火電廠輔機(jī)設(shè)備概述

1、2022/7/211火電廠輔機(jī)設(shè)備概述2022/7/212*課程性質(zhì)與基本要求 本課程的性質(zhì)、地位與任務(wù) 本課程是從事火電廠設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行的技術(shù)管理人員所需掌握的一門輔助課程。該課程以課堂講授為主，主要對(duì)學(xué)員介紹泵與風(fēng)機(jī)的分類、型號(hào)、結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)及基本理論，以及有關(guān)閥門的基本知識(shí)等。 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握泵與風(fēng)機(jī)的主要工作原理、泵與風(fēng)機(jī)變工況特性、特性曲線以及運(yùn)行基本知識(shí)，以及閥門的類型、結(jié)構(gòu)、原理及用途等知識(shí)。 本課程的基本要求 熟悉泵與風(fēng)機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)； 了解泵與風(fēng)機(jī)的工作原理、特性曲線及運(yùn)轉(zhuǎn)工況等基本理論 ； 了解閥門分類、型號(hào)、結(jié)構(gòu)、原理及用途、連接與密封等基本知識(shí) 。20

2、22/7/213*課程進(jìn)度學(xué)時(shí)分配表 課程內(nèi)容概述離心式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪理論軸流式泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)備性能泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和調(diào)節(jié)閥門的分類、型號(hào)與標(biāo)識(shí)常用閥門的結(jié)構(gòu)、原理及用途閥門的部件、連接與密封復(fù)習(xí)與考試總 計(jì) 12講課221211212復(fù)習(xí)答疑00考試02022/7/214第一章 概述 泵的定義流體機(jī)械汽輪機(jī)、水輪機(jī)、泵與風(fēng)機(jī)等汽輪機(jī)、水輪機(jī)把流體的熱能和動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的動(dòng)力設(shè)備。屬發(fā)動(dòng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w(液體、氣體)的勢(shì)能和動(dòng)能一種動(dòng)力設(shè)備。2022/7/2151.1 泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)有： 流量q、能頭H 功率P、效率 轉(zhuǎn)速n、比轉(zhuǎn)數(shù)ns(對(duì)風(fēng)機(jī)為

3、ny)對(duì)水泵還有： 必需汽蝕余量hr2022/7/216流量q 流量是指單位時(shí)間內(nèi)泵與風(fēng)機(jī)輸送流體的量。 有質(zhì)量流量qm和體積流量qv之分。 它們之間的關(guān)系如下： qmqv 式中 流體密度，kg/m3 qv的單位取m3/s 。另有L/s及m3/hqm的單位取kg/s 。還有kg/h及t/h2022/7/217能頭H泵的能頭 流體的總能量包括壓能、動(dòng)能和位能，即泵裝置簡(jiǎn)圖1-過(guò)濾網(wǎng);2-吸入管路3-泵；4-排出管路；Ms-真空表;Mt-壓力表I-吸水池；II-排水池Hsz-泵安裝高度；Hz-吸、排水池液面高度差；z2、z1-泵出、進(jìn)口到測(cè)量基準(zhǔn)面的距離 風(fēng)機(jī)的能頭 風(fēng)機(jī)的能頭常用風(fēng)壓(即全壓)p

4、來(lái)表示，是指單位體積流體流經(jīng)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量增加值。單位為Pa(或kPa) 工程技術(shù)中常將風(fēng)機(jī)的全壓分為靜壓pst和動(dòng)壓pd兩部分，并規(guī)定：即 泵的能頭又稱揚(yáng)程或壓頭，是指單位質(zhì)量流體流經(jīng)泵時(shí)所獲得的能量增加值，單位為m(液柱)。 2022/7/218轉(zhuǎn)速n 轉(zhuǎn)速是指泵與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，用符號(hào)n表示，單位為轉(zhuǎn)/分，寫作r/min。 一定的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一定的流量q、壓頭H，并對(duì)應(yīng)一定的軸功率。當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，流量、壓頭及軸功率都將隨之改變。所以， 泵與風(fēng)機(jī)的性能考核應(yīng)當(dāng)把測(cè)試結(jié)果修正到額定轉(zhuǎn)速下。汽蝕余量hr (講泵的汽蝕時(shí)再講)2022/7/219功率P(kW) 軸功率P 原動(dòng)機(jī)傳遞給泵

5、或風(fēng)機(jī)軸上的功率 有效功率Pe單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)泵或風(fēng)機(jī)的流體所獲得的有效能量。即 Pg原動(dòng)機(jī)的配套功率。 PgP Pe通常： Pg =(1.081.5)P 電機(jī)功率大的取較小的余量。2022/7/2110效率 泵與風(fēng)機(jī)的效率為有效功率和軸功率之比。即 泵與風(fēng)機(jī)的能量損失一般包含三部分：即 機(jī)械損失Pm(軸承、密封填料和輪盤的摩擦損失) 容積損失Pv(內(nèi)部流體泄漏所造成的流量損失) 水力損失(亦稱流動(dòng)損失) 機(jī)械效率 m=(P-Pm)/P 容積效率 v=(P-Pm-Pv)/(P-Pm) 水力效率 h=Pe /(P-Pm-Pv) 因此，泵與風(fēng)機(jī)的效率 = h v m2022/7/2111泵與風(fēng)機(jī)的效

6、率范圍 離心泵=之間； 離心風(fēng)機(jī)=范圍內(nèi)； 高效風(fēng)機(jī)可達(dá)以上。 軸流泵=； 小型軸流風(fēng)機(jī)=； 大型軸流風(fēng)機(jī)可達(dá)到。2022/7/21121.2 泵與風(fēng)機(jī)的分類 按工作原理分；按出口壓力分1.2.1 按工作原理分2022/7/21131.2.2 按出口壓力分 低壓泵：壓力2MPa 泵 中壓泵：壓力在26MPa 高壓泵：壓力6MPa 通風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓1015kPa 風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓在10340kPa 壓氣機(jī)：風(fēng)壓290340kPa 低壓通風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓1kPa通風(fēng)機(jī) 中壓通風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓在13kPa 高壓通風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓在315kPa2022/7/2114各種泵的使用范圍2022/7/2115各種風(fēng)機(jī)的使用范圍

7、2022/7/21161.3 葉片式泵與風(fēng)機(jī) 1.3.1 葉片式泵的過(guò)流部件 泵的主要過(guò)流部件是吸水室、葉輪和壓水室。 葉片式泵的過(guò)流部件a)離心泵b)蝸殼式混流泵c)導(dǎo)葉式混流泵d)軸流泵1-葉輪（工作輪）2-導(dǎo)葉3-蝸室(壓水室) 4-吸水管5-排水管2022/7/2117(1) 吸水室，如下圖所示。 泵吸水室位于葉輪進(jìn)口前，其作用是把液體按一定要求引入葉輪。 葉輪的類型a)離心式(徑流式) b)混流式(斜流式) c)軸流泵 a)直錐形 b)彎管形 c)螺旋形吸水室的類型(2) 葉輪，如右圖所示。 葉輪是泵的核心，也是過(guò)流部件的核心，泵通過(guò)葉輪對(duì)液體作功，使其能量增加。 (3) 壓水室 壓

8、水室位于葉輪出口之后，其作用是收集從葉輪中高速流出的液體，使其速度降低，轉(zhuǎn)變速度能為壓能，并且把液體按一定要求送入下級(jí)葉輪進(jìn)口或送入排出管路。 2022/7/21181.3.2 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理(1) 離心式 葉輪2位于渦殼形的壓出室3中。假定葉輪內(nèi)充滿了流體，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中的流體獲得了機(jī)械能，壓力、溫度、速度提高，在離心力的作用下從葉輪中心被甩向葉輪的外緣，擠入壓出室3中，使速度降低，壓力提高，將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽缓髲臄U(kuò)散管4排出。 由于葉輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口處不斷形成真空，從而流體將連續(xù)不斷地由葉輪吸入和排出。這樣便實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能向壓能或速度能的轉(zhuǎn)換。(2) 軸流式 軸

9、流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓推進(jìn)力使流體獲得能量，升高其壓能和動(dòng)能，其結(jié)構(gòu)如右圖。所示葉輪1安裝在圓筒形泵殼內(nèi)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體軸向流入，在葉片葉道內(nèi)獲得能量，再經(jīng)導(dǎo)流器(導(dǎo)葉)2擴(kuò)壓后軸向流出。軸流式泵與風(fēng)機(jī)適用于大流量、低壓力，電廠中循環(huán)水泵及送、引風(fēng)機(jī)可使用。 離心式葉輪機(jī)械通流部分簡(jiǎn)圖1-吸入室；2-葉輪；3-壓出室；4-擴(kuò)散管 2022/7/21191.3.3 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的形式和典型結(jié)構(gòu)1.3.3.1 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的形式 葉片式泵按其結(jié)構(gòu)形式，分類如下：(1) 按主軸方向 臥式：主軸水平放置； 立式：主軸垂直放置； 斜式：主軸傾斜放置。(2) 按液體流出葉輪的方

10、向 離心式裝徑流式葉輪； 混流式裝混流式葉輪； 軸流式：裝軸流式葉輪。(3) 按吸入方式 單吸裝單吸葉輪； 雙吸裝雙吸葉輪。(4) 按級(jí)數(shù) 單級(jí)：裝一個(gè)葉輪； 多級(jí)：同一根軸上裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪。(5) 按葉片安裝方法 可調(diào)葉片：葉輪的葉片安裝角可以調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)； 固定葉片：葉輪的葉片安裝角度是固定的結(jié)構(gòu)。 2022/7/2120(6) 按殼體剖分方式 分段式：殼體按與主軸垂直的平面剖分； 節(jié)段式：在分段式多級(jí)泵中，每一級(jí)殼體都是分開式的； 中開式：殼體在通過(guò)軸心線的平面上分開； 水平中開式：在中開式中，剖分面是水平的； 垂直中開式：在中開式中剖分面是垂直的； 斜中開式：在中開式中，剖分面是

11、傾斜的。(7) 按泵體形式 蝸殼泵：葉輪排出側(cè)具有帶蝸室的殼體； 雙蝸殼泵：葉輪排出側(cè)具有雙蝸室的殼體； 透平泵：帶導(dǎo)葉的離心泵； 筒式泵：內(nèi)殼體外裝有圓筒狀的耐壓殼體； 雙殼泵：指筒式泵之外的雙層殼體泵。(8) 特殊結(jié)構(gòu)的葉片式泵 潛水電泵：驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)與泵一起放在水中使用的泵； 貫流式泵：泵體內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置； 屏蔽泵：泵與電動(dòng)機(jī)直連（共用一根軸），電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)側(cè)裝有屏蔽套，以防液體進(jìn)入。 自吸式泵：在一般的自吸泵中抽送液體作用的葉輪同時(shí)能起灌水作用，泵起動(dòng)時(shí)無(wú)需灌水。 管道泵：泵作為管路的一部分，無(wú)需特別改變管路即可安裝泵。 無(wú)堵塞泵：抽送液體中所含的固體不能在泵內(nèi)造成堵塞。 2

12、022/7/21211.3.3.2 離心泵的典型結(jié)構(gòu) 單級(jí)懸臂式泵 1軸；2軸封箱；3擴(kuò)壓管；4葉輪；5吸水室；6口環(huán)；7蝸殼 (壓水室)2022/7/2122臥式單級(jí)雙吸離心泵1下泵體；2上泵體；3葉輪；4軸；5口環(huán)；6軸套；7填料套；8填料；9液封圈；10水封管；11填料壓蓋；12軸套螺母；13固定螺釘；14軸承體；15軸承體蓋；16單列向心球軸承；17圓螺母；18聯(lián)軸器部件；19軸承擋套；20軸承端蓋；21雙頭螺栓；22鍵 2022/7/2123蝸殼式多級(jí)泵2022/7/2124節(jié)段式多級(jí)泵2022/7/2125大型立式單級(jí)離心泵2022/7/2126立式軸流泵2022/7/2127立式

13、混流式循環(huán)水泵2022/7/2128離心風(fēng)機(jī)2022/7/2129軸流通風(fēng)機(jī)2022/7/2130多級(jí)軸流式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)示意2022/7/21311.4 非葉片式泵與風(fēng)機(jī) 1.4.1 往復(fù)泵2022/7/21321.4.2 齒輪泵2022/7/21331.4.3 螺桿泵2022/7/21341.4.4 噴射泵2022/7/21351.4.5 水環(huán)式真空泵2022/7/21361.4.6 滑片泵（內(nèi)）2022/7/21371.4.6 滑片泵（外）2022/7/21381.4.7 羅茨風(fēng)機(jī)2022/7/21391.5 泵與風(fēng)機(jī)的應(yīng)用 泵與風(fēng)機(jī)是僅次于電機(jī)的一種通用機(jī)械。主要用于抽汲、輸送流體，或用于

14、提高流體的能量。廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面： 農(nóng)業(yè)灌溉、排澇；采礦通風(fēng)、排水 冶金工業(yè)鼓風(fēng)、流體輸送 石油工業(yè)輸油、注水 化工、家電等也離不開泵與風(fēng)機(jī) 熱力發(fā)電廠中水泵，油泵，鼓、引鳳機(jī)2022/7/21401.5.1 泵與風(fēng)機(jī)在火電廠中的應(yīng)用 2022/7/2141火力發(fā)電廠用泵火電廠主要汽水系統(tǒng)圖2022/7/2142近代高溫高壓鍋爐給水泵 2022/7/214360萬(wàn)千瓦機(jī)組用泵的性能參數(shù)名 稱主鍋爐給水泵鍋爐給水增壓泵低壓冷凝泵高壓冷凝泵低壓加熱器排水泵循環(huán)水泵重油噴燃增加泵重油噴燃泵型 式臥式筒式多級(jí)(6級(jí))離心泵臥式雙吸離心泵立式2級(jí)(第1級(jí)雙吸)透平式泵臥式單級(jí)透平式泵臥式多級(jí)

15、(6級(jí))透平式泵立式混流泵螺桿泵臥式多級(jí)離心泵口徑(毫米)300350/25300250/2001602135300/250150/100流量(m3/min)20.4420.4412.3812.382.72586.7155 m3/h155 m3/h全揚(yáng)程(m)317979.25761452068.8329.2 105Pa82.5 105Pa轉(zhuǎn)速(r/min)450014609802880146024514502985電動(dòng)機(jī)輸出功率(kW)120003001903701501200185330液體溫度()14714733338321 (海水)6090吸入壓力(表壓) 105Pa8.71.4695mmHg5.0150mmHg029.2臺(tái)數(shù)223322222022/7/2144 原子能發(fā)電站用泵壓水式反應(yīng)堆系統(tǒng)2022/7/2145壓水堆系統(tǒng)一次冷卻劑泵2022/7/2146壓水式反應(yīng)堆36萬(wàn)千瓦機(jī)組用泵性能參數(shù)名 稱一次冷卻劑泵充 填 泵冷 凝 泵給 水 泵型 式立式蝸殼式泵(軸封式)往 復(fù) 泵立式多級(jí)透平泵臥式蝸殼式泵口徑(mm)700/74