1 电厂泵与风机

电厂泵与风机七台河职业学院煤炭系李新梅电厂全貌课程概况一、学时二、教材三、教师与辅导《泵与风机检修》，柏学恭田馥林主编中国电力出版社，2008.2总学时：50，讲课：50。主讲教师:李新梅凝汽式火电厂生产过程示意图泵与风机在热力发电厂的应用灰渣泵冲灰水泵排粉风机升压泵凝结水泵给水泵前置泵循环水泵射水泵疏水泵送风机引风机蒸汽空气水补水泵生水泵烟气灰渣射水抽气器工业水泵汽轮机系统锅炉系统图3电厂汽水系统流程示意图模块一电厂泵与风机概述单元一泵与风机的分类与性能参数单元二泵与风机的工作原理与构成单元三检修概述模块一泵与风机概述(一)按流体排出压力的高低分类风机可分为：1.通风机：15kPa。2.鼓风机：15～340kPa。3.压气机：340kPa（压气机亦称压缩机）。泵可分为：1.低压泵：2MPa。2.中压泵：2～6MPa。3.高压泵：6MPa。一、泵与风机的分类单元一泵与风机的分类与性能参数罗杆风机罗茨风机叶氏风机回转式：往复式容积式：混流式轴流式离心式叶片式：风机单元一泵与风机的分类与性能参数水击泵射流泵真空泵其它类型：滑片式螺杆式齿轮式回转式隔膜式柱塞式活塞式往复式容积式：泵漩涡泵混流式轴流式离心式叶片式：㈡按作用原理分类㈢离心泵的其它分类离心泵的分类方法很多，现介绍几种主要分类方法。１.按叶轮级数分类⑴单级离心泵泵轴上只有一个叶轮。由于液体在泵内只有一次增加能量的机会，所以泵压力、扬程较低。如图1所示。⑵多级离心泵同一根泵轴上装有两个或两个以上叶轮。多级泵的叶轮一般都为单吸式，也有将第一级叶轮设计为双吸式的。一个叶轮便是一级，级数越多，压力、扬程越高，同时转子上的不平衡轴向力也越大。多级离心泵大都设有轴向力平衡装置。㈢离心泵的其它分类2.按叶轮吸入方式分类⑴单吸离心泵液体从一侧流入叶轮，这种泵的叶轮容易制造，应用最为广泛。由于液体从叶轮一侧吸人，所以叶轮两侧压力不一样，从而产生轴向推力。⑵双吸式离心泵液体从两侧流人叶轮内。由于叶轮两侧液体流动对称，所以无轴向力产生。㈢离心泵的其它分类3.按泵壳剖分方式分类⑴中开式壳体在通过轴心线的平面上剖分。如果主轴水平布置，称为水平中开式离心泵；如果主轴为立式结构，称为垂直中开式离心泵。⑵分段式各段泵壳的剖分面均与主轴垂直，各段泵壳之间用长螺栓紧固。分段式离心泵均为多级泵。㈢离心泵的其它分类4.按泵壳形状分类⑴蜗壳泵装有螺旋形压水室的离心泵，如常用的单吸式悬臂离心泵。⑵透平式泵装有导叶式压水室的离心泵。㈢离心泵的其它分类5.按泵轴方位分类⑴卧式泵泵轴水平放置。⑵立式泵泵轴垂直于水平面。㈢离心泵的其它分类6.按照叶轮结构分：⑴闭式泵(闭式叶轮的泵，如图a)⑵半开式泵(半开式叶轮泵，如图b)⑶开式泵(开式叶轮泵，如图c)叶轮结构图㈢离心泵的其它分类7.按照叶轮型式的轴面投影分：⑴离心泵(也称径流式泵，如图a)⑵轴流式泵(如图b)⑶混流式泵(如图c)叶轮型式的轴面投影图8.按泵的用途和输送液体性质分类（1）清水泵（2）循环水泵、再循环泵（3）酸泵（4）碱泵（5）油泵（6）冷凝泵（7）锅炉给水泵（8）屏蔽泵㈢离心泵的其它分类二、泵与风机的基本性能参数㈠流量流量(q)是指单位时间内泵与风机输送流体的数量，有体积流量(qv)和质量流量(qm)之分。㈡扬程（全风压）㈢功率与效率㈣转速Vmqq二、泵与风机的基本性能参数㈠流量㈡扬程（全风压）扬程是指单位重量的流体通过泵或风机后获得的总能头，也即用被送流体柱高度表示的单位重量的流体通过泵或风机后获得的总能量，用H表示。工程上，泵习惯用扬程。全风压是指单位体积的流体通过泵或风机后获得的机械能，用p表示。工程上，风机习惯用全风压。㈢功率与效率㈣转速gHp二、泵与风机的基本性能参数㈠流量㈡扬程（全风压）㈢功率与效率功率:通常指泵或风机的输入功率，即原动机传给泵或风机轴上的功率，又称轴功率，用P表示。P=ωT=2πnT效率:（泵或风机总效率的简称）是指泵或风机的输出功率Pe与输入功率P之比的百分数，它反映泵或风机在传递能量过程中轴功率被利用的程度，用η表示。㈣转速%100PPe结论液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积，若忽略能量损失，则PO=PI即Pt=pqt=pVn=ωTt=2πnTt∵实际上有能量损失∴POPI二、泵与风机的基本性能参数㈠流量㈡扬程（全风压）㈢功率与效率㈣转速转速是指泵与风机叶轮每分钟的转数，用n表示。当转速变化时，泵与风机的性能（流量、扬程、功率等）将发生变化。排量和流量排量:在没有泄漏的情况下，泵每转一周所排出的液体的体积。理论流量qt:不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。qt=Vn实际流量q:指泵（或马达）工作时实际输出的流量。q=qt-qs额定流量（公称流量、铭牌流量）qn：指泵在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的输出流量。q≤qn≤qt瞬时流量qm:泵在某一瞬时的几何流量。工作压力和额定压力工作压力:指泵实际工作时输出油液的压力，其值取决于外界负载(管阻、摩擦、外负载*）额定压力（公称压力、铭牌压力）pn:指泵在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受泵本身泄漏和结构强度限制），ppn即泵过载。最高允许压力:泵在短时间内允许超载使用(pmax)的极限压力。p≤pn≤pmax离心泵的型号型号是表征性能特点的代号，我国泵类产品型号编制是由三部分组成。第一部分代表泵的吸入口直径，单位为mm，用阿拉伯数字表示，大部分老产品用“英寸”表示，即吸入口直径被25除后的整数值；第二部分代表泵的基本结构、特征、用途及材料代号等，用汉语拼音字母表示。离心泵基本型号代号如表1所示，材料代号表示：I类材料为不耐腐蚀的球墨铸铁；Ⅱ类材料为不耐腐蚀的碳素钢；Ⅲ类材料为耐腐蚀的不锈钢。第三部分代表泵的扬程及级数，老产品很多是以泵的比转数被10除后的整数值表示，现在新泵多数用泵的单级扬程表示，单位为m，对于多级泵，第三部分数字由两部分组成，中间用乘号隔开，乘号前的数字表示泵的单级扬程，乘号后面的数字表示泵的级数。泵的改型产品标志在型号尾部，用大写汉语拼音字母A、B、C表示经切割后的叶轮，其中A表示第一次切割，B表示第二次切割，C表示第三次切割，也是叶轮的极限切割。表1离心泵基本型号代号离心泵的型号表示方法举例如下：1.叶片式（动力式）泵离心式(小流量，高扬程)轴流式(大流量，低扬程)混流式(中流量，中扬程)风机——叶片式入口静叶动叶出口静叶入口静叶调节机构轴流式静叶可调引风机对旋轴流式风机2.容积式泵与风机（又称定排量式）活塞往复式活塞泵原理图活塞泵模型通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。活塞式空气压缩机动画1.swf活塞式空气压缩机动画2.swf2.容积式——柱塞式泵柱塞泵（也是往复泵）工作原理：活塞向左移动→泵缸容积↑→泵体压力↓，排出阀门关阀，吸入杆打开，液体吸入；活塞向右移动→泵缸容积↓→泵体压力↑→排出阀门打开，吸入杆关闭，液体排出。特点：单动泵由于吸入阀和排出阀均在活塞一侧，吸液时不能排液，排液时不能吸液，所以泵排液不连续，不均匀。优点是流量小，压力高。2.容积式（回转式）—齿轮泵工作原理与往复泵相似在泵吸入口，由于两齿轮分开，空间增大形成低压区而将液体吸入。被吸入液体在齿轮和泵体之间被分成两路由齿轮推着前进。在压出口，由于两齿轮互相合拢，空间缩小形成而将液体压出泵。特点：输送粘性较大的液体工作原理：与齿轮泵相似。结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，因此出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。罗茨鼓风机的出口压强一般不超过80kPa（表压）。出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。2.容积式（回转式）——罗茨式泵与风机2.容积式（回转式）—螺杆式泵与风机结构原理：由缸套，主,动螺杆组成，泵内形成多个彼此分隔的容腔。转动时，下部容腔体积V增大，吸入液体，然后封闭。封闭容腔沿轴向上升，新的吸入容腔又在吸入端形成。一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。特点：•流量和压力均匀，故工作平稳，噪声和振动较少。•吸入性能好（单螺杆泵吸上真空高度可达8.5m水柱）•流量范围大正位移特性（容积泵、正位移泵）a）流量与管路特性无关b）压头与流量无关，取决于管路需要理论上，往复泵压头可按系统需要无限增大。实际上，受泵体强度及泵原动机限制。),,,(,rFTVnsAzfq.;;;往复次数冲程活塞面积泵缸数rFnsAz式中：c）有自吸能力，不需灌泵；旁路调节，不能封闭启动qVHqVqVT往复泵特性曲线容积泵的特点：3.其他形式靠高压工作流体经喷嘴后产生的高速射流来引射被吸流体，与之进行动量交换，以使被引射流体的能量增加，从而实现吸排作用。常用的工作流体有水、水蒸气、空气。被引射流体则可以是气体、液体或有流动性的固、液混合物。⑴效率低。⑵结构简单，体积小，价格低。⑶无运动部件，工作可靠，使用寿命长。只有当喷嘴因口径长期使用后，过分磨损导致性能降低，才需更换。⑷吸入性能好，而且抽送液体时的允许吸上真空度也很高。⑸可输送含固体杂质的污浊液体，即使被水浸没也能工作。CP型系列喷射泵喷射泵喷射泵的构造喷射泵的构造图1—吸水室2—喷嘴3—螺母4—混合管水环式真空泵叶轮偏心安装，旋转时，液体受到离心力作用，在泵体内壁形成一个旋转的液环，叶轮端面与分配器之间被液体密闭，叶轮在前半转（此时经过吸气孔）旋转过程中密封的空腔容积逐渐扩大，气体由吸气孔吸入；后半转（此时经过排气孔）旋转过程中密封容积逐渐缩小，气体从排气孔排出，完成一个抽气过程。为了保持恒定的水环，在运行过程中必须连续向泵内供水。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。悬片式真空泵容积式（回转式）泵与风机（又称定排量式）火力发电厂主要泵和风机作用介绍一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。油系统设备：一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油净化装置等。42利用离心力的作用增加流体压力并使之流动的一种泵。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。另外，泵壳内的液体部分动能还转变成静压能。㈠叶片式泵与风机基本工作过程单元二叶片式泵与风机的基本理论43离心泵工作过程灌泵、甩出、真空、吸入•开泵前，泵内灌满要输送的液体。•开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，高速流入泵壳。•在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压从出口流入排出管。•泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强与泵内压力的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。离心式水泵的工作原理动画水泵排水系统：⒈组成由水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表等组成。⒉各部分功用逆止阀旁通阀门注水漏斗；闸板阀（调节闸阀