第2章-第3章泵與風機的結構

1、泵與風機的結構 泵的主要部件泵的主要部件 離心泵的主要部件軸流泵的主要部件 風機主要部件風機主要部件 離心式風機的構造 軸流式風機的構造電廠常用泵與風機的典型結構電廠常用泵與風機的典型結構 主頁離心泵的主要部件 葉輪 軸 吸入室 導葉 壓水室 密封裝置 軸向推力平衡裝置泵與風機的結構 葉輪是將原動機輸入的機械能傳遞給液體，提高液體能量的核心部件。 圖 2-1 葉輪的形式 （a）,(b) 封閉式葉輪 （c）半開式葉輪 （d）開式葉輪 軸 軸是傳遞扭矩的主要部件。 軸徑按強度、剛度及臨界轉速確定。 中小型泵多采用水平軸，葉輪間距離用軸套定位。 近代大型泵則采用階梯軸，不等孔徑的葉輪用熱套法裝在軸上

2、，并利用漸開線花鍵代替過去的短鍵。此種方法，葉輪與軸之間沒有間隙，不致使軸間竄水和沖刷，但拆裝困難 吸入室 離心泵吸人管法蘭至葉輪進口前的空間過流部分稱為吸人室。其作用是在最小水力損失情況下，引導液體平穩(wěn)地進入葉輪，并使葉輪進口處的流速盡可能均勻地分布。導葉 導葉又稱導流器、導輪，分徑向式導葉和流道式導葉兩種，應用于節(jié)段式多級泵上作導水機構。 徑向式導葉如圖所示，它由螺旋線、擴散管、過渡區(qū)(環(huán)狀空間)和反導葉(向心的環(huán)列葉柵)組成。壓水室 壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭(對節(jié)段式多級泵是到后級葉輪進口前)的過流部分。其作用是收集從葉輪流出的高速液體，并將液體的大部分動能轉換為壓力能，然后引入壓

3、水管。 壓水室按結構分為螺旋形壓水室、環(huán)形壓水室和導葉式壓水室。 軸向力及其平衡 離心泵在運行時，由于作用在葉輪兩側的壓力不相等，尤其是高壓水泵，會產(chǎn)生一個很大的壓差作用力，此作用力的方向與離心泵轉軸的軸心線相平行，故稱為軸向力。 (1)軸向力產(chǎn)生的原因及其計算 (2)軸向力的平衡 軸向力產(chǎn)生的原因及其計算軸向力的平衡 采用雙吸葉輪和對稱排列的方式平衡軸向力 采用平衡孔和平衡管平衡軸向力 采用平衡盤平衡軸向力 采用平衡鼓平衡軸向力 平衡鼓、平衡盤及推力軸承組合裝置 單級泵可采用雙吸葉輪 多級泵采用對稱排列的方式 采用平衡孔和平衡管平衡軸向力 單吸單級泵，可在葉輪后蓋板上開一圈小孔平衡孔 單吸單

4、級泵，在后蓋板泵腔接一平衡管 平衡盤 平衡鼓 平衡鼓的優(yōu)點是沒有軸間間隙，當軸向竄動時，避免了與靜止的平衡圈發(fā)生摩擦。但由于它不能完全平衡變工況下的軸向力，因而單獨使用平衡鼓時，還必須裝設止推軸承。而一般都采用平衡鼓與平衡盤組合裝置 平衡鼓、平衡盤以及推力軸承聯(lián)合平衡法 由于平衡鼓能承受5080左右的軸向力，這樣就減少了平衡盤的負荷，從而可稍放大平衡盤的軸向間隙，避免了因轉子竄動而引起的摩擦。 平衡鼓首先承受軸向推力，而彈簧式雙向止推軸承只承擔 10 的軸向推力，其余的軸向推力則由平衡盤自動平衡。 經(jīng)驗證明，這種結構效果比較好，所以目前大容量高參數(shù)的分段式多級泵大多數(shù)采用這種平衡方式。密封裝置

5、 離心泵密封裝置有密封環(huán)(又稱口環(huán)、卡圈)和軸端密封兩部分。 (1)密封環(huán) 其作用是減小葉輪與泵體之間的泄漏損失；另一方面可保護葉輪，避免與泵體摩擦。 (2)軸端密封(簡稱軸封) 在泵的轉軸與泵殼之間有間隙，為防止泵內(nèi)液體流出，或防止空氣漏人泵內(nèi)(當人口為真空時)，需要進行密封。 目前電廠各種泵采用的軸端密封裝置有： 填料密封、機械密封、迷宮式密封和浮動環(huán)密封。密封環(huán) 由于離心泵葉輪出口液體是高壓，人口是低壓，高壓液體經(jīng)葉輪與泵體之間的間隙泄漏而流回吸人處，所以需要裝密封環(huán)。 其作用是減小葉輪與泵體之間的泄漏損失；另一方面可保護葉輪，避免與泵體摩擦。密封裝置密封環(huán)軸端密封填料密封 帶水封環(huán)的填

6、料密封結構。 它由填料箱4、水封環(huán)5、填料3、壓蓋2和壓緊螺栓等組成，是目前普通離心泵最常用的一種軸封結構。 密封裝置機械密封迷宮密封浮動環(huán)密封實物彩圖實物彩圖填料密封端部填料箱實物圖機械密封 機械密封是無填料的密封裝置。 它由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧和密封圈等組成 動環(huán)隨軸一起旋轉，并能作軸向移動；靜環(huán)裝在泵體上靜止不動。這種密封裝置是動環(huán)靠密封腔中液體的壓力和彈簧的壓力，使其端面貼合在靜環(huán)的端面上(又稱端面密封)，形成微小的軸向間隙而達到密封的。為了保證動靜環(huán)的正常工作，軸向間隙的端面上需保持一層水膜，起冷卻和潤滑作用。填料密封密封裝置迷宮密封浮動環(huán)密封 新發(fā)展就是在動環(huán)座軸套上增設了名叫高魯皮夫

7、反向螺旋槽 這一結構實際上就是使旋轉套上的螺紋與靜止襯套里口的螺紋方向相反，因而在幾乎所有的情況下，都能使泄漏返回水提高壓力，經(jīng)過通道 8 強制進人動環(huán) 1 和靜環(huán) 2 的間隙中去，以帶走摩擦熱和沖掉氣泡雜質等。迷宮式密封 迷宮式密封在現(xiàn)代高速鍋爐給水泵上也廣泛應用，常用的有炭精迷宮密封及金屬迷宮密封。其密封原理是：由軸套密封片與炭精環(huán)組成微小間隙，流體通過間隙時壓力降低，速度升高，但在密封片間的空間速度能轉為壓力能，從而減少間隙兩側壓差，達到密封的目的。如圖為炭精迷宮密封。 填料密封密封裝置浮動環(huán)密封機械密封浮動環(huán)密封 浮動環(huán)密封是靠軸(或軸套)與浮動環(huán)之間的狹窄間隙產(chǎn)生很大的水力阻力而實現(xiàn)

8、密封的。采用機械密封與迷宮式密封原理結合起來的一種新型密封，稱浮動環(huán)密封。 浮動環(huán)密封是靠軸(或軸套)與浮動環(huán)之間的狹窄間隙產(chǎn)生很大的水力阻力而實現(xiàn)密封的。 密封裝置填料密封機械密封迷宮密封離心式風機離心式風機的主要部件 離心式風機主要由葉輪、機殼、導流器、集流器、進氣箱以及擴散器等組成 離心風機葉輪 一般由前盤（蓋板）、后（中）盤（蓋板）、葉片和輪轂（軸盤）等組成。 其結構有焊接和鉚接兩種形式。 葉輪前盤的形式有：平前盤、錐前盤和弧形前盤等幾種 葉片形狀離心式風機部件葉片 前向葉輪一般都采用圓弧型葉片，后向葉輪中，大型風機多采用翼型葉片，對于除塵效率較低的燃煤鍋爐引風機可采用圓弧型或平板型葉

9、片。 離心式風機部件集流器 進風口又稱集流器。其作用是使氣流能均勻的充滿葉輪的進口，在流動損失最小的情況下進人葉輪。 離心通風機的進風口有圓筒形、圓錐形、弧形、錐筒形、錐弧形、弧筒形等多種。 大型風機多采用弧形或錐弧形進風口，以提高風機的效率。離心式風機部件29軸流式風機的結構型式30軸流風機中的子午加速風機軸流風機中的子午加速風機Q：子午加速軸流風機與一般軸流風機的差異？軸流式風機的主要部件 軸流式風機的主要部件有：葉輪、集風器、整流罩、導葉和擴散筒等，如圖所示。近年來，大型軸流式風機還裝有調節(jié)裝置和性能穩(wěn)定裝置。 泵與風機的結構葉輪 葉輪由輪轂和葉片組成，其作用和離心式葉輪一樣，是實現(xiàn)能量

10、轉換的主要部件。 輪轂的作用是用以安裝葉片和葉片調節(jié)機構的，其形狀有圓錐形、圓柱形和球形三種。 葉片多為機翼形扭曲葉片。葉片做成扭曲形，其目的是使風機在設計工況下，沿葉片半徑方向獲得相等的全壓。為了在變工況運行時獲得較高的效率，大型軸流風機的葉片一般做成可調的，即在運行時根據(jù)外界負荷的變化來改變?nèi)~片的安裝角。軸流式風機部件導葉 葉輪前僅設置前導葉； 葉輪后僅設置后導葉； 葉輪前后均設置有導葉。前導葉的作用是使進入風機前的氣流發(fā)生偏轉，把氣流由軸向引為旋向進入，且大多數(shù)是負旋向(即與葉輪轉向相反)，這樣可使葉輪出口氣流的方向為軸向流出。后導葉在軸流式風機中應用最廣。氣體軸向進入葉輪，從葉輪流出的

11、氣體絕對速度有一定旋向，經(jīng)后導葉擴壓并引導后，氣體以軸向流出。 軸流式風機部件導葉和葉輪性能穩(wěn)定裝置在額定流量下運行時，KSE不起任何作用。如果流量減小，葉輪外緣的一部分或整個進口截面將出現(xiàn)失速，產(chǎn)生切向氣流(旋渦)，當切向氣流很大時，氣流開始反向倒流。如果無KSE裝置，則葉輪進口截面上的氣流越來越不穩(wěn)定；若帶有KSE裝置，反向倒流到錐形部和旁路而獲得穩(wěn)定，轉子進口不再被阻。因反向倒流進入了旁路內(nèi)轉折，葉柵再通過環(huán)形槽回流，并與主流會合，從而保證了軸流風機的穩(wěn)定運行。性能穩(wěn)定裝置，又稱KSE裝置(該裝置由前蘇聯(lián)的3K伊凡諾夫發(fā)明)。軸流式風機部件電廠常用泵與風機的典型結構電廠常用泵與風機的典型

12、結構鍋爐給水泵凝結水泵循環(huán)水泵泵風機灰渣泵爐水循環(huán)泵送風機引風機泵與風機的結構鍋爐給水泵 鍋爐給水泵作用是將經(jīng)過加熱除氧的高溫水升壓到某一額定壓力后送往鍋爐。 分段式多級離心泵 圓筒型多級離心泵凝結水泵 凝結水泵又稱冷凝泵。其作用是將汽輪機排汽在凝汽器中凝結的水排出，并經(jīng)低壓加熱器送至除氧器。凝結水泵工作狀態(tài)特殊，它從真空狀態(tài)的凝汽器中抽吸凝結水，因此要求凝結水泵的抗汽蝕性能和人口側軸封裝置要好。 凝結水泵的型式有臥式和立式兩種。 通常小容量機組采用臥式凝結水泵，多為NB型結構 大容量機組則采用立式凝結水泵 立式中開帶前置誘導輪的兩級離心泵。 其結構特點：泵的吸入口、壓出口均與泵軸平行地布置在

13、泵體的一側；第一級葉輪和第二級葉輪對稱排列，以平衡軸向力；泵殼采用雙蝸殼結構以平衡徑向力；首級葉輪出口通過泵殼的導管引人次級葉輪；為了改善水泵的抗汽蝕性能，使首級葉輪吸入口面積大于次級葉輪吸人口面積，且還在首級葉輪前裝置了誘導輪。由于泵體是軸向中開式結構，所以拆卸、檢查和維修十分方便。循環(huán)水泵 循環(huán)水泵的作用是向凝汽器輸送大量的冷卻水，以保證冷卻汽輪機排出的乏汽，使之凝結成水。循環(huán)水泵的工作特點是流量大、揚程低。蝸殼式混流水泵立式混流水泵200MW機組配套的沅江48-35型立式離心泵國產(chǎn)125和300MW機組配套的50ZLQ50型立式軸流循環(huán)水泵近代大容量的循環(huán)泵，不僅要求流量大，而且也希望揚

14、程也有所提高，所以目前國內(nèi)外已發(fā)展使用性能界于離心式和軸流式之間的混流式水泵.電廠循環(huán)水泵采用這種大流量、中揚程的混流泵最為適宜 立式離心循環(huán)水泵 該泵為單級單吸立式離心泵，吸人口朝下，便于布置吸人管道。 該泵與常規(guī)電廠配套用循環(huán)水泵相比有以下特點：具有常規(guī)電廠循環(huán)水泵的多工況性能和凝結水泵的吸人抗汽蝕性能。立式軸流循環(huán)水泵 與300Mw機組配套的 50ZLQ50型立式軸流循環(huán)水泵，泵的過流部件由吸人喇叭管、葉輪、導葉和出水彎管組成。 其特點是流量大、揚程低。 大型軸流泵流量為 830m3s，甚至可達5060m3s，揚程一般小于25m，通常的使用揚程為412m。蝸殼式混流水泵蝸殼式混流水泵立式

15、混流水泵灰渣泵 熱力發(fā)電廠鍋爐燃燒后的灰渣需要排除而設置有灰渣泵，該泵輸送的介質是含有灰渣顆粒的液體，通常大塊灰渣經(jīng)碎渣機破碎至25mm以下與水混合而被輸送至廠外。無軸封式鍋爐循環(huán)泵 用于現(xiàn)代強制循環(huán)汽包鍋爐的強制循環(huán)泵，直流鍋爐強制循環(huán)泵及輔助循環(huán)泵， 般 均采用無軸封結構，稱為無軸封泵。 這種泵的作用是使水在一定通道內(nèi)作強制循環(huán)，它通過下降管從汽包中吸水，無軸封泵的泵部分是一般的傳統(tǒng)結構，所不同的是電動機部分，電動機有濕式電動機與屏蔽式電動機兩種。屏蔽式電動機因電動機置于屏蔽套內(nèi)，故效率比濕式電動機低510，鍋爐循環(huán)泵結構入口入口溫度、壓力溫度、壓力流量、揚程流量、揚程主要主要葉輪型式葉輪

16、型式轉速轉速給水泵給水泵溫度較高，壓溫度較高，壓力較低力較低高壓高壓10005000m多級離心多級離心高速高速30007000rpm循環(huán)水泵循環(huán)水泵常溫、常壓常溫、常壓流量大流量大2萬方萬方/h揚程低揚程低離心泵離心泵混流式混流式軸流式軸流式低速低速 1000以下以下凝結水泵凝結水泵3040度，接度，接近飽和蒸汽壓，近飽和蒸汽壓，乏汽壓力乏汽壓力高揚程高揚程200400m多級離心多級離心低速低速1500rpm以下以下送風機 鍋爐爐膛燃燒需要足夠的空氣而設有送風機。該風機風壓一般不超過15kPs。 目前國內(nèi)普遍采用G4型高效機翼型后彎葉片離心式風機。 該風機葉輪是由葉片焊接于弧錐形前盤與平板形后盤中間而構成的。葉輪用鉚釘固定在輪轂上，輪轂用平鍵與軸 連接。為了調節(jié)風量，在風機進口裝有軸向或簡易導流器。 現(xiàn)代大容量鍋爐送風機更多地采用軸流式，它具有結構緊湊、占地少、調節(jié)效率高等優(yōu)點。 為300MW機組配套用的FAF20101型動葉可調軸流送風機。風機主要由進氣箱1、轉子(動葉6)、導葉7、主軸承5、中間軸3、聯(lián)軸器10及罩殼11與