(電廠培訓泵與風機)專題一泵與風機的概述

泵與風機主講教師：肖洪

hxiao0923@163.com）PumpandFan學習目的：泵與風機的(設計)選型泵與風機的運行調(diào)節(jié)、故障分析培訓內(nèi)容：專題一：泵與風機基本常識專題二：葉片式泵與風機的基本理論專題三：葉片式泵與風機的性能專題四：工作點和運行調(diào)節(jié)專題五：在運行過程中出現(xiàn)的主要問題專題一泵與風機的基本常識學科角度：是流體力學的應用和發(fā)展。

能量角度：是能量轉(zhuǎn)換設備。

原動機(機械能)流體(動、勢能）泵:一般輸送液體風機：一般輸送氣體流體機械？流體機械——流體具有的機械能和機械所做的功之間進行能量轉(zhuǎn)換的機械（泵與風機、壓縮機、水輪機、汽輪機、燃氣輪機、液力耦合器）促動器：葉輪、轉(zhuǎn)輪、活塞流動部件機械組件泵與風機是將原動機（如電動機、汽輪機等）提供的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動能，以達到流體定向輸運的一種動力設備。泵與風機的定義據(jù)統(tǒng)計：耗電量占全國總用電量的30-40%（泵的耗電量占到20%，風機約占10%）；

泵與風機是電廠的耗電大戶，占廠用電的80%左右（采用汽動給水泵除外），其中泵約占50%，風機約30%。

我國生產(chǎn)的泵和風機效率能夠達到80%-90%，然而，泵與風機在系統(tǒng)中的實際運行效率只有40%左右（發(fā)達國家約為50%-70%）。

經(jīng)濟性有待提高?。。∑到y(tǒng)循環(huán)水泵戚電中壓給水泵戚電高壓給水泵戚電冷風機風機閉式冷卻水系統(tǒng)戚電開式水泵戚電閉式水泵泵與風機的分類泵按產(chǎn)生的壓力分為:低壓泵：壓力在2MPa

以下；中壓泵：壓力在2一6MPa；高壓泵：壓力在6MPa

以上?！磯毫Ψ诸愶L機按產(chǎn)生的風壓分為:通風機：風壓小于15kPa；鼓風機：風壓在15一340kPa以內(nèi)；壓氣機：風壓在340kPa

以上。1.葉片式2.容積式離心式軸流式混流式往復式回轉(zhuǎn)式活塞泵柱塞泵隔膜泵齒輪泵螺桿泵風機滑片泵羅茨風機3.其他泵與風機的分類——按工作原理分類真空泵射流泵水錘泵離心泵示意圖軸流泵示意圖混流泵示意圖葉輪葉輪葉輪壓出室吸入室擴散管導葉導葉泵殼工作原理：工作葉輪旋轉(zhuǎn)時葉輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠處。葉片式泵與風機離心式：沿徑向；軸流式：沿軸向；混流式：沿斜向。流體流動特點——流體的出流方向不同:負壓離心力特點：軸向進入轉(zhuǎn)90°徑向流出流量小、壓力大，小流量高揚程的場合葉片式---離心式泵與風機的工作原理原理：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠處。泵與風機的分類及工作原理離心式泵與風機效率高性能可靠流量均勻易于調(diào)節(jié)可以制成各種揚程（壓力）及流量以滿足不同需要目前應用最為廣泛（火電廠中的給水泵、凝結(jié)水泵、閉式循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)水泵、送引風機）原理：旋轉(zhuǎn)葉片給繞流流體一個軸向推力/升力，使流體獲得能量，壓能和動能增加，并沿軸向排出。特點：軸向進入、軸向流出；流量大、壓力小，適用于大流量低揚程的場合葉片式-軸流式泵與風機的工作原理泵與風機的分類及工作原理軸流式泵與風機結(jié)構緊湊外形尺寸小重量輕動葉可調(diào)軸流式風機變工況性能好、工作范圍大大型電站中的開式循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)水泵、送引風機原理：流體沿介于軸向與徑向之間的圓錐面方向流出葉輪，部分利用葉型升力，部分利用離心力。葉片式-混流式泵與風機的工作原理泵與風機的分類及工作原理

特點：

1.軸向流入，錐面方向流出

2.流量較大、壓頭較高，介于軸流式與離心式之間火電廠中的開式循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)水泵、引風機容積式-往復式泵與風機的分類及工作原理活塞式:（輸送液體的活稱塞泵，輸送氣體的稱活塞式壓縮機）

如鍋爐加藥活塞泵、氣動控制儀表供氣的空氣壓縮機；特點：1、壓力較高，流量小而不均勻2、調(diào)節(jié)復雜，不利于高速原動機的直聯(lián)3、適宜輸送各種介質(zhì)（高、低黏度；易燃、易爆的各種流體）柱塞泵：特點：流量小不均勻，高壓力。原理：利用工作容積周期性的改變來輸送液體，并提高壓力。機械借活塞在汽缸內(nèi)的往復作用使缸內(nèi)容積反復變化，以吸入和排出流體。容積式-往復式泵與風機的分類及工作原理如灰漿柱塞泵、氣動控制儀表供氣的空氣壓縮機；容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風機的分類及工作原理齒輪泵：原理：利用一對或幾個特殊形狀的回轉(zhuǎn)體在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動來輸送流體并提高壓力。螺桿泵（螺桿風機）:容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風機的分類及工作原理齒輪泵：特點：1、壓力高、流量?。?、結(jié)構簡單、輕便緊湊、流量比往復式均勻；3、運行時噪聲大，齒輪磨損后漏損大；適宜輸送揚程要求較高流量小的黏度較大的流體（如小型汽輪機的主油泵；電動給水泵及鍋爐送引風機的潤滑油泵）容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風機的分類及工作原理特點：1、壓力高、流量較大；2、流量均勻，效率比齒輪泵高；3、可與原動機直聯(lián)；4、運行時噪聲低（因泵內(nèi)流體是在螺紋槽內(nèi)沿桿軸方向移動，流動時運轉(zhuǎn)平穩(wěn)）；適宜輸送揚程、流量要求較高的黏度大的流體（如潤滑油泵、調(diào)節(jié)油泵、鍋爐燃油泵）螺桿泵:容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風機泵與風機的分類及工作原理羅茨風機：特點：1、結(jié)構簡單、維修方便；2、因不需要內(nèi)部潤滑油，則輸送介質(zhì)不含油；3、運行時噪聲高；如煙氣脫硫、氣力除灰、煤粒沸騰燃燒等系統(tǒng)或設備的送風機原理：利用高速射流（水或蒸汽）的抽吸作用來輸送流體。流體在噴嘴中將部分壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。其?噴射泵泵與風機的分類及工作原理常用做凝汽器的抽氣裝置、離心式循環(huán)水泵啟動時抽真空之用、輸送爐渣的高壓水力噴射器或作為主油泵供油的注油器其他-噴射泵泵與風機的分類及工作原理其他-真空泵（水環(huán)式）泵與風機的分類及工作原理原理：星形葉輪偏心裝在圓筒形泵殼內(nèi)，啟動前注入一定量的水，葉輪旋轉(zhuǎn)，水受離心力作用被甩向四周形成一個相對于葉輪為偏心的封閉水環(huán)。利用葉片與水環(huán)內(nèi)表面形成的周期性擴大與減小的兩個月牙形空間，吸入氣體并排出,葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則連續(xù)完成吸氣和排氣的工作過程。其他-真空泵（水環(huán)式）泵與風機的分類及工作原理真空泵（水環(huán)式）戚電真空泵特點：1、結(jié)構簡單、制造精度要求不高、易加工；2、可與電機直聯(lián)；3、泵內(nèi)無金屬摩擦表面，泵內(nèi)無需潤滑；4、操作簡單、工作可靠；5、可抽除帶塵埃的或易燃易爆氣體；6、真空度低（水工作液，極限達2000～4000Pa；油工作液達130Pa）真空泵（水環(huán)式）火電廠中的常用做凝汽器的抽氣裝置或離心式循環(huán)水泵啟動時抽真空之用給水泵凝結(jié)水泵循環(huán)水泵疏水泵主油泵頂軸油泵EH油泵送風機引風機排粉風機一次風機二次風機泵與風機的分類——按在生產(chǎn)中的用途分類離心泵的分類按葉輪的級數(shù)分：單級、多級；按吸入口數(shù)目分：單吸、雙吸按泵軸的工作位置分：臥式、立式單級單吸懸臂式離心泵葉輪泵體（蝸殼）泵蓋懸架（軸承支架）軸分段多級離心泵立式凝結(jié)水泵離心風機的分類按葉輪的級數(shù)分：單級、雙級；按風機進氣方式分：單吸、雙吸；按風機葉輪旋轉(zhuǎn)方向分：右旋、左旋；（從原動機一側(cè)看風機葉輪旋轉(zhuǎn)）葉片式泵與風機的主要部件（1）吸入室（2）葉輪（3）（導葉）（4）壓出室（5）密封裝置離心泵主要部件離心風機的主要部件——離心式（1）集流器與進氣箱（2）葉輪（3）機殼葉片式泵與風機的主要部件離心泵-吸入室半螺旋形錐形（錐度7°~8°）環(huán)形吸入室：離心泵吸水管法蘭接頭至葉輪進口的空間。以最小的阻力損失，引導液體平穩(wěn)進入葉輪，葉輪進口處液體流速均勻分布。前蓋板葉片后蓋板后蓋板葉片輪轂效率高效率低葉片式泵與風機的主要部件離心泵-葉輪葉輪：是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件，將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能。輪轂葉片式泵與風機的主要部件離心泵-壓出室螺旋形壓出室（蝸殼）環(huán)形壓出室壓出室：葉輪出口或?qū)~出口至壓水管法蘭接頭之間的空間。收集從葉輪流出的高速流體，以最小阻力損失引入壓水管或次級葉輪進口，將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋Ｈ~片式泵與風機的主要部件離心泵-導葉1.徑向式導葉2.流道式導葉導葉：匯集前一級葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下，引入次級葉輪的進口或壓出室，把部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能。離心泵-導葉

平環(huán)式角接式

迷宮式1）密封環(huán)

作用：防止高壓流體通過葉輪進口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口，在葉輪進口外圈與泵殼之間加裝密封環(huán)。葉片式泵與風機的主要部件離心泵-密封裝置2）軸端密封軸封是設置于軸與殼之間的間隙處，起到密封作用的裝置。若軸封質(zhì)量不過關，水泵將發(fā)生漏水和吸氣的故障。葉片式泵與風機的主要部件離心泵-密封裝置a.填料密封

由填料箱4、水封環(huán)5、填料3、壓蓋2和壓緊螺栓等組成（目前普通離心泵最常用的一種軸封結(jié)構）帶水封環(huán)的填料密封結(jié)構軸端密封裝置填料：石墨油浸石棉繩聚四氟乙烯機械密封是無填料的密封裝置。由動環(huán)5、靜環(huán)7、彈簧2和密封圈8等組成動環(huán)在液體壓力及彈簧力的作用下與靜環(huán)的端面保持緊密接觸，以達到密封的目的。密封效果好、使用壽命長，但結(jié)構復雜、制造精度高。適用于高溫高壓泵。b.機械密封軸端密封裝置c.迷宮式密封

原理：非接觸型流體動力密封，利用流體流過轉(zhuǎn)子與靜子間的微小間隙產(chǎn)生的節(jié)流降壓效應來實現(xiàn)密封。軸端密封裝置d.浮動環(huán)密封

原理:

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，是采用機械密封與迷宮式密封原理結(jié)合起來的一種新型密封。軸端密封裝置填料密封特點：壽命短結(jié)構簡單不能自補償密封效果一般中低壓水泵用摩擦耗功大機械密封特點：壽命長結(jié)構復雜能自補償密封效果好高溫高壓泵用摩擦耗功小集流器：裝在葉輪進口，以最小的阻力損失引導氣流均勻的充滿葉輪入口。葉片式泵與風機的主要部件離心風機-集流器離心風機——集流器集流器裝置在葉輪前，它應使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流通過它時的阻力損失應該最小。

圓筒形：葉輪進口處會形成渦流區(qū)圓錐形：好于圓筒形，但它太短，效果不佳?；⌒危汉糜谇皟煞N，錐弧形：最佳，高效風機基本上都采用此種集流器。安裝在大型或雙吸的離心式風機上。減少因氣流不均勻進入葉輪產(chǎn)生的流動損失，另外可減少風機噪音。葉片式泵與風機的主要部件離心風機-進氣箱集流器前的進氣箱作用：改善氣流的流動狀況（由于結(jié)構上的需要，如風機進風口前裝接彎管——氣流轉(zhuǎn)彎流速分布不均勻）離心風機——進氣箱

葉片式泵與風機的主要部件

葉輪－葉輪前盤形式葉輪的組成：前盤、后盤、葉片、輪轂葉片式泵與風機的主要部件離心風機-葉輪葉輪－葉片形狀（a)平板型（b)圓弧型（d)機翼型葉片式泵與風機的主要部件離心風機-葉輪作用：匯集從葉輪流出的氣體，將其引向風機出口，將部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能。裝于風機出口，通過降低出口流體流速，使部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。葉片式泵與風機的主要部件離心風機-機殼蝸舌：

防止部分氣流在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動。擴壓器：

蝸殼的外形：阿基米德螺旋線、對數(shù)螺旋線蝸殼出口擴壓器:因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，所以擴壓器一般做成向葉輪一邊擴大，其擴散角θ通常為6°～8°。

離心風機——蝸殼葉片式泵與風機的主要部件離心通風機蝸殼出口附近有“舌狀”結(jié)構，一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機殼內(nèi)循環(huán)流動。

蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌葉片式泵與風機的主要部件軸流式風機軸流式風機雙級高壓軸流風機軸流式泵葉片式泵與風機的主要部件因軸流式通風機風機輪轂位于風流中，軸流式通風機輪轂要設置成流線體形狀，可以把空氣阻力減少到1/5，可提高功效并能降低噪音。戚電開式水泵的銘牌泵與風機的基本性能參數(shù)——流量流量:單位時間內(nèi)所輸送的流體數(shù)量。質(zhì)量流量:體積流量與質(zhì)量流量：體積流量:

單位體積的氣體通過風機所獲得的能量增加值，用p表示，單位為帕Pa泵與風機的基本性能參數(shù)——揚程（全壓）單位重量的液體通過泵后所獲得的能量增加值，用H表示，單位為米水柱（mH2O）風機的全壓（全風壓）：泵的揚程：1個大氣壓＝1Bar＝105Pa＝10