技師培訓(xùn)教材--泵與風(fēng)機(jī)(泵與風(fēng)機(jī)的選型)

1、THERMAL POWER PLANT OF YI ZHENG CHEMICAL FIRBLE CO.,LTD6 熱力發(fā)電廠常用的泵與風(fēng)機(jī) 6.1 電廠常用的泵6.2 電廠常用的風(fēng)機(jī)6.1 電廠常用的泵 鍋爐給水泵 液力耦合器 前置泵 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 強(qiáng)制循環(huán)泵 灰渣泵鍋爐給水泵汽動(dòng)給水泵組設(shè)備相對位置示意圖電動(dòng)給水泵組設(shè)備相對位置示意圖大容量鍋爐給水泵工作特點(diǎn) 容量大(驅(qū)動(dòng)功率大)。 轉(zhuǎn)速高。 壓力高。 水溫高。給水泵驅(qū)動(dòng)方式 從驅(qū)動(dòng)方式看：給水泵的主要任務(wù)是提高給水壓力。 加大葉輪外徑D2圓盤摩擦損失急劇增加，效率急劇下降； 增加級數(shù)軸需加長，零件增加，泵經(jīng)濟(jì)性及安全性都受到影響； 提

2、高轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟(jì)有效的一種方法。 泵組通過變速調(diào)節(jié)改變給水流量和壓力，以適應(yīng)單元機(jī)組啟停、負(fù)荷變化等的需要，提高機(jī)組變工況運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性。給水泵的結(jié)構(gòu)型式 水平中開式多級離心泵 分段式多級離心泵 圓筒型雙殼體多級離心泵水平中開式多級離心泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 泵體(泵殼)作成沿軸中心線水平中開，分成上下兩部分，吸入管和排出管與下泵體(泵座)整體澆鑄，為消除軸向力，葉輪采用對稱排列的方式。優(yōu)點(diǎn) 拆卸裝配方便，只需將上泵體(泵蓋)吊開，即可取出或裝入整個(gè)轉(zhuǎn)子。缺點(diǎn) 體積大，泵體流道復(fù)雜，對鑄造加工技術(shù)要求高，造價(jià)高，僅適用于低壓、小容量機(jī)組的給水泵。分段式多級離心泵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 單殼體，將幾個(gè)相同的葉輪串

3、聯(lián)在同一根軸上，每級葉輪均有中段將水引入下一級，中段兩側(cè)有吸入段和吐出段，用幾根長頭雙螺栓把中段吸入及吐出段聯(lián)接成一個(gè)整體。 優(yōu)點(diǎn) 泵體由圓形中段組成，容易制造并可互換，造價(jià)低。圓筒型雙殼體多級離心泵（一） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 泵體是雙層套殼，外筒體為鑄鋼或鍛鋼圓筒。 內(nèi)殼體與轉(zhuǎn)子(葉輪與軸組成轉(zhuǎn)子)組成一個(gè)完整的組合體，稱為芯包，套裝在圓筒型外殼內(nèi)。 高壓側(cè)有圓形端蓋，與外殼用螺栓連接。圓筒型雙殼體多級離心泵（二） 優(yōu)點(diǎn) 內(nèi)外殼體之間充滿由泵末級葉輪引入的高壓水，高壓水在兩層殼體間流動(dòng)，使殼體上下受熱均勻。即使受到劇烈熱沖擊(負(fù)荷變化，給水溫度、壓力突然變化)也能保證泵的同心度。 檢修時(shí)不必拆除進(jìn)出口

4、管路，也不必拆除與基礎(chǔ)相連接的外筒體。只要打開端蓋，整個(gè)芯包即可從高壓端整體抽出進(jìn)行檢修，或?qū)溆眯景湃胪馔搀w，即可在較短時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行。因此，拆卸裝配十分方便、快捷。 運(yùn)行時(shí)高度安全可靠，效率高。液力耦合器 一種利用液體傳遞轉(zhuǎn)矩的變速裝置，設(shè)在電動(dòng)機(jī)與給水泵之間。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，用改變藕合器的轉(zhuǎn)矩，來達(dá)到改變給水泵轉(zhuǎn)速的目的。 主要優(yōu)點(diǎn) 在泵輪與渦輪間沒有任何機(jī)械連系，全靠液力傳動(dòng)，故工作平穩(wěn)。 可進(jìn)行無級調(diào)速液力耦合器的結(jié)構(gòu) 主要部件有泵輪、渦輪及裝在泵輪上的旋轉(zhuǎn)內(nèi)套組成。 泵輪與渦輪均具有較多的徑向葉片，為避免發(fā)生共振，一般渦輪的葉片數(shù)較泵輪少14片。 泵輪與主動(dòng)軸聯(lián)接，泵輪轉(zhuǎn)速是由

5、電動(dòng)機(jī)經(jīng)升速齒輪增速后保持某一恒定值。 渦輪與從動(dòng)軸聯(lián)接，它由泵輪出門的工作油油壓來沖動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)。液力耦合器工作原理 在泵輪與渦輪所組成的圓形空間，注入液體(工作油)，當(dāng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)空腔中的液體旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)循環(huán)流動(dòng)油環(huán)。 在離心力的作用下，使流體獲得能量，從內(nèi)緣流向外緣（泵輪出口），然后以一定的壓力和速度流入渦輪，從外緣流入內(nèi)緣，沖動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，在渦輪中幾作液體釋放能量，帶動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。 做功以后的工作油從渦輪流出又進(jìn)入泵輪，重新獲得能量，如此周而復(fù)始，在泵輪獲得能量在渦輪中釋放能量，從而形成液力禍合器的連續(xù)工作過程，實(shí)現(xiàn)了無級變速的目的。液力耦合器的效率 工作

6、油在渦輪及泵輪中流動(dòng)時(shí)，因有各種損失，要產(chǎn)生滑差，即泵輪的轉(zhuǎn)速恒大于渦輪的轉(zhuǎn)速。泵輪的出口油壓才能大于渦輪入口的油壓，以建立工作油的循環(huán)圓，從而傳遞轉(zhuǎn)矩。 傳動(dòng)比i越大，則液力藕合器的傳動(dòng)效率也越高。液力耦合器調(diào)速特性 分析結(jié)果表明:可以用改變工作油的油量來實(shí)現(xiàn)渦輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 通過工作油泵和進(jìn)油調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)工作油的進(jìn)油量， 通過控制勺形管的徑向位置來調(diào)節(jié)工作油的出油量。前置泵 大容量、高參數(shù)機(jī)組為防止給水泵發(fā)生汽蝕，在給水泵入口前均設(shè)置前置泵，作用是提高給水泵入口壓力。 給水泵輸送的是除氧器巾的飽和液體，水箱液面處于汽化狀態(tài)，為使給水泵進(jìn)口壓力大于所輸送水溫下的飽和蒸汽壓力，要求有足夠的倒灌高

7、度，克服進(jìn)水管路所產(chǎn)生的阻力損失以及泵內(nèi)液體的壓力降，即必須汽蝕余量。安裝前置泵的必要性 當(dāng)轉(zhuǎn)速提高后，必須汽蝕余量則成平方關(guān)系增加，要求的倒灌高度也大大增加。 加裝前置泵可以大大降低倒灌高度，而增加泵入口壓力，使其遠(yuǎn)大于給水泵水溫下的飽和蒸汽壓力，從而可防止汽蝕的發(fā)生，保證了高速給水泵的安全運(yùn)行。前置泵的結(jié)構(gòu)型式(一)前置泵的結(jié)構(gòu)型式(二)凝結(jié)水泵 凝結(jié)水泵的作用是抽出汽輪機(jī)凝汽器中的凝結(jié)水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。 從高度真空的凝汽器中抽取飽和狀態(tài)的凝結(jié)水，故容易吸入空氣和產(chǎn)生汽蝕。 要求凝結(jié)水泵具有較好的軸端密封、以防止空氣漏入泵中，并要求具有較高的抗汽蝕性能。 凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速不宜過

8、高，一般在9801450rpm之間，且第一級葉輪往往作成雙吸式或在首級葉輪前加裝誘導(dǎo)輪。凝結(jié)水泵的結(jié)構(gòu)型式循環(huán)水泵 循環(huán)水泵的作用是向汽輪機(jī)凝汽器、冷油器、發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器供給冷卻水，其工作特點(diǎn)是冷卻水量大，壓力低，故要求循環(huán)水泵具有大流量，低揚(yáng)程的特性，屬高比轉(zhuǎn)數(shù)泵。離心式循環(huán)泵軸流式循環(huán)泵 主要優(yōu)點(diǎn) 效率高，汽蝕性能好。 運(yùn)行?？俊?安裝維護(hù)方便。 振動(dòng)噪聲小。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 單級立式結(jié)構(gòu)，裝有葉片安裝角的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 半調(diào)節(jié)式是在工況發(fā)生變化時(shí)，需拆下葉輪，調(diào)節(jié)葉片安裝角度。 全調(diào)節(jié)式是在停機(jī)或不停機(jī)的情況下，通過葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來改變?nèi)~片的安裝角，以滿足流量和揚(yáng)程的要求。斜流式循環(huán)泵 SEA型泵

9、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 抽芯式：將泵頂部泵蓋拆開后，抽芯部分(包括軸、葉輪、導(dǎo)葉等)均可被抽出，而與出口管路相聯(lián)的整個(gè)泵外筒體固定不動(dòng):因此拆卸裝配十分方便、快捷。 非抽芯式：泵轉(zhuǎn)子部件與固定部件組成一個(gè)整體，檢修時(shí)需將整個(gè)泵拆除。 主要優(yōu)點(diǎn) 體積小，重量輕，機(jī)組占地面積小，啟動(dòng)前不需灌水。 效率高，泵效率可達(dá)83%一90%左右。 汽蝕性能好。 安全可靠，使用壽命長。斜流式循環(huán)泵結(jié)構(gòu)強(qiáng)制循環(huán)泵 強(qiáng)制循環(huán)泵是用于強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐的泵。 作用是保證高溫高壓的鍋爐水進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。 因汽包鍋爐隨工作壓力的提高，介質(zhì)密度差減小，其自然循環(huán)的動(dòng)力也隨之減小，在超高壓以上的汽包鍋爐自然循環(huán)較難建立。強(qiáng)制循環(huán)泵就成為亞臨界

10、汽包鍋爐水循環(huán)的主要?jiǎng)恿υ础；以?灰渣泵的作用是將鍋爐燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場。 灰渣水中的大塊灰渣必須經(jīng)碎渣機(jī)破碎至25mm以下。 灰渣泵輸送的是灰渣與水的混合物，泵的過流部件磨損很大，為防止過流部件迅速磨損，在泵體的內(nèi)壁上裝有護(hù)套及前護(hù)板。它們和葉輪均采用錳鋼制造，泵軸則用優(yōu)質(zhì)的碳鋼制造。 灰渣泵由于要經(jīng)常停泵檢修或更換磨損部件，所以必須裝設(shè)備用泵。灰渣泵的結(jié)構(gòu)型式6.2 電廠常用的風(fēng)機(jī) 送風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī) 一次風(fēng)機(jī) 煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī) 脫硫增壓風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī) 送風(fēng)機(jī)的作用是向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。 所輸送的空氣溫度與室溫相同，只要能保證供給爐膛所需要的空氣量及克服送風(fēng)

11、管道系統(tǒng)的阻力即可，要求流量較大，壓力不高。 空氣中幾乎沒有燃料的飛灰，在結(jié)構(gòu)上沒有特殊要求，與一般用途的通風(fēng)機(jī)相同。離心送風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式軸流式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式雙級軸流式送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)的離心式風(fēng)機(jī)曲線引風(fēng)機(jī) 作用是把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。 煙氣是有害氣體，溫度較高，所以引風(fēng)機(jī)的軸承要保持良好的冷卻，防止熱量傳至電機(jī)和軸承，在軸承箱內(nèi)裝有水冷卻裝置。 引風(fēng)機(jī)應(yīng)有良好的密封性，以免煙氣外泄。 煙氣中含有飛灰，為防止引風(fēng)機(jī)磨損，葉片和機(jī)殼的鋼板均需加厚，且采用耐磨材料，以延長使用壽命。引風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式一次風(fēng)機(jī) 在大容量機(jī)組，如鍋爐所采用的正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，一次

12、風(fēng)分為兩路。 一路經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后送往磨煤機(jī)，起干燥煤粉的作用； 另一路冷一次風(fēng)送往磨煤機(jī)入口與熱風(fēng)混合，來調(diào)節(jié)磨煤機(jī)內(nèi)風(fēng)粉混合的溫度，防止細(xì)粉爆炸，同時(shí)又保證煤干燥適當(dāng)。煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī) 作用：將鍋爐省煤器出口的低溫?zé)煔獬槌觯缓笏腿霠t膛，以調(diào)節(jié)過熱蒸汽的溫度。 煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)輸送的煙氣溫度很高，通常在300以，而且含有大量煙灰，因此要求它能耐高溫、耐腐蝕、耐磨損，而且結(jié)構(gòu)上易于維修和更換。 煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)壁都裝有耐磨的錳鋼襯板。葉輪也用耐高溫、高強(qiáng)度的鋼板或不銹鋼制成。 葉片型式除考慮效率外，還必須考慮不易積灰，防止風(fēng)機(jī)振動(dòng)，故一般采用徑向式葉片。煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)脫硫增壓風(fēng)機(jī) 脫硫

13、裝置的阻力較大，除用引風(fēng)機(jī)克服煙風(fēng)系統(tǒng)阻力外，還需要裝設(shè)脫硫增壓風(fēng)機(jī)來克服脫硫裝置的阻力。 鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立的布置 在脫硫系統(tǒng)中的增壓風(fēng)機(jī)或其他設(shè)備發(fā)生故障需要短期維修時(shí)，可以暫時(shí)用旁路排煙，不會影響引風(fēng)機(jī)的效率，也不必整體停爐，增加了設(shè)備的可靠性。 脫硫裝置中不裝脫硫增壓風(fēng)機(jī) 只有引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)要同時(shí)克服鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和脫硫裝置的阻力，需要提高引風(fēng)機(jī)的全壓。引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)配置7 泵與風(fēng)機(jī)的選型 7.1 泵的選型 7.2 風(fēng)機(jī)的選型選型原則 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定。 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕的泵或風(fēng)機(jī)。 運(yùn)行時(shí)安全可靠，抗汽蝕性能好。 對于有特殊要求的泵或風(fēng)機(jī)，除以上要求外，還應(yīng)盡可能地滿足以下要

14、求，如安裝地理位置受限制時(shí)應(yīng)考慮體積要小，進(jìn)出口管路要能配合等。 風(fēng)機(jī)噪聲要低。 采用的流量、揚(yáng)程(風(fēng)壓)裕量滿足火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL5000-2000的規(guī)定。7.1 泵的選型 選型條件(一)輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能 輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)，是選型時(shí)需要考慮的重要因素。 介質(zhì)的物理化學(xué)性能包括：介質(zhì)名稱、介質(zhì)特性(如腐蝕性、磨蝕性、毒性等)、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力等。選型條件(一) 選型參數(shù)(1) 流量qV：是指泵單位時(shí)間輸送的介質(zhì)量，工藝人員一般應(yīng)給出正常、最小和最大流量。 選泵時(shí)，要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的1.05

15、1.10倍。 揚(yáng)程H：一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.101.15倍。 進(jìn)口壓力P1和出口壓力P2：進(jìn)、出日壓力指泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力，力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。選型條件(三) 選型參數(shù)（2） 溫度t：指泵的進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常最高溫度。 裝置汽蝕余量。 操作狀態(tài)。分連續(xù)操作和間歇操作兩種。 現(xiàn)場條件 現(xiàn)場條件包括：泵的安裝位置，環(huán)境溫度，相濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險(xiǎn)區(qū)域的劃分等級等條件。泵類型的選擇 泵的類型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)、操作周期和泵結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇。 離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單，輸液無脈動(dòng)，流量調(diào)節(jié)

16、簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此除特定情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵。不選離心式泵的特定情況（一） 有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵。 揚(yáng)程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選用時(shí)，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。 揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和斜流泵。不選離心式泵的特定情況（二） 介質(zhì)黏度較大(大于6501000mm2/s)時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵，如螺桿泵，或往復(fù)泵;砧度特別大時(shí)，可選用特殊設(shè)計(jì)的高勃度螺桿泵和高豁度往復(fù)泵。 介質(zhì)含氣量5%,流量較小且粘度37.4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動(dòng)，可選用往復(fù)泵。 對啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵

17、、自吸式旋渦泵、容積式泵等。泵的系列選擇 泵的系列是指泵廠生產(chǎn)的同一類結(jié)構(gòu)和用途的泵，如IS型清水泵，Y油泵，ZA型化工流程泵等。 當(dāng)泵的類型確定后，就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來選擇泵的系列和材料。泵型號的確定(一) 額定流量和揚(yáng)程的確定 額定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值時(shí)，常取正常流量的1.051.10倍。 額定揚(yáng)程一般取裝置所需揚(yáng)程的1.051.1倍。 對粘度度大于20mm2/s，或含固體顆粒的介質(zhì)，需換算成輸送清水時(shí)的額定流量和揚(yáng)程，再進(jìn)行以下工作。 查系列型譜圖 按額定流量和揚(yáng)程查出初步選擇的泵型號，可能為1種，也可能為2種以上。泵型號的確定(二) 校核 按性能曲線校核

18、泵的額定工作點(diǎn)是否落在泵的高效工作區(qū)內(nèi)； 校核泵的裝置汽蝕余量是否符合要求。不能滿足時(shí)，應(yīng)采取有效措施加以實(shí)現(xiàn)。 符合上述條件者有2種以上規(guī)格時(shí)，要選擇綜合指標(biāo)高者為最終選定的泵型號。具體可比較以下參數(shù)：效率(泵效率高者為優(yōu))、重量(泵重量輕者為優(yōu))和價(jià)格(泵價(jià)格低者為優(yōu))。原動(dòng)機(jī)功率的確定 泵的軸功率P計(jì)算按額定流量以及額定揚(yáng)程參考第二章計(jì)算。 原動(dòng)機(jī)的配用功率PggmPPK采用綜合性能曲線圖選擇水泵 水泵綜合性能圖是將同一系列、不同型號的所有泵的性能曲線的合理的工作范圍（四邊形）表示在一個(gè)圖上。這個(gè)四邊形是以葉輪切割與不切割的qvH曲線和與設(shè)計(jì)點(diǎn)效率相差不大于7的等效率曲線所組成。利用水泵綜合性能圖選擇水泵的步驟(一) 求計(jì)算流量qv和計(jì)算揚(yáng)程H； 選定設(shè)備的轉(zhuǎn)速n，算出比轉(zhuǎn)數(shù)ns； 根據(jù)ns的大小，決定所選水泵的類型（包括水泵的臺數(shù)和級數(shù)）； 根據(jù)所選的類型，在該型的水泵綜合性能圖上選取最合適的型號，確定轉(zhuǎn)速、功率、效率和工作范圍；利用水泵綜合性能圖選擇水泵的步驟(二) 從水泵樣本中查出該臺泵的性能曲線，根據(jù)泵在系統(tǒng)中的運(yùn)行方式（單臺、并聯(lián)或串聯(lián)運(yùn)行），繪出運(yùn)行方式的工況曲線； 根據(jù)泵的管路特性曲線和運(yùn)行方式的工況曲