開(kāi)題報(bào)告的文獻(xiàn)綜述
由于開(kāi)題報(bào)告是用文字體現(xiàn)論文的總體構(gòu)想，因而篇幅不必過(guò)大，但要把計(jì)劃研究的課題、如何研究、理論適用等主要問(wèn)題說(shuō)清楚，一般應(yīng)該包含一下幾個(gè)部分：總述、提綱、參考文獻(xiàn)、寫(xiě)作方法、進(jìn)度安排。
碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述課題名稱(chēng) 學(xué)號(hào) 姓名 學(xué)院 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院 學(xué)科專(zhuān)業(yè) 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間：
目錄
開(kāi)題報(bào)告
1.1課題來(lái)源
1.2研究意義
2.1離心泵故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀
2.2管道泄漏檢測(cè)研究現(xiàn)狀
2.3存在的不足
3.1論文主要研究?jī)?nèi)容
3.2論文采用的技術(shù)路線
1.1油氣能源的重要性
1.2管道的特點(diǎn)及應(yīng)用 10
1.3 設(shè)備系統(tǒng)的故障耦合作用 12
二、離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及主要故障形式 13
2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 13
2.2 離心泵的性能參數(shù)及曲線 15
2.3 離心泵常見(jiàn)故障分析 18
三、故障診斷現(xiàn)狀及趨勢(shì) 20
3.1 故障診斷現(xiàn)狀 20
3.2 故障診斷發(fā)展趨勢(shì) 2
7四、管道泄漏檢測(cè)方法綜述 27
五、輸油泵與管道耦合故障診斷方法綜述 29
參考文獻(xiàn) 30
開(kāi)題報(bào)告
一.課題來(lái)源及研究意義
1.1 課題來(lái)源
本論文的課題來(lái)源于以下兩個(gè)項(xiàng)目課題：
1)國(guó)家自然科學(xué)基金——********(編號(hào)：);
1.2 研究意義 石油是維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，中國(guó)目前70%的石油通過(guò)管道 運(yùn)輸。
石油是維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，石油管道則是保障能源供給、 關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性設(shè)施。
中國(guó)目前 70%的石油通過(guò)管道運(yùn)輸，石油管道總 里程已接近 萬(wàn)千米，其中原油管道1.99 萬(wàn)千米，成品油管道1.81 萬(wàn)千米。
石油管道運(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)的安全不僅關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境 安全，還關(guān)系到國(guó)家的能源安全。
管道和泵機(jī)組好比是人體循環(huán)系統(tǒng)中的“血管” 和“心臟”，它們分別是石油管道運(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的靜設(shè)備和動(dòng)設(shè)備， 其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)輸油系統(tǒng)的安全性。
中國(guó)現(xiàn)有管道中的 60%已運(yùn)行20 年左右，存在管線老化、腐蝕穿孔等問(wèn)題， 管道進(jìn)入事故多發(fā)期，并且管線占?jí)骸⒋蚩妆I油等人為因素所導(dǎo)致的管道破壞也 時(shí)有發(fā)生。
此外，與之相配套的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施也存在著超期服役等問(wèn)題，這些因素都 嚴(yán)重影響了石油輸送的安全運(yùn)行。
其輸送的油品具有高壓、易燃、易爆等特性， 使其在輸送和存儲(chǔ)等過(guò)程中存在著很多安全隱患，并且系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制 參數(shù)繁多，且調(diào)節(jié)操作頻繁，易引起“連鎖反應(yīng)”。
如果發(fā)生一般事故，如停泵， 將造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。
一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，不僅直接經(jīng)濟(jì)損失巨大，而 且還將造成人員傷亡，甚至影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)。
對(duì)其開(kāi)展故障診斷對(duì)確保整個(gè)儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要意義，有助于 減少誤報(bào)警、減少非計(jì)劃停機(jī)、給出合理的維修策略，對(duì)于保護(hù)油氣生產(chǎn)安全、 人員生命財(cái)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。
二.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及不足2.1 離心泵故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀 機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)從單憑直覺(jué)的耳聽(tīng)、眼看、手摸，發(fā)展到 采用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信號(hào)分析技術(shù)的先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，諸如超聲、 聲發(fā)射紅外測(cè)溫等。
人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊數(shù)學(xué)等新興學(xué)科在機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè) 技術(shù)中也找到用武之地。
機(jī)械動(dòng)態(tài)信號(hào)分析方法和應(yīng)用技術(shù)放方面新近的發(fā)展有：采用空間域?yàn)V波的 預(yù)處理、采用Vold=Kalman 濾波的多軸階比信號(hào)分析技術(shù)、適于非平穩(wěn)信號(hào)的基 于Wigner-Ville 分布分析、小波(wavelet)變換方法、混沌分析方法、智能傳感 與檢測(cè)技術(shù)及與VXI 總線一起平臺(tái)相關(guān)的技術(shù)等。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外較典型的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方式主要有3 離線定期監(jiān)測(cè)方式。
測(cè)試人員定期到現(xiàn)場(chǎng)用一個(gè)傳感器依次對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并用磁帶機(jī)記錄信號(hào)。
數(shù)據(jù)處理在專(zhuān)用計(jì)算機(jī)上完成，或是直接在便攜 式內(nèi)置微機(jī)的儀器上完成;
這是當(dāng)前利用進(jìn)口檢測(cè)儀器普遍采用的方式。
采用該 方式，測(cè)試系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，但是測(cè)試工作較繁瑣，需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)試人員。
由于離線 定期監(jiān)測(cè)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障。
在線監(jiān)測(cè)離線分析的監(jiān)測(cè)方式(主從機(jī)監(jiān)測(cè)方式)。
在設(shè)備上的多個(gè)測(cè)點(diǎn)均安裝傳感器，由現(xiàn)場(chǎng)微處理器從機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和處理，在主機(jī) 系統(tǒng)上由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行分析和判斷。
這種方式是近年在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械上采用的方 式。
相對(duì)第一種方式，該種方式免去了更換測(cè)點(diǎn)的麻煩，并能在線進(jìn)行檢測(cè)和報(bào) 警;
但是該種方式需要離線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和判斷，而且分析和判斷需要由專(zhuān)業(yè)技 術(shù)人員參與。
自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方式。
該種方式不僅能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)，即使進(jìn)行故障預(yù)報(bào)，而且能實(shí)現(xiàn)在線地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析判斷;
由于能根據(jù)專(zhuān) 家經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)準(zhǔn)則進(jìn)行智能化的比較和判斷，中等文化水平的值班工作人員經(jīng)過(guò) 短期培訓(xùn)后就能使用。
該種方式比較先進(jìn)，既不需要認(rèn)為更換測(cè)點(diǎn)，也不需專(zhuān)門(mén) 的測(cè)試人員和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參與分析和判斷，但是軟硬件的研制工作量很大。
在國(guó)內(nèi)，泵測(cè)試技術(shù)的發(fā)展相對(duì)較慢，其歷程可以簡(jiǎn)要的劃分為兩個(gè)時(shí)期:20 世紀(jì)80 年代以前和20 世紀(jì)80 年代至今。
20 世紀(jì)80 年代以前，屬于指針式測(cè)試系統(tǒng)時(shí)期。
泵的測(cè)量基本采用分立式 儀器和儀表測(cè)量各種物理量。
例如，用彈簧壓力計(jì)測(cè)壓力，用文吐里流量計(jì)測(cè)流 量，用電流表、電壓表等測(cè)電力參數(shù)。
在這一時(shí)期，泵測(cè)試系統(tǒng)存在測(cè)試儀表眾 多，成本高，體積龐大，可靠性差，試驗(yàn)人員多，工作量大，效率低，試驗(yàn)誤差 大等問(wèn)題。
在這種條件下，為了得到性能優(yōu)良的水力模型，往往需要反復(fù)進(jìn)行多次模型試驗(yàn)，而且時(shí)間效率極低。
20 世紀(jì)80 年代至今屬于測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化時(shí)期。
這個(gè)時(shí)期正是計(jì)算機(jī)技術(shù)、 通信技術(shù)和智能控制技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)期，自動(dòng)控制領(lǐng)域日新月異，智能儀表、 先進(jìn)的控制系統(tǒng)等則層出不窮。
這給泵測(cè)試技術(shù)帶來(lái)了契機(jī)，人們面臨的困難迎 刃而解。
智能電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、微機(jī)扭矩儀、電子 計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等先進(jìn)的智能電子裝置迅速地被應(yīng)用于新一代的水泵測(cè)試系統(tǒng) 中，極大的提高了水泵測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、測(cè)試精度、響應(yīng)速度和人工效率。
在國(guó)外很多國(guó)家，泵測(cè)試領(lǐng)域的研究起步較早，泵計(jì)算機(jī)輔助性能測(cè)試系統(tǒng) 的使用很普遍，其測(cè)試精度和自動(dòng)化程度較高。
尤其是美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)家， 泵測(cè)試技術(shù)的發(fā)展走在我們的前列，泵測(cè)試系統(tǒng)呈現(xiàn)高集成、小體積、可移動(dòng)、 多功能、設(shè)備全和易操作等特點(diǎn)。
美國(guó)TecQuipment.Inc 生產(chǎn)的CentrifugalPumpTest Set 是一臺(tái)用于離心泵 測(cè)試的裝置，為研究離心泵在不同揚(yáng)程、流量和轉(zhuǎn)速下的特性提供了新的測(cè)試方 英國(guó)TQEducationand TrainingLtd 研發(fā)的離心泵測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊，操作方 便靈活，采用數(shù)字式儀表實(shí)時(shí)顯示所測(cè)得的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率值，用文丘里管測(cè) 量水泵的流量，研究分析了泵的汽蝕現(xiàn)象，并能得到離心泵的性能，如泵的流量 和揚(yáng)程特性，泵的流量和效率特性等等。
同樣，ArmfieldLimited 公司設(shè)計(jì)的多 泵試驗(yàn)臺(tái)可以得到不同類(lèi)型泵的運(yùn)行特性，通過(guò)用直流半導(dǎo)體閘流管控制器進(jìn)行 變速調(diào)節(jié)，能夠測(cè)量離心泵、渦輪泵、軸流泵和齒輪泵的揚(yáng)程、流量、功率和扭 矩等參數(shù)，并繪制泵的性能曲線。
德國(guó) FLUIDON Company 公司生產(chǎn)的汽車(chē)?yán)鋮s水泵試驗(yàn)臺(tái)用于測(cè)量快速轉(zhuǎn)動(dòng) 泵的效率、磨損和流量，可以測(cè)試轉(zhuǎn)速高達(dá)7500r/min 的快速旋轉(zhuǎn)泵，其允許的 最大流量是150L/min，電動(dòng)機(jī)的最大驅(qū)動(dòng)功率是30kw。
綜上可知，目前國(guó)內(nèi)泵測(cè)試裝置的自動(dòng)化程度還不是很高，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的 泵測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化水平普遍高于國(guó)內(nèi)。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深入和完善，技術(shù) 理論的日趨成熟，生產(chǎn)檢測(cè)自動(dòng)化水平的提高以及市場(chǎng)對(duì)高精度檢測(cè)的不斷需 求，泵測(cè)試技術(shù)將逐漸向測(cè)量?jī)x器的自動(dòng)原位校正標(biāo)定、寬測(cè)量范圍、多功能融 合、智能化、方便的網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)共享等方向發(fā)展。
2.2 管道泄漏檢測(cè)研究現(xiàn)狀 石油變得越來(lái)越重要，帶動(dòng)了石油工業(yè)，管道運(yùn)輸作為一種主要的石油運(yùn)輸 方式，也得到了迅猛發(fā)展。
隨著管道工業(yè)的發(fā)展，泄漏檢測(cè)技術(shù)也得到了進(jìn)步。
伴隨油氣田的開(kāi)發(fā)，油氣管道的安全運(yùn)行越來(lái)越受到廣泛的重視。
在管道建設(shè)過(guò) 程中，即使在鋪設(shè)、安裝及運(yùn)行時(shí)達(dá)到了相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但管道的老化依舊是不可避免的。
在管道事故中, 腐蝕、施工、材料缺陷及外部干擾是造成管道故障 的主要原因。
施工和材料缺陷造成的管道故障往往出現(xiàn)在管道運(yùn)行的初期, 腐蝕 造成的管道事故大多出現(xiàn)在管道運(yùn)行的后期。
油氣管道泄漏檢測(cè)方法根據(jù)測(cè)量手段、測(cè)量媒介、檢測(cè)裝置所處的位置和檢 測(cè)對(duì)象的不同，大體上可分為直接檢測(cè)法與間接檢測(cè)法、基于硬件與軟件的檢測(cè) 法、內(nèi)部檢測(cè)法與外部檢測(cè)法、監(jiān)測(cè)管壁狀況和監(jiān)測(cè)內(nèi)部流體狀態(tài)的方法，其中 用得較為廣泛的分類(lèi)方法就是根據(jù)測(cè)量手段將檢測(cè)方法分為直接檢測(cè)法和間接 檢測(cè)法。
直接檢測(cè)法是利用安裝在管道外邊的檢測(cè)器，直接檢測(cè)漏到管外的輸送液體 或其揮發(fā)氣體，從而達(dá)到檢漏目的的方法，直接檢漏法有：人工分段巡視法，機(jī) 載紅外線法，聲發(fā)射技術(shù)，電纜傳感器技術(shù)，光纖傳感器技術(shù)，土壤檢測(cè)技術(shù)， 超聲波流量測(cè)定技術(shù)，蒸汽測(cè)定技術(shù)，激光遙感技術(shù)等;
間接檢測(cè)法是指通過(guò)監(jiān) 測(cè)管道運(yùn)行參數(shù)的變化，如檢測(cè)流量、聲音、壓力等物理狀態(tài)的變化，利用數(shù)學(xué) 模型和計(jì)算機(jī)軟件來(lái)推斷出是否出現(xiàn)泄漏、并確定泄漏量大小和泄漏點(diǎn)位置。
間 接檢漏法有：水壓或氣壓試驗(yàn)檢測(cè)、體積或質(zhì)量平衡法、壓力點(diǎn)分析法(PPA)、 負(fù)壓波法、光學(xué)檢測(cè)法、聲發(fā)射技術(shù)法、動(dòng)態(tài)模擬法以及統(tǒng)計(jì)檢漏法等。
國(guó)際上泄漏檢測(cè)和定位的方法的研究已有幾十年的歷史，從最簡(jiǎn)單的人工分 段沿管道巡視發(fā)展到基于分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件相結(jié)合的方法，從陸上檢 測(cè)發(fā)展到海底檢測(cè)，甚至利用飛機(jī)或衛(wèi)星遙感技術(shù)等進(jìn)行空中對(duì)地下管道的檢測(cè) 等等，涉及范圍之廣，使用方法之多，可見(jiàn)，管道泄漏檢測(cè)技術(shù)是多學(xué)科多領(lǐng)域 知識(shí)的綜合。
盡管我國(guó)的管道檢測(cè)研究起步較晚，但和發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)交流很多，而且國(guó) 家對(duì)管道安全的重視程度也越來(lái)越大，因此發(fā)展很快。
目前開(kāi)展這方面研究的單 位很多，如中國(guó)石油大學(xué)、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、天津大學(xué)、 西安交通大學(xué)、重慶大學(xué)等，提出了一些方法并作出部分產(chǎn)品，目前在實(shí)際中的 應(yīng)用較廣泛，取得了較不錯(cuò)的效果。
2.3 存在的不足 儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)系統(tǒng)作為一個(gè)完整的水力學(xué)、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，管道與機(jī)組，管道自身、 機(jī)組自身各個(gè)部件間都有復(fù)雜的耦合作用關(guān)系。
傳統(tǒng)診斷方法往往忽視了這些耦 合關(guān)系，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。
這在很大程度上缺失了信息間整體、內(nèi)在的關(guān) 聯(lián)判據(jù)，因而無(wú)法克服誤報(bào)警率高的診斷難點(diǎn)。
原油管道輸送是在一個(gè)密閉的環(huán)境中進(jìn)行的，泵和管道組成了一個(gè)相對(duì)完整 的水力學(xué)系統(tǒng)，某一方運(yùn)行工況的改變都會(huì)對(duì)另一方產(chǎn)生影響。
在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的狀 態(tài)下，流體一機(jī)械一電磁三部分是相互影響的。
例如，當(dāng)液體流動(dòng)激起機(jī)組轉(zhuǎn)輪部件振動(dòng)時(shí)，機(jī)組軸系也會(huì)發(fā)生振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸系振動(dòng)的影響會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子與定 子之間氣隙不對(duì)稱(chēng)變化，由此產(chǎn)生的不平衡磁拉力會(huì)造成機(jī)組軸系的振動(dòng)，而機(jī) 組主軸系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化后，又會(huì)對(duì)輸油泵的流場(chǎng)及電機(jī)的磁場(chǎng)產(chǎn)生影響
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這種耦合作用關(guān)系的研究才剛剛開(kāi)始，現(xiàn)有的研究主要集中在機(jī)組自身各個(gè)部件間的耦合作用關(guān)系上，即機(jī)組多種故障耦合診斷的研究，如轉(zhuǎn) 子系統(tǒng)碰摩故障、油膜振蕩及碰摩和油膜振蕩相互作用的耦合故障。
中國(guó)石油大 學(xué)(北京)的王明達(dá)在其博士論文中首次提出泵機(jī)組與管道耦合故障診斷的概念。
其基本思路為： 對(duì)當(dāng)前的管道壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)異常捕捉，如果捕捉到管道壓力異常，那么就對(duì) 管道兩端運(yùn)行中的機(jī)組進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別;
如果此時(shí)機(jī)組處于平穩(wěn)輸送狀態(tài)，那么就認(rèn)為管道發(fā)生了泄漏，否則認(rèn)為該 壓力異常為機(jī)組工況改變所引起，取消該管道壓力異常。
管道壓力異常捕捉 管道、機(jī)組實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù) 檢測(cè)到異常? 機(jī)組狀態(tài)波形譜計(jì)算 機(jī)組狀態(tài)判據(jù) 機(jī)組處于平穩(wěn)輸送狀態(tài)? 存在的不足：僅考慮機(jī)組對(duì)管道的影響，側(cè)重于減少管道誤報(bào)警;
僅考慮機(jī)組的工況變化對(duì)管道造成影響，未考慮氣蝕、葉片損壞等耦合故障。
三、研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線3.1 論文主要研究?jī)?nèi)容 (1)泵機(jī)組、管道耦變規(guī)律研究 機(jī)械設(shè)計(jì)角度及動(dòng)力學(xué)特征分析。
對(duì)“泵-管道”研究機(jī)組機(jī)械傳動(dòng)原理， 分析耦變工況及耦合故障產(chǎn)生原因，研究瞬態(tài)過(guò)程中關(guān)鍵部件，或子系統(tǒng)，如： 離心泵葉輪的分布、止推軸承位置及受力狀態(tài)、入口狀態(tài)，總動(dòng)水頭、管道輸送 工藝變化等的動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律;
分別研究轉(zhuǎn)速、載荷和運(yùn)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后，對(duì)診斷準(zhǔn)確性的影響，提取敏 感特征。
尋找系統(tǒng)宏觀動(dòng)態(tài)性能與水力參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)、電磁參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī) (2)泵機(jī)組、管道耦合規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改裝現(xiàn)有“油氣管道及站場(chǎng)設(shè)施安全事故模擬”試驗(yàn)平臺(tái)，使其可以模擬 啟泵、調(diào)閥、分輸?shù)锐詈瞎r以及葉片磨損、氣蝕等耦合故障。
安裝電流、振動(dòng)、 壓力、流量等傳感器，采集電流、振動(dòng)、壓力、流量等信號(hào);
根據(jù)泵機(jī)組、管道耦合規(guī)律的分析結(jié)果，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，模擬不同耦變工 況及耦合故障。
選擇幾種典型的耦變工況及耦合故障，研究這幾種狀態(tài)下，“泵 -管道”各自的行為參數(shù)、特征參數(shù)變化;
(3)泵機(jī)組、管道故障診斷與融合決策方法研究 單故障、正常、耦合狀態(tài)工況識(shí)別方法研究。
耦合工況的識(shí)別與耦合故障診斷方法研究。
分析參數(shù)的敏感性，選擇合理 的狀態(tài)參數(shù)建立輸油泵機(jī)組與管道的實(shí)時(shí)狀態(tài)模型。
多傳感器數(shù)據(jù)融合方法研究。
特征層信息融合。
利用“主成分分析法”篩選特征，獲取優(yōu)選特征向量;
決策層信息融合。
對(duì)信度函數(shù)、似真函數(shù)和優(yōu)選特征向量等信息，用 D-S 證據(jù)融合，求解各工況置信度區(qū)間，作為各類(lèi)工況的邊界。
3.2 論文采用的技術(shù)路線 論文采用的技術(shù)路線圖四、預(yù)期研究成果 泵機(jī)組、管道耦合規(guī)律 耦變工況產(chǎn)生及傳播機(jī)理等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題研究，系統(tǒng)宏觀動(dòng)態(tài)性能與水力參 數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)、電磁參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律。
泵機(jī)組管道耦合系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 改裝現(xiàn)有“油氣管道及站場(chǎng)設(shè)施安全事故模擬”試驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并 進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
故障診斷與融合決策方法 耦合工況的識(shí)別與耦合故障診斷方法、多傳感器數(shù)據(jù)融合方法的實(shí)現(xiàn)。
泵機(jī)組與管道的耦變規(guī)律研究 泵與水力參 量的耦合作 用研究 管道水力參 量的耦合作 用研究 尋找耦合內(nèi)在規(guī)律 耦變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 研究“泵 -管道” 各自的行 為參數(shù)、 特征參數(shù) 變化 泵機(jī)組、管道實(shí)時(shí)狀態(tài) 單故障 正常 耦合 轉(zhuǎn)子不平衡 軸彎曲 軸承工作異 泵機(jī)組故障管道泄漏
耦合工況耦合故障 氣蝕 葉片故障 振動(dòng)數(shù)據(jù)、 管道壓力、 電流等 理論指導(dǎo) 泵機(jī)組、管道故障診斷與融合決策方法研究 驗(yàn)證方法 是否合理 理論指導(dǎo)
五、論文進(jìn)度安排2011.09- 2012.01 2012.02- 2012.05 2012.06- 2012.10 2012.11- 2013.03 2013.04- 2013.05 課程學(xué)習(xí) 文獻(xiàn)調(diào)研 泵機(jī)組、管道 耦變規(guī)律研究 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 并進(jìn)行相關(guān)實(shí) 耦合系統(tǒng)故障診斷算法研究 數(shù)據(jù)融合方法 研究 撰寫(xiě)論文，
畢 業(yè)答辯
文獻(xiàn)綜述
一、引言 1.1 油氣能源的重要性 現(xiàn)在的時(shí)代正式工業(yè)全球化的時(shí)代，各國(guó)對(duì)能源的需求處于前所未有的狀 況。
由OPEC 對(duì)全球經(jīng)濟(jì)命脈的影響程度，可以清楚的認(rèn)識(shí)到石油天然氣能源所 占有的重要而獨(dú)特的地位。
我國(guó)處于工業(yè)化進(jìn)程加速階段，重化工業(yè)的快速發(fā)展， 對(duì)能源的需求強(qiáng)勁。
同時(shí)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整還剛剛起 步，實(shí)質(zhì)性提高能源利用效率還需要一段時(shí)間。
所以，在未來(lái)的幾年里我國(guó)對(duì)能 源的強(qiáng)勁需求是毫無(wú)疑問(wèn)的。
與此同時(shí)，我國(guó)東部主力油田已進(jìn)入中后期，穩(wěn)產(chǎn) 難度越來(lái)越大，已出現(xiàn)總量遞減趨勢(shì)，全國(guó)原油產(chǎn)量的穩(wěn)定和增長(zhǎng)將主要依靠西 部和海上油田的增產(chǎn)。
目前，我國(guó)石油生產(chǎn)仍處于上升時(shí)期,但受資源條件的制 約，產(chǎn)量增長(zhǎng)十分有限。
因此，我國(guó)石油的供需缺口將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 與能源需求的矛盾日益凸顯 中國(guó)充滿(mǎn)爆發(fā)力的石油需求一直被視為近兩年來(lái)國(guó)際油價(jià)大漲的關(guān)鍵因素。
目前中國(guó)已取代日本成為全球第二大石油消耗國(guó)(僅次于美國(guó))，預(yù)估10 年內(nèi)中 國(guó)的石油需求將從目前的每日600 萬(wàn)桶膨脹近一倍至1150 萬(wàn)桶。
十年前中國(guó)進(jìn) 口石油占整體石油需求的比例才6%，現(xiàn)在已經(jīng)提高到三分之一，到2020 年預(yù)期 將有 60%的石油都必須來(lái)自進(jìn)口。
汽車(chē)工業(yè)將是汽柴油消費(fèi)最主要的生意推動(dòng) 力。
乙烯工業(yè)的發(fā)展將使化工用油進(jìn)一步上升，中國(guó)需要進(jìn)口更多的石腦油。
今 20年，國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量雖然將繼續(xù)呈上升趨勢(shì)，但增幅有限，預(yù)計(jì) 2010 2020年產(chǎn)量將分別達(dá)到1.7 億噸和1.8 億噸左右 大量需求能源，歸根結(jié)底還是由于人類(lèi)的各種需求的增長(zhǎng)，因此我們的一切工業(yè)活動(dòng)都應(yīng)在以人為本的前提下開(kāi)展，可是各式各樣的能源運(yùn)送造成了嚴(yán)重的 環(huán)境污染，影響了人類(lèi)的生活，造成了能源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。
近年來(lái)， 隨著能源形勢(shì)的急劇變化，全球能源安全問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。
盡管各國(guó)對(duì)能源安全的理解和各自的戰(zhàn)略目標(biāo)不盡一致，但隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深 入和能源相互依賴(lài)的加深，全球能源安全問(wèn)題已成為影響未來(lái)國(guó)際能源形勢(shì)發(fā)展 的重要趨勢(shì) 。
我們所研究的課題就是基于這兩個(gè)問(wèn)題提出來(lái)的，油氣管道的泄漏會(huì)導(dǎo)致能源的損失和浪費(fèi)，并且會(huì)污染周邊的環(huán)境乃至擾亂民眾的日常生活， 甚至可能對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成不可彌補(bǔ)的影響。
因此，安全的輸送油 氣資源，可以最大限度的節(jié)省資源，也即減少了事故發(fā)生的可能性與影響范圍， 10 起到了環(huán)境保護(hù)的作用，一舉兩得。
1.2 管道的特點(diǎn)及應(yīng)用 管道運(yùn)輸是一種新興，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式，是繼鐵路、公路、水運(yùn)、航空運(yùn)輸 之后的第五大運(yùn)輸業(yè)，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著十分重要的作用。
在油氣 運(yùn)輸上，管道運(yùn)輸有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，由于它的平穩(wěn)、不間斷輸送，對(duì)于現(xiàn)代化大 生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，油田不停地生產(chǎn)，管道可以做到不停地運(yùn)輸，煉油化工工業(yè)可以不停 地生產(chǎn)成品，在極大程度上滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要;
二是運(yùn)輸工程量小，占地少;
三 是安全可靠，保質(zhì)，無(wú)污染，能耗小，成本低，實(shí)現(xiàn)了安全運(yùn)輸，對(duì)于油氣來(lái)說(shuō)， 汽車(chē)、火車(chē)運(yùn)輸均有很大的危險(xiǎn)，而管道在地下密閉輸送，具有極高的安全性;
四是受氣候影響小。
下面是對(duì)具體優(yōu)點(diǎn)的描述： 運(yùn)輸量大：由于管道的特點(diǎn)，一條管道可以不間斷的輸送油氣資源，運(yùn)輸 量只取決于管徑大小與閥門(mén)的開(kāi)合程度，年運(yùn)輸量可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)噸或數(shù)千噸， 甚至上億噸，效率要超過(guò)傳統(tǒng)的汽車(chē)、火車(chē)、船舶運(yùn)輸。
運(yùn)輸工程量小，占地少：歷史上，中國(guó)建設(shè)大慶至秦皇島全長(zhǎng) 1，152 里的輸油管道，僅用了23 個(gè)月的時(shí)間，而若要建設(shè)一條同樣運(yùn)輸量的鐵路，至 少需要3 年時(shí)間，特別是地質(zhì)地貌條件和氣候條件相對(duì)較差，大規(guī)模修建鐵路難 度將更大，周期將更長(zhǎng)，統(tǒng)計(jì)資料表明，管道建設(shè)費(fèi)用比鐵路低60%左右。
并且 運(yùn)輸管道通常埋于地下，其占用的土地很少，運(yùn)輸管道埋藏于地下的部分占管道 總長(zhǎng)度的95%以上，因而對(duì)于土地的永久性占用很少。
安全可靠，保質(zhì)，無(wú)污染，能耗小，成本低;
由于石油天然氣易燃、易爆、 易揮發(fā)，容易對(duì)周邊環(huán)境影響較大，而管道運(yùn)輸全程都是封閉環(huán)境，不僅減少油 氣資源的損耗，保證油氣質(zhì)量，還減少了由于泄漏造成的對(duì)空氣、水和土壤的污 染;
管道運(yùn)輸是連續(xù)運(yùn)輸?shù)念?lèi)型，不存在空載行程，系統(tǒng)的運(yùn)輸效率高，理論分 析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已證明，管道口徑越大，運(yùn)輸距離越遠(yuǎn)，運(yùn)輸量越大，運(yùn)輸成本就 受氣候影響�。捍蟛糠诌\(yùn)輸管道埋藏于地下，不受氣候影響，且由于管道壁較厚，地上部分受惡劣氣候影響的程度也較小，可以確保運(yùn)輸系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定地 運(yùn)行。
我國(guó)的油氣資源大部分分布在東北和西北地區(qū)，而消費(fèi)市場(chǎng)絕大部分在東南 沿海和中南部的大中城市等人口密集地區(qū)，這種產(chǎn)銷(xiāo)市場(chǎng)的嚴(yán)重分離使油氣產(chǎn)品 的輸送成為油氣資源開(kāi)發(fā)和利用的最大障礙。
管輸是突破這一障礙的最佳手段， 與鐵路運(yùn)輸相比，其建設(shè)投資為鐵路的一半，運(yùn)輸成本更只有三分之一。
管道運(yùn) 輸是運(yùn)量大、安全性更高、更經(jīng)濟(jì)的油氣產(chǎn)品輸送方式。
11 20 世紀(jì)50 年代以前，我國(guó)天然氣與管道建設(shè)基本屬于空白。
建國(guó)后，隨著 四川盆地天然氣開(kāi)發(fā)利用步伐加快，我國(guó)管道建設(shè)開(kāi)始起步。
20 世紀(jì)70 年代， 東北、華北、西北地區(qū)相繼開(kāi)發(fā)諸多大型油田，原油外輸管道進(jìn)入規(guī)�；ㄔO(shè)階 進(jìn)入20世紀(jì)90 年代，在“穩(wěn)定東部、發(fā)展西部”戰(zhàn)略實(shí)施過(guò)程中，鄂爾多 斯、塔里木盆地油氣勘探相繼取得重大發(fā)現(xiàn)，中國(guó)油氣管道進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。
與此同時(shí)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)，我國(guó)東部地區(qū)對(duì)天然氣需求日趨旺盛，陜京 管道、西氣東輸管道等新的能源動(dòng)脈建設(shè)由此提上日程。
2004 年12 輸管道全線正式商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
2002 年10 月投產(chǎn)的蘭成渝管道，對(duì)緩解蘭州成品油外運(yùn)壓力、保障西南地 區(qū)油品供應(yīng)發(fā)揮了重要作用。
2005 月底提前建成投產(chǎn)的陜京二線工程被譽(yù)為“綠色奧運(yùn)信譽(yù)工程”。
四穿長(zhǎng)江，橫跨渝東山區(qū)的忠武管道實(shí)現(xiàn)了“川氣出 川”的愿望。
澀寧蘭管線、金壇儲(chǔ)氣庫(kù)等重點(diǎn)項(xiàng)目，為安全穩(wěn)定供氣奠定了基礎(chǔ)。
2006 月投產(chǎn)的西部成品油管道及原油管道，把新疆、甘肅和東部、西南地區(qū)的輸油管道及石化企業(yè)連接起來(lái)。
國(guó)內(nèi)首條引進(jìn)境外天然氣的大 型管道工程——中亞管道和西氣東輸二線，以及將成為中國(guó)最長(zhǎng)成品油管線的蘭 鄭長(zhǎng)管道等項(xiàng)目的建設(shè)正如火如荼。
中國(guó)當(dāng)前已經(jīng)建成了一批油氣管道，包括中石油、中石化、中海油在內(nèi)，目 前中國(guó)國(guó)內(nèi)管道總里程已經(jīng)建成了 6.6倍，其中原油 管道是1.7 萬(wàn)公里，成品油是1.2 萬(wàn)公里，天然氣是3.1 萬(wàn)公里。
中國(guó)已經(jīng)形成 東北、華北、中原、華東和西北廣大地區(qū)四通八達(dá)、輸配有序的石油、天然氣管 網(wǎng)運(yùn)輸體系。
到2020 年，中國(guó)長(zhǎng)距離油氣管道的建設(shè)里程將至少達(dá)到10 萬(wàn)～15 萬(wàn)公里。
下面介紹我國(guó)各類(lèi)油氣管道的技術(shù)現(xiàn)狀 油管道現(xiàn)狀“九五”期間建成的庫(kù)爾勒至鄯善輸油管道代表了我國(guó)原油管道的技術(shù)現(xiàn) 狀，該管道全長(zhǎng)475km，管徑為610mm，設(shè)計(jì)輸量為500104～1 000104t/a。
其技術(shù)特點(diǎn)為，采用API X65 等級(jí)鋼材;
設(shè)計(jì)采用加降凝劑常溫輸送工藝;
管道 自動(dòng)化控制技術(shù)采用 SCADA 系統(tǒng);
合理設(shè)置減壓站以解決大落差問(wèn)題;
綜合能耗 為176 kJ/(tkm)，用人指標(biāo)僅為0.18 人/km。
成品油管道現(xiàn)狀 代表我國(guó)成品油管道目前最高水平的蘭成渝管道全長(zhǎng)為 1247km，管徑分別 為508、457 和323mm，建有泵站4 座,設(shè)計(jì)壓力為10MPa，設(shè)計(jì)輸量為500104t/a， 全線采用密閉順序輸送工藝，沿途設(shè) 13 個(gè)分輸點(diǎn)，輸送 90 號(hào)汽油、93 號(hào)汽油 號(hào)柴油。
其技術(shù)特點(diǎn)為，設(shè)計(jì)壓力高，站間距長(zhǎng);
全線共建隧道27條(總長(zhǎng) 12 22.6km);
油品界面檢測(cè)、跟蹤采用密度法、超聲法和計(jì)算跟蹤。
天然氣管道現(xiàn)狀 西氣東輸代表了目前我國(guó)天然氣管道工程的最高水平。
西氣東輸管道設(shè)計(jì)輸量為12010m/a;
管道全長(zhǎng)3898.5km;
管徑1016mm;
設(shè)計(jì)壓力10MPa;
管道鋼 級(jí)L485(X70);
全線共設(shè)工藝站場(chǎng)35 座，線路閥室137 座，壓氣站10 1.3設(shè)備系統(tǒng)的故障耦合作用 現(xiàn)代設(shè)備越來(lái)越自動(dòng)化、智能化，系統(tǒng)規(guī)模逐漸增大，其內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)/ 部件之間的故障耦合作用也越來(lái)越復(fù)雜。
要利用現(xiàn)今的一些檢測(cè)、診斷、維修手 段對(duì)其進(jìn)行有效的控制也越來(lái)越難。
近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外，由于故障的耦合作用一些 復(fù)雜系統(tǒng)一再出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象(如交通系統(tǒng)癱瘓、煤礦事故、化工裝置爆炸、海洋 鉆井平臺(tái)倒塌、航天飛機(jī)失事等)，對(duì)人民的生活、生命財(cái)產(chǎn)以及自然環(huán)境都造 成了一些或多或少的影響。
如 1986 28日發(fā)射的“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛 機(jī)，由于右側(cè)助推火箭密封裝置在設(shè)計(jì)上本身存在著一個(gè)小小的缺陷，造成助推 火箭連接處的“O”形合成橡膠密封圈失去彈性，無(wú)法起到密封作用，并在火箭 點(diǎn)火后受熱而發(fā)生了破裂，造成燃料外泄。
之后從右面的固體火箭助推器的尾部 安裝接頭處爆發(fā)出火焰，噴向外掛燃料箱，并導(dǎo)致外掛燃料箱破裂化為碎片。
不 到幾毫秒時(shí)間，成百?lài)嵉幕鸺剂媳灰又鶕?jù)計(jì)算機(jī)的指令，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng) 關(guān)掉，“挑戰(zhàn)者”號(hào)失事。
可見(jiàn)故障耦合作用危害嚴(yán)重，是系統(tǒng)發(fā)生事故的終極 原因。
在油氣安全研究領(lǐng)域，隨著我國(guó)石油行業(yè)不斷發(fā)展，供油供氣規(guī)模日益擴(kuò)大， 新的生產(chǎn)技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)，新工藝、新材料、新設(shè)備不斷出現(xiàn)，工藝過(guò)程日趨復(fù)雜 化、連續(xù)化、自動(dòng)化，其潛在的危險(xiǎn)性，以及事故帶來(lái)的損失也顯著增加。
例如 管道與動(dòng)力機(jī)組是油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的生命線，在其功能與結(jié)構(gòu)方面具有開(kāi)放性、復(fù) 雜性、非線性、涌現(xiàn)性以及脆性等特點(diǎn)，屬于復(fù)雜系統(tǒng)研究范疇。
此類(lèi)復(fù)雜設(shè)備 系統(tǒng)通過(guò)各種介質(zhì)(流體、電力、能量、信號(hào))傳遞，將離散的設(shè)備裝置、零部 件連接成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、高度耦合的復(fù)雜機(jī)械、電氣、水力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
在這種復(fù) 雜設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，大多數(shù)單點(diǎn)故障都具有多重傳播路徑，任何一個(gè)局部細(xì)小的 差錯(cuò)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播、擴(kuò)散、積累和放大，從而釀成重大安全事故。
據(jù)統(tǒng)計(jì)， 以石油行業(yè)大型離心式壓縮機(jī)組系統(tǒng)為例，由故障耦合作用引發(fā)的安全事故主要 存在以下特點(diǎn)： 轉(zhuǎn)子發(fā)生的事故最多。
如葉片斷裂、圍帶斷裂、葉輪斷裂(甚至飛出)、 斷軸等事故，此外轉(zhuǎn)子劇烈振動(dòng)或竄動(dòng)容易導(dǎo)致動(dòng)靜碰摩、泄漏，并可能最終導(dǎo) 致轉(zhuǎn)子斷裂、燃燒、中毒、灼傷、爆炸等事故。
相同事故接連不斷，甚至在同一臺(tái)設(shè)備上連續(xù)發(fā)生多次。
如葉輪因設(shè)計(jì)缺 13 陷和制造缺陷導(dǎo)致葉輪局部應(yīng)力集中，極易發(fā)生疲勞斷裂。
處理措施不力。
任何事故發(fā)生前都表現(xiàn)出一定的征兆，且離心式壓縮機(jī)組 轉(zhuǎn)速高、功率大，如不及時(shí)采取積極有效措施，事故就不可避免。
經(jīng)濟(jì)損失巨大。
離心式壓縮機(jī)組發(fā)生事故必然導(dǎo)致停車(chē)停產(chǎn)，除直接造成 重大的設(shè)備損失外，還造成巨大的停產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失。
如大化肥裝置停車(chē)一天，產(chǎn)值 損失在200 萬(wàn)元以上。
可見(jiàn)，設(shè)備最終發(fā)生事故的根源是早期單點(diǎn)故障(或外部干擾因素)在故障 耦合作用下能量聚積，連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致安全事故，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。
復(fù)雜系統(tǒng)固有的脆性特征 進(jìn)一步表明了系統(tǒng)的某一部分或某一個(gè)子系統(tǒng)存在一定的缺陷和不足時(shí)，極易受到攻擊或擾動(dòng)而崩潰，而通過(guò)故障的耦合作用 個(gè)體崩潰行為可能引起整個(gè)系統(tǒng)的災(zāi)變行為。
因此復(fù)雜系統(tǒng)安全事故的根源性因 素在很多情況下都是內(nèi)外界的一個(gè)很小的干擾，卻最終造成無(wú)法預(yù)計(jì)的重大影 響，一個(gè)點(diǎn)就能引起整個(gè)面的崩潰。
例如，若天然氣的壓力脈動(dòng)與管線固有頻率 重合，將引起很強(qiáng)的管線共振，并會(huì)使壓縮機(jī)組的振動(dòng)增加;
同時(shí)天然氣壓力脈 動(dòng)會(huì)沿管線隨天然氣向下游傳遞，若與設(shè)備鏈中的壓縮機(jī)不良轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣溫度相 互作用，可能會(huì)引起壓縮機(jī)喘振，使動(dòng)力機(jī)組發(fā)生崩潰。
依此類(lèi)推，隨著崩潰子 系統(tǒng)數(shù)量的增多，層次的擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)管輸系統(tǒng)部分或整體崩潰，不能正 常運(yùn)轉(zhuǎn)，更嚴(yán)重的將發(fā)生重大安全事故，帶來(lái)難以估量的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境損失。
二、離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及主要故障形式 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 離心泵的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法常見(jiàn)的有以下幾種方式： 按葉輪吸入方式分：?jiǎn)挝诫x心泵和雙吸式離心泵。
按葉輪數(shù)目分：?jiǎn)渭?jí)離心泵和多級(jí)離心泵。
按葉輪結(jié)構(gòu)分：敞開(kāi)式葉輪離心泵、半開(kāi)式葉輪離心泵和封閉式葉輪離心 按工作壓力分：低壓離心泵、中壓離心泵、高壓離心泵邊和立式離心泵。
離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的，分別是葉輪、泵體、泵軸、軸承、密 封環(huán)和填料函，如圖2-1。
葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作 用，葉輪在裝配前要通過(guò)靜平衡實(shí)驗(yàn)。
葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流 的摩擦損失。
泵體也稱(chēng)泵殼，它是水泵的主體。
起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托 14 架相連接。
泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以 它是傳遞機(jī)械能的主要部件。
軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。
滾動(dòng)軸 承使用牛油作為潤(rùn)滑劑加油要適當(dāng)一般為 2/3～3/4 的體積太多會(huì)發(fā)熱，太少又 有響聲并發(fā)熱。
滑動(dòng)軸承使用的是透明油作潤(rùn)滑劑的加油到油位線。
太多油要沿 泵軸滲出并且漂賤，太少軸承又要過(guò)熱燒壞造成事故;
在水泵運(yùn)行過(guò)程中軸承的 溫度最高在85 度，一般運(yùn)行在60 度左右，如果高了就要查找原因(是否有雜質(zhì)， 油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水)并及時(shí)處理。
密封環(huán)又稱(chēng)減漏環(huán)。
葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過(guò)大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水 經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低;
間隙過(guò)小會(huì)造成葉輪與泵殼 摩擦產(chǎn)生磨損。
為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在 泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在 0.25～1.10mm 之間 填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。
填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也不 讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)，始終保持水泵內(nèi)的真空。
當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量 就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻，保持水泵的正常運(yùn)行。
所以在水泵的 運(yùn)行巡回檢查過(guò)程中對(duì)填料函的檢查是特別要注意。
在運(yùn)行600 個(gè)小時(shí)左右就要 對(duì)填料進(jìn)行更換。
圖2-1 離心泵泵體簡(jiǎn)圖 葉輪骨架3.葉輪4. 泵體襯里5. 泵蓋襯里6. 動(dòng)環(huán)10.泵軸11. 軸承體12. 聯(lián)軸器 2.2 離心泵的工作原理 離心泵的主要過(guò)流部件有吸水室、葉輪和壓水室。
吸水室位于葉輪的進(jìn)水口 前面，起到把液體引向葉輪的作用;
壓水室主要有螺旋形壓水室(蝸殼式)、導(dǎo) 15 葉和空間導(dǎo)葉三種形式;
葉輪是泵的最重要的工作元件，是過(guò)流部件的心臟，葉 輪由蓋板和中間的葉片組成。
離心泵工作前，先將泵內(nèi)充滿(mǎn)液體，然后啟動(dòng)離心泵，葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪 的葉片驅(qū)使液體轉(zhuǎn)動(dòng)，液體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)依靠慣性向葉輪外緣流去。
同時(shí)，葉輪從吸入 室吸進(jìn)液體，在這一過(guò)程中，葉輪中的液體繞流葉片，在繞流運(yùn)動(dòng)中液體作用一 升力于葉片，反過(guò)來(lái)葉片以一個(gè)與此升力大小相等、方向相反的力作用于液體， 這個(gè)力對(duì)液體做功，使液體得到能量而流出葉輪，這時(shí)液體的動(dòng)能與壓能均增大。
離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。
由于離心 泵的作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過(guò)程中，其速度能和壓力能都得到增加，被 葉輪排出的液體經(jīng)過(guò)壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送 出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液 面壓力(大氣壓)的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，
于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不 斷地吸入和排出液體，如圖2-2 所示。
圖2-2 離心泵的工作原理圖 2.2 離心泵的性能參數(shù)及曲線 (一)離心泵各性能參數(shù)的定義及計(jì)算 (1)揚(yáng)程 泵的揚(yáng)程是泵的出口與進(jìn)口的單位機(jī)械能之差，是評(píng)判泵質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要技 術(shù)指標(biāo) ，通常用符號(hào)H來(lái)表示，單位為米水柱，簡(jiǎn)稱(chēng)m(米)。
對(duì)揚(yáng)程的測(cè)量實(shí) 際上就是對(duì)泵進(jìn)口壓力和出口壓力的測(cè)量 )/2g(2-l)
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