离心泵单元仿真培训系统

实训内容介绍

离心泵主要由泵壳、叶轮、轴、轴封及密封环等组成。

(1) 泵壳

泵壳是泵的主体,起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。泵壳有轴向剖分式和 径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的,多级泵径向剖分壳体一般为环形体或 圆形壳体。一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋形液道,用以收集从叶轮中甩出的液体,并引向扩散 管至泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。

(2) 叶轮

叶轮是离心泵的核心部分,也是唯一的作功部件,泵通过叶轮对液体做功。 叶轮型式有闭式、开式、半开式三种。闭式叶轮由叶片、前盖板、后盖板组成。 半开式叶轮由叶片和后盖板组成。开式叶轮只有叶片,无前后盖板。闭式叶轮效率较高,开式叶轮效率较低。

(3) 轴和轴承

泵轴是联轴器和电动机相连接,一端固定叶轮,一端装联轴器。将电动机的转矩传给叶轮, 所以它是传递机械能的主要部件。根据泵的大小,轴承可选用滚动轴承和滑动轴承。

(4) 轴封

轴封一般有机械密封和填料密封两种。一般泵均设计成既能装填料密封,又能装机械密封。

(5) 电动机

离心泵有电动机提供动力。

工艺原理及流程

工艺原理

离心泵启动前泵壳内要灌满液体,当原动机带动泵轴和叶轮旋转时, 液体一方面随叶轮做圆周运动,一方面在离心力的作用下自叶轮中心 向外周抛出,液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体流经蜗壳到排 液口时,部分速度能将转变为静压力能。在液体自叶轮抛出时,叶轮中 心部分造成低压区,与吸入液面的压力形成压力差,于是液体不断地被吸入,并以一定的压力排出。

离心泵的操作中经常遇到两种不正常的现象:气蚀现象和气缚现象。气蚀是指 当贮槽叶面的压力一定时,如叶轮中心的压力降低到等于被输送液体当前温度下 的饱和蒸汽压时,叶轮进口处的液体会出现大量的气泡,这些气泡随液体进入高 压区后又迅速被压碎而凝结,致使气泡所在空间形成真空,周围的液体质点以极大 的速度冲向气泡中心,造成瞬间冲击压力,从而使得叶轮部分很快损坏,同时伴有泵 体震动,发出噪音,泵的流量,扬程和效率明显下降。这种现象叫气蚀现象。

气缚是离心泵启动时,如果泵内存有空气,由于空气密度相对于输送液体很低, 旋转后产生的离心力小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液体吸入泵内, 虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为离心泵的气缚现象。气缚现象表示 离心泵无自吸能力,所以在启动之前必须向泵壳内灌满液体。气缚现象泛指离心泵抽空现象。

离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点,因此离心泵在工业生产中应用最为广泛。

工艺流程

离心泵操作在化工装置中是常见的一类单元操作。本离心泵操作单元为重油加氢裂化 装置的一部分,原料自上游装置经液位控制阀LV101进入原料缓冲罐D101。D101罐压 力由顶部压力控制器PIC101分程控制,压力低时,氮气补入系统,压力高时,系统向 火炬泄压。原料油由罐底原料油泵P101A/B抽出,其流量经流量控制器FIC101调节控制 送至下游装置。

工艺流程图如下:

功能介绍

DCS站画面

DCS站提供DCS自动控制和控制操作。模拟操作员级别的操作,以操作员级别进入DCS站。

离心泵操作单元标准工艺流程仿真模型DCS站画面如下图:


现场站画面

现场站:提供装置现场的交互就地操作。

(1)二维现场站

离心泵操作单元标准工艺流程仿真模型现场站画面如下图:


三维现场站可作为OTS(OperatorTrainingSimulator,操作仿真培训系统)现场选择方案,可实现3D环境漫游、交互操作、声色效果等功能。

主要包括3DFOD(FieldOperateDevices,现场操作站)的运行环境要求、界面与功能、操作说明等内容。具体包括: 3DFOD运行环境要求、界面、查找、连接、定位、协同、分数、设置、地图以及操作说明。

运行环境要求

3DFOD作为OTS的组成之一,提高了对计算机显卡的要求。为了获得最佳的用户体验,建议在如下环境中运行:

内存:8GB

显卡配置:NvidiaGeForce8600GTS或更高

操作系统:Windows7/10

有线网卡:10/100/1000M

显示器:最佳效果1366*768