離心泵與軸封操作維修及故障排除

高廠修護組轉動機械課田開華

1前言:

泵浦在煉油石化工廠，是一項非常重要的設備，是輸送各樣原料、油料的原動力，如果泵浦有故障情況出現，可能會造成工廠停爐，損失將很慘重，如何避免這種情況出現，除了維修人員須將故障原因徹底排除外，操作人員亦須依標準操作程序來開、停俥，平時的巡檢也要確實，大家一起合作，發揮團隊精神，才能共創雙贏局面。

2

臥式單段離心泵3

二.基本原理

離心泵，顧名思義，就是利用離心力作用

的泵浦，以圓形途徑的運動力量產生離心力，使

液體遠離它所運動的圓形物體中心。利用馬達或

汽輪機的旋轉運動，帶動在離心泵泵殼內的葉輪

產生旋轉，使通過葉輪中心進口的水，得到快速

旋轉運動而產生離心力，離心力會迫使水通過

葉輪的出水口，從泵殼流出，水流出之後，泵殼

內成了真空，大氣壓力會迫使水從泵殼的進口

端，繼續進入泵殼中，再經過葉輪的旋轉，一直

重複這樣的動作，水就可以繼續不斷的從出水口

流出，這就是離心泵的基本原理。

4三.主要基本構件：

1.

泵軸(shaft)

2.

葉輪(impeller)

3.

泵殼與軸承箱(casingandbearinghousing)

4.

軸承(bearing)

5.

機械軸封(mechanicalseal)

6.

聯軸器(coupling)

5

臥式單段離心泵-16

臥式單段離心泵圖形7

1.

泵軸：

泵軸是泵浦帶動旋轉的主要元件，由於機械軸封

及聯軸器等均安裝在泵軸上，靠聯軸器與馬達或汽輪

機的聯軸器連接，產生同步旋轉，因此泵軸的製作非

常重要，必須要考慮到：材質的選擇、調質處理與表

面硬化、尺寸的精準度、加工後的直度。

(標準值為0.05mmTIR以內)。TotalIndicatorReading

8

泵軸(shaft)9

2.葉輪：

葉輪是泵浦的心臟，泵浦就是靠葉輪旋轉，

將液體以其圓周速度旋轉產生速度能，經渦殼

轉換為壓力能。離心泵浦的流量與壓力大小，

是由葉輪的形狀、大小及轉速來決定。葉輪安

裝前，要做動平衡校正，標準值依ISO規定G6.3

級以內為合格。

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葉輪(impeller)11

單吸口式葉輪12

葉輪有平衡孔13

雙吸口式葉輪

14

泵軸(shaft)與葉輪組合後稱為

轉子(rotor)準備作動平衡校正

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泵軸與葉輪(轉子)16

雙吸口式泵浦-117

雙吸口式泵浦-218

封閉式葉輪：

封閉式葉輪在進口端再加裝耐磨環(wearingring)，則其流量之漏 損可降至最低，對於泵浦效率可以提高很多，因此封閉式葉輪適用 於泵送一般液體，使用亦最廣泛。通常於葉輪與泵殼間，各裝有一 個耐磨環(wearingring)兩者之間要有適度的間隙，間隙的多少，除依製 造廠家規定外，亦可參考美國石油協會(API)的規定。若間隙過大， 漏損量會增加，泵出的流量就會減少，但若間隙過小，則兩耐磨環 易產生磨擦，甚至卡死，因此如何選擇確定間隙的多少

，非常重 要。另外材質、硬度的選擇及溫度因素亦要仔細考慮。

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封閉式葉輪：2021

3

.軸承箱(bearinghousing)

軸承箱(bearinghousing)是安裝徑向軸承及止推軸承的地方，注意公差尺寸及同心度。防止打滑及振動產生。在止推軸承端蓋，要保持0.05至0.20mm預留膨脹間隙。

3-1.填料函(stuffingbox)

是泵殼的一部分，是防止液體洩漏與氣體進入之處，亦是安裝機械軸封的地方。要注意喉頸軸套(throatbushing)與機械軸封軸套的尺寸間隙。22

轉子裝入軸承箱23

泵殼casing24

填料函25

4.軸承：

離心泵的軸承分為：

1.徑向軸承：一般為深溝滾珠軸承，

以6為字頭的軸承。如6311、6214等。

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2.止推軸承：為斜角滾珠軸承，

以7為字頭的軸承。如7311、7312、7313等。27軸承安裝前須先檢查軸承是否完好，軸承的安裝，不可以敲打方式安裝，以電力加熱方式安裝為宜，溫度勿超過110℃，安裝前，要注意軸承內徑與泵軸，外徑與軸承箱的公差尺寸，及各種組配方式。組配方式依泵浦說明書建議方式為準

一般止推軸承以背對背方式組配28

軸承與泵軸組裝29

5.機械軸封：

機械軸封最主要的目的是密封液體，並且防

止泵送的液體產生洩漏，造成污染及危險。

機械軸封的基本組件有：軸封法蘭、軸套、

轉動環、固定環、保持器、密封元件。

組裝機械軸封，首重清潔，並注意測量轉動

環與固定環間的壓縮量，一般約為3-5mm。

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機械軸封(mechanicalseal)31

軸封法蘭32

機械軸封組件33

機械軸封BellowType34

6.聯軸器：

聯軸器是將泵浦軸與馬達軸，接合在一起，傳送馬達的動力，帶動泵浦運轉的一個元件，聯軸器的選擇，必須考慮到額定的扭力能量，

調節兩軸的不對準誤差(misalignment)，即要求兩軸必須完全對準(alignment)，且幾乎完全同心才可以，平行度與角度偏差應在0.05㎜TIR以內。由於有不對準的存在以前使用的齒輪式聯軸器(gearcoupling)不對準誤差大已漸漸淘汰，可橈性聯軸器(flexibledisccoupling)是最佳選擇，可橈性聯軸器的釸鋼片(disc)來吸收不對準的誤差，減少振動源。若釸鋼片有損壞，就是警訊，必須檢查不對準的誤差是否過大，或是泵浦、馬達過緊造成。

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聯軸器(coupling)

36

聯軸器37

馬達與泵浦及聯軸器組合38

聯軸器釸鋼片39

四.油杯的作用：

油杯的目的為能適時自動補充潤滑油。

軸承安裝軸承箱內，必須添加適質、適量的

潤滑油來潤滑軸承，本廠一般使用R-68潤滑

油，軸承常因潤滑油有減少或不夠時，會因

油量不足而燒毀，除會損壞泵浦外，更有可

能造成工安事件，不能輕忽之，因此安裝油

杯，使用油杯內的油量，來適時自動補充潤

滑油，若油杯的油位調整不適當，或油管有

堵塞時，則無法發揮油杯的功能，如何調整

油杯的油位，如下：

4041

油位圖42

油位太低或失油慘狀一43

失油慘狀二44

失油慘狀三45

五.泵浦的操作：

1.先將軸承箱加入適質、適量的潤滑油，一般使用R68循環機油，

油杯、油量需清晰可見，油量保持八分滿為宜。

2.檢查各項冷卻水、沖洗油、密封蒸汽是否已打開。

3.確認馬達轉向在正確方向。

4.先慢慢打開進口閥，讓泵液進入泵殼內，再打開排氣閥，排氣

閥在出口管線上任何點，將泵殼內空氣完全排出，看到泵液流

出後，關閉排氣閥，再將進口閥完全打開。並打開出口閥1至2轉。

5.啟動馬達或汽輪機。

6.迅速打開出口閥，不可讓泵浦在出口閥關閉下，長時間運轉，並

立即察看流量、壓力是否正常穩定，若有不正常，立即停車檢查。

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7.軸承溫度，以不超過82C為宜，並測振動值以8mmsec以下為宜。

8.運轉後及平時巡檢，都要查看泵浦的機械軸封是否有洩漏，軸承

的溫度及振動值是否合格，出口壓力表指針是否穩定，以及是否

有異聲及潤滑油是否足夠或變質，若有不正常，應立即停車檢查

，並作應變處理，不要勉強繼續使用，易造成更大故障情況。

9.若泵浦是由汽輪機帶動，可以升降轉速來調整流量；若是由馬達帶

動，可以關小出口閥來調整流量，或配一旁路以導出泵液，以避免

泵浦過熱或泵液產生汽化現象。

10.泵浦停車後，須先關出口閥，再立刻關進口閥，最好加裝止迴閥， 以避免泵液倒灌，造成泵浦反轉，反轉易造成泵浦損壞。

11.欲泵浦操作順利有四要1.要有充足泵液2.起動前泵殼內的空氣要完

全排出3.軸承箱要有適質、適量的潤滑油4.要勤清進口濾網。

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六.故障原因及排除：

1.機械軸封洩漏：（約佔70﹪）

1-1檢查軸封法蘭。

1-2檢查軸套。

1-3更換全套機械軸封或部份配件。

1-4檢查或更換軸封法蘭墊圈。

1-5檢查沖洗油管是否堵塞。

1-6檢查密封蒸汽管是否打開。

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2.振動：（約佔5﹪）

2-1基礎不堅實或管線變形或螺絲未鎖緊。

2-2

聯軸器故障。

2-3兩軸不對準。

2-4

泵軸直度超出標準值。

2-5

葉輪破損或有雜物，產生不平衡。

2-6

軸承鬆動或損壞。

2-7

有旋渦真空現象(cavitation)。

2-8進口濾網堵塞或進口量不足。

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3.量不足或無量：（約佔5﹪）

3-1泵內空氣未排盡。

3-2轉向錯誤。

3-3進口量不足。

3-4進口濾網堵塞。

3-5葉輪鬆脫或有堵塞。

3-6葉輪耐磨環磨損過多。

3-7旁路(bypass)被打開。

3-8泵液有汽化現象。

3-9轉速不足。

3-10相同進口，被另一臺吸走。

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4.出口壓力不足：（約佔5﹪）

4-1泵內空氣未排盡。

4-2轉向錯誤。

4-3進口量不足

4-4進口濾網堵塞。

4-5葉輪鬆脫或有堵塞。

4-6葉輪耐磨環磨損過多。

4-7泵液有汽化現象。

4-8轉速不足。

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5.軸承故障：（約佔5﹪）

5-1使用潤滑油號別不合規定。

5-2潤滑油油量過少或含有水分。

5-3軸承與軸承箱公差尺寸太緊。

5-4軸承箱兩端軸承的同心度不對。

5-5兩軸不對準。

5-6空氣透氣口有堵塞。

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6.異聲：（約佔5﹪）

6-1軸承鬆動或損壞。

6-2檔油環鬆脫。

6-3葉輪耐磨環鬆脫或磨擦。

6-4有旋渦真空現象cavitation)。

7.馬達易跳車：（約佔5﹪）

7-1馬達或M.C.C.故障。

7-2泵浦軸承損壞。

7-3泵殼內有機件鬆脫或損壞。

7-4泵殼內有雜物卡住葉輪。53七.檢修時應注意事項：

1.

檢修前應知所有故障情形，一併檢修。2.

拆卸泵浦時，應檢視滑油狀況，以判斷軸承是否正常。3.通知操作人員清潔進口濾網。4.檢視故障配件，研判故障原因。5.若有更換軸承，必須清洗軸承箱。6.組裝及安裝後，要用手慢慢轉動，以檢視是否有鬆緊或卡住。7.螺絲鎖緊應注意扭力值。54

八.維修人員的檢修觀念：

維修人員檢修泵浦，就如同醫生看診病人，但病人可將病狀告訴醫生，因而可對癥下藥，然而，泵浦卻無法將癥狀告訴維修人員，只能出現徵兆來表達，如：洩漏、振動、異聲、無量….等，因此，當有徵兆出現時，應立即停俥檢修，不可有等到用壞了再修的觀念，（操作人員亦要有這種觀念），否則很容易將原本簡單的小修工作，變成複雜的大修工作，除增加自己的工作量外，維修成本亦會增加不少。

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維修人員對於故障原因的研判，除要檢視

損壞的備件外，亦要研判可能造成的原因，

才能徹底解決故障的原因，否則只是更換備

件，故障原因未察，故障情形仍會不斷發生

，修不勝修，耗工耗材。泵浦是轉動機械的

一種，組裝及安裝中，要時常用手慢慢轉動

，以檢視是否有鬆緊現象，可立即重新檢修。

檢修工作看似粗魯黑手工作，其實是粗中帶細的

精密工作，不但尺寸要精準，注重清潔，安裝要 有技巧，除要依標準作業程序施工外，還要有一次

就要完全修好的觀念，修的好比修的快還重要。

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檢修工作看似粗魯的黑手工作，其實是粗中帶細的精密工作，不但尺寸要精準，注重清潔，而且安裝還要有技巧，除要依作業標除準程序（SOP）施工外，還要有一次就要完全修好的觀念，提昇檢修品質，修的好比修的快還重要。

THEEND

57第一節活塞式空壓機的工作原理第二節活塞式空壓機的結構和自動控制第三節活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當第一級吸氣狀態的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規定做例行保養的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優于其它型式的壓縮機，已經得到壓縮機行業的關注和公認。被譽為“環保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩、振動小、工作環境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環（單級壓縮）工作循環：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發生相撞。第一節活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數—相對容積C、容積系數λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性