行工艺配管。
5、 工艺安装
配管过程应符合下列要求：
（1） 进出口管道应加设承重支架，泵不得直接承受管道的重量；
（2） 泵与管道连接的法兰面应平行，不得借法兰螺栓或管接头强行连接；
（3） 管道与泵连接时，在泵口法兰处应加设临时盲板，防止脏物进入泵内。
6、联轴器的对中
联轴器对中见下一章节
7、泵类设备试运转
7.1泵类设备试运转具备的条件
① 泵的就位、找平、找正、检查及调查等安装工作全部结束，并有齐全的安装记录。
② 二次灌浆达到设计强度，基础抹面工作应结束。
③ 与试运有关的工艺管道及设备具备使用条件。
④ 泵的冷却水、封油线施工完，冷却水给水、排水系统畅通，达使用条件。
⑤ 电器系统施工完，达到投电条件。
7.2 试运转设备准备
①泵试运转流程中的管线已吹扫试压完毕，试运时使用泵进口前的过滤器。试运前应检查过滤器的过滤网是否清洁。
②试运附属设备设置完毕，管线及流程中的附属设备充满试运介质。
③泵内应注入随机技术文件规定的润滑油（脂）。
④试运时循环保持畅通，试运用介质流量满足泵的流量要求，保证泵能够连续正常运行。
⑤检查泵固定连接部位有无松动现象；检查泵各部位冷却水是否畅通。
⑥核对各泵的扬程和电机的电流、电压；
⑦指示仪表，电控装置操作灵敏、准确、可靠。
⑧手动盘车应灵活、无卡滞、摩擦现象。
7.3、泵单体试运转开车步骤
① 离心泵的运转步骤
★ 打开吸入管路阀门，关闭排出管路阀门；
★ 泵体的冷却水管路打开，并且保持畅通，
★ 泵开启前先打开泵的放空阀将泵腔充满输送介质。
★ 起动电动机，待电动机转速正常后，缓慢打开出口管路阀门。出口管路阀门在电机起动后，其关闭时间不宜超过3分钟。调节出口管路阀门到设计的工作压力或流量。
★ 试运完成后，先关闭出口阀门使泵处于空负荷后再停止电机。
② 高温离心泵在高温环境下的试运转步骤
★ 高温离心泵在高温环境下的运转前，应先进行泵体的预热，泵体预热时的温度应均匀上升，每小时温升不得超过50℃。
★ 预热时，每隔10分钟盘车半圈，温度超过150℃时，每隔5分钟盘查半圈。
★ 开启泵体上的放空阀门，排除泵内的气体。预热到规定温度后关闭放空阀门。
★ 停车后，每隔20～30分钟盘车半圈，直至泵体温度降到50℃为止。
③ 低温泵在低温情况下试运转步骤
★ 低温泵试运前应对泵体进行预冷。
★ 预冷前打开旁通管路；
★ 按照工艺要求对管道内和泵腔内进行除湿处理。
★ 进行泵体预冷，冷却到运转温度。冷却速度每小时不得大于30℃；预冷时，应全部打开放空阀门，预冷到规定温度后，再将放空阀门关闭。
④ 计量泵试运步骤
★ 试运前，将进口、出口管路阀门全部打开到最大位置。
★ 起动电动机。运转时，改变行程长度并观察泵运转情况。
★ 在额定压差值的确25%、50%、75%、100%逐级升压，每一级升压后运转时间不少于15min，最后在额定排出压力在运转一小时。
7.4泵试运转的技术要求
① 离心泵、计量泵和屏蔽泵按规范规定连续试运转四小时，
② 泵运转时，滚动轴承的温升不得超过40℃，最高温度不得超过75℃。滑动轴承的温升不超过35℃，最高温度不得超过60℃。泵运转时，振幅不应大于0.06mm。转子及各运动部件不得有异常响声和磨擦现象。
③ 电机的工作电流不得超过额定值。
④ 各润滑点的润滑油温度、冷却水的温度，应在技术文件规定范围之内。
⑤ 泵的输出压力和电动机电流符合设计要求，对于工作介质比重小于试验介质的离心泵，进行试运转时，要求控制电动机电流不得超过额定值，且流量不能低于额定值的20%。
⑥ 离心泵使用机械密封的允许泄露量符合技术文件规定。
⑦ 试运转过程中应做详细记录，发现异常及时处理。

第四章 联轴器对中的方法及公式
一、联轴器对中原理
使用两表对中方法调整对中值时,先将百分表分别打到联轴器的圆周和端面上。并且记录下以下的数据 。如下图：
圆周

压缩机
原动机

端面

D

S2

L1
S1

L2

简化后的图为：
如上图所示，（因为轴倾斜的角度很小，我们忽略了轴倾斜所增加的长度）我们通过相似三角形的原理可以推算出以下公式：
S1/L1=端面表显示值/D
S1=端面表显示值* L1/D
S2/L2=端面表显示值/D
S2=端面表显示值* L2/D
其中S1，S2表示原动机两支脚的调整量，注意使用上公式可将两轴调整到平行位置，调整好后再调整原动机的圆周值，圆周值的调整可根据表上读数的1/2，在原动机的支脚加减调整垫片。
二、对中偏差的计算方法：
在联轴器盘互成900的四个位置测得两轴的径向及轴向百分表读数，应按下列方法计算对中偏差数值。
a+a
1、两轴线径向位移量计算：

a= ax=(a2-a4)/2 ay=(a1-a3)/2
a :两轴线的实际径向位移；
a1~a4 －百分表分别在 0°、90°、180°、270°四个位置上测得的径向表读数；
ax －两轴线沿 x 轴径向位移，毫米；
ay －两轴线沿 y 轴径向位移，毫米；
2、两轴线轴向倾斜计算公式:
θ+θ

θ=
θx=(b1-b3)/b0
θy=(b2-b4)/b0
式中 θ－两轴线的实际轴向倾斜；
θx－两轴线沿 x 轴的轴向倾斜；
θy－两轴线沿 y 轴的轴向倾斜
b1~b4 －百分表分别在 0°、90°、180°、270°四个位置上测得的轴向表读数；
d0－轴向百分表触头的回转直径。
在机组的对中找正过程中还应注意：精对中应在进、出口管线安装完成后进行，精对中一般采用调整垫片修正偏差。精对中按照冷态对中曲线进行，对中找正时必须注意环境温度变化对对中数据的影响。在测量的过程中还要测量主动机各地脚螺栓是否有虚角现象，如果有应首先消除虚角后在进行找正。
三、单表找正法计算公式

a1
a2
a3
a4
b1
b2
b3
b4
D
Y
Z
LY
LZ
B轴
A轴

计算公式：
Ly垂=1/2（a3+b3）×(Y/D)-1/2（b3-b1）
Lz垂=1/2（a3+b3）×(Z/D)-1/2（b3-b1）
Ly水=1/2（a2-a4+b2-b4）×(Y/D)-1/2（b2-b4）
Lz水=1/2（a2-a4+b2-b4）×(Z/D)-1/2（b2-b4）
注：对中时用实测值减去表架挠度，即为表的实际读数值。底部应减去挠度的2倍，左右读数应减去挠度。

第五章 单表对中法
1. 单表法简介
单表法对中是将对中表架和百分表分别固定在相邻两机器的半联轴器上，然后各自转动两轴或同时转动两轴，通过百分表的读数来计算和调整对中状况。此法的优点是直观明确，表架简单计算调整方便。由于它从根本上消除了转子轴向窜动对找正读数的影响，因此对中精度较高，对大型多台单机组成的机组特别适用。
2. 单表法对中的基本程序
2.1 测定对中表架的挠度，将挠度值在表架上打永久性标志。对中时用实测值减去表架挠度，既为表的实际读数值，底部的读数值应减去挠度的2倍，左、右的读数应减去挠度。
A轴
A向
B轴
A向
b
a

b1=0
a1=0
b2
b3
b4
a2
a3
a4
2.2 将相邻机器的两半联轴器沿圆周做出四等分标志，见图1。

图1

2.3 将表架固定在A轴上，表头触在B轴半联轴器外圆上，百分表不动，转动B轴360°,此时百分表的读数为半联轴器外圆的圆度偏差。在实测时应减去此偏差值，两轴同时转动不产生偏差值。
2.4 调整百分表到b1=0。按转动方向转动A轴（或同时转动两轴），在B轴联轴器外圆测出b2、b3、b4的值，检查读数应使b1+b3=b2+b4(误差应小于0.02mm)，若不等时查明原因重新测量。百分表读数是对中时进行调整的依据，因此要求百分表读数应准确无误，还应注意数值的“正”、“负”。
2.5 同样将表架固定在B轴上，重复步骤3、4、测出a1、a2、a3、a4四个数值。（注意：两次盘车方向一定要一致，读数方向也要一致）。
2.6 根据两组百分表读数，确定支脚再垂直和水平方向的调整量和调整方向，调整量可用计算法和作图法确定。
3. 支腿调整量的确定
3.1 计算法
3.1.1 用计算法求调整轴A支腿垫片调整量时，应先测出D、Y、Z的值，见图2，并以Ly和Lz分别表示前后支脚的调整量。
B轴
A轴
Y
Z
D
Y
Z
图2
这种计算方法只是先将两轴找成一条直线，在实际调整时还应将各支腿处的膨胀量或收缩量考虑进去。

3.1.2 计算公式
L=1/2AC-B/2
式中 L——机器支脚在垂直和水平方向的调整值，即
Ly垂=1/2A垂Cy-B垂/2
Lz垂=1/2A垂Cz-B垂/2
Ly水=1/2A水Cy-B水/2
Lz水=1/2A水Cz-B水/2
计算结果为正值时应加垫，负值应减垫，水平方向只是用顶丝调整中心偏差而不是增减垫片：
A——两机器在垂直方向（A垂）和水平方向（A水）的中心偏差（百分表读数的代数和）；
其中：A垂=a3+b3
A水=a2-a4+b2-b4
C——调整轴（A轴）支腿中心与基准轴（B轴）半
联轴器上百分表读数平面间的距离（Y、Z）和两百分表读数平面距（D）之比，即CY=Y/D或CZ=Z/D
B——基准轴在垂直方向（B垂）和水平方向（B水）的中心偏差
其中 B垂=b3
B水=b2-b4
3.2 作图法
单表对中作图法是在单表对中计算法的基础上发展起来的，它的最大优点是简单、直观。尤其是在垂直面需要预留热膨胀量及水平面上需要留出水平偏差的对中，这一点更加突出。下面以垂直方向的调整为例介绍某机组作图法的步骤。

3.2.1 在坐标纸上画出机组运转时的热态线，按比例标出机组各段轴向尺寸和相应的位置，见图3。
热态线
支座
A轴
支座
支座
B轴
支座
0.29
0.12
A1
A2
A3
A4
0.15
0.336
0.18
0.16
B1
冷态线
B21
B4
B3
图3

3.2.2 在热态线上通过各支腿点分别作热态线的垂线，按比例将制造厂提供的或计算出的轴中心在各处所需求的预留膨胀数值标在各自的垂线上（膨胀量向下，收缩量向上），得出A1、A2、B1、B2四点，连接A1、A2和B1、B2，延长两直线分别与各自联轴器处的垂线交与A3和B3点，此A1A3和B1B3线既是A轴和B轴在冷态时要求的安装曲线，称冷态线。
3.2.3 确定对中时百分表要求读数值，把A1A3和B1B3直线再延长到相邻联轴器处的垂线上，得出A4和B4两点，按坐标图比例测出A4B3为0.16mm，A3B4为0.18mm。分别为B轴与A轴在两半联轴器轴中心应有的偏差值，百分表读数应为轴中心偏差值的两倍，见图4。

+0.16
+0.16
-0.18
-0.18
0.00
0.00
+0.32
-0.36
b1
b2
b3
b4
a1
a2
a3
a4
图4

读数的“正”、“负”值由两轴的相互高低位置决定（表针顺时针转为正）。
3.2.4 画出对中时各轴的实际位置曲线。B轴与A轴在对中调整前，应先测出自联轴器处的实际偏差数据，算出轴中心的偏差：
B轴中心偏差=（b3-b1）/2 ， A轴中心偏差=（a3-a1）/2
把各轴中心偏差值分别标在画有安装曲线的坐标纸上，得出C、D两点。连接C、D两点成一直线并向A轴侧延长，与A轴支腿处垂直线分别交于E、F两点，此DEF线（虚线）即是B轴中心调整前实际所处的位置线，见图5。
A轴
B轴

L2
L1
E
D
C
A1

(a3-a1)/2
(b3-b1)/2
F
A4
A3
A2

B3
B2
B4
B1

图5
3.2.5 确定支腿处的调整量。在画有安装曲线的图上画出A轴的实际位置曲线后，两曲线在A轴支座处的偏差量L1和L2即是支座处的调整量。经对中调整后的最终实际曲线应与安装曲线基本重合，两线的最大误差值应小于0.04mm。用同样的方法可进行水平位置的调整。
如果制造厂技术文件给出机组的对中曲线和各联轴器的百分表读数值，上述步骤可简略，在坐标纸上直接按比例画出冷态安装曲线和实际对中时的曲线，进行比较后即可确定各支腿处的调整量。例如上述机组即是如此。
3.3 填表计算法
该法最大特点是适用面宽，运算层次清楚，对于按直线找正或冷态曲线找正均适用。计算表格见表1。
表1

b1=0
b2=
b3=
b4=
a1=0
a2=
a3=
a4=
b1
b2
b3
b4
B
a1
a2
a3
a4
A
b1′
b2′
b3′
b4′
B
a1′
a2′
a3′
b4′
A
b1′=0
b2′=
b3′=
b4′=
a1′=0
a2′=
a3′=
a4′=

（1）轴端距及支腿距离
D=
Y= D
Z= Y
Z

（2）设计值′

(3) 实测值

′

b1〞=0
b2〞=b2′-(-S)=
b3〞=b3′-(-S)=
b4〞=b4′-(-S)=
b1〞
B
b3〞
b3〞
b2〞
A
(4) 减掉表架挠度后的实测值

′

式中s为表架挠度

a1″= a1″
a2″= a4″ a2″
a3″=
a4″= a3″

(5) 支腿调整量
水平方向:Ly水=VA水•Y/D-VB水 Lz水=VA水•Z/D-VB水
式中:VB水= (b2″-b4″)-(b2-b4) /2

VA水= (b2-a″)-(a2-a4) /2+VB水

垂直方向:Ly垂=VA垂•Y/D-VB垂
Lz垂=VA垂•Z/D-VB垂
式中: VB垂=(b3″-b3)/2
VA垂=(a3″-a3)/2
注: “正”值向左或向上, “负”值向右或向下