(電廠培訓(xùn)泵與風(fēng)機(jī))專題一泵與風(fēng)機(jī)的概述

泵與風(fēng)機(jī)主講教師：肖洪

hxiao0923@163.com）PumpandFan學(xué)習(xí)目的：泵與風(fēng)機(jī)的(設(shè)計(jì))選型泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)、故障分析培訓(xùn)內(nèi)容：專題一：泵與風(fēng)機(jī)基本常識專題二：葉片式泵與風(fēng)機(jī)的基本理論專題三：葉片式泵與風(fēng)機(jī)的性能專題四：工作點(diǎn)和運(yùn)行調(diào)節(jié)專題五：在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的主要問題專題一泵與風(fēng)機(jī)的基本常識學(xué)科角度：是流體力學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。

能量角度：是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。

原動(dòng)機(jī)(機(jī)械能)流體(動(dòng)、勢能）泵:一般輸送液體風(fēng)機(jī)：一般輸送氣體流體機(jī)械？流體機(jī)械——流體具有的機(jī)械能和機(jī)械所做的功之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械（泵與風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、液力耦合器）促動(dòng)器：葉輪、轉(zhuǎn)輪、活塞流動(dòng)部件機(jī)械組件泵與風(fēng)機(jī)是將原動(dòng)機(jī)（如電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)等）提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動(dòng)能，以達(dá)到流體定向輸運(yùn)的一種動(dòng)力設(shè)備。泵與風(fēng)機(jī)的定義據(jù)統(tǒng)計(jì)：耗電量占全國總用電量的30-40%（泵的耗電量占到20%，風(fēng)機(jī)約占10%）；

泵與風(fēng)機(jī)是電廠的耗電大戶，占廠用電的80%左右（采用汽動(dòng)給水泵除外），其中泵約占50%，風(fēng)機(jī)約30%。

我國生產(chǎn)的泵和風(fēng)機(jī)效率能夠達(dá)到80%-90%，然而，泵與風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)行效率只有40%左右（發(fā)達(dá)國家約為50%-70%）。

經(jīng)濟(jì)性有待提高！??！汽水系統(tǒng)循環(huán)水泵戚電中壓給水泵戚電高壓給水泵戚電冷風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)閉式冷卻水系統(tǒng)戚電開式水泵戚電閉式水泵泵與風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)按產(chǎn)生的風(fēng)壓分為:通風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓小于15kPa；鼓風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓在15一340kPa以內(nèi)；壓氣機(jī)：風(fēng)壓在340kPa

以上。1.葉片式2.容積式離心式軸流式混流式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式活塞泵柱塞泵隔膜泵齒輪泵螺桿泵風(fēng)機(jī)滑片泵羅茨風(fēng)機(jī)3.其他泵與風(fēng)機(jī)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(kuò)散管導(dǎo)葉導(dǎo)葉泵殼工作原理：工作葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)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(yuǎn)處。葉片式泵與風(fēng)機(jī)離心式：沿徑向；軸流式：沿軸向；混流式：沿斜向。流體流動(dòng)特點(diǎn)——流體的出流方向不同:負(fù)壓離心力特點(diǎn)：軸向進(jìn)入轉(zhuǎn)90°徑向流出流量小、壓力大，小流量高揚(yáng)程的場合葉片式---離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理原理：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理離心式泵與風(fēng)機(jī)效率高性能可靠流量均勻易于調(diào)節(jié)可以制成各種揚(yáng)程（壓力）及流量以滿足不同需要目前應(yīng)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(fēng)機(jī)）原理：旋轉(zhuǎn)葉片給繞流流體一個(gè)軸向推力/升力，使流體獲得能量，壓能和動(dòng)能增加，并沿軸向排出。特點(diǎn)：軸向進(jìn)入、軸向流出；流量大、壓力小，適用于大流量低揚(yáng)程的場合葉片式-軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理軸流式泵與風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊外形尺寸小重量輕動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的工作原理泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理

特點(diǎn)：

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(fēng)機(jī)容積式-往復(fù)式泵與風(fēng)機(jī)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(jī)）

如鍋爐加藥活塞泵、氣動(dòng)控制儀表供氣的空氣壓縮機(jī)；特點(diǎn)：1、壓力較高，流量小而不均勻2、調(diào)節(jié)復(fù)雜，不利于高速原動(dòng)機(jī)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(diǎn)：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(jī)械借活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)作用使缸內(nèi)容積反復(fù)變化，以吸入和排出流體。容積式-往復(fù)式泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理如灰漿柱塞泵、氣動(dòng)控制儀表供氣的空氣壓縮機(jī)；容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理齒輪泵：原理：利用一對或幾個(gè)特殊形狀的回轉(zhuǎn)體在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來輸送流體并提高壓力。螺桿泵（螺桿風(fēng)機(jī)）:容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理齒輪泵：特點(diǎn)：1、壓力高、流量小；2、結(jié)構(gòu)簡單、輕便緊湊、流量比往復(fù)式均勻；3、運(yùn)行時(shí)噪聲大，齒輪磨損后漏損大；適宜輸送揚(yáng)程要求較高流量小的黏度較大的流體（如小型汽輪機(jī)的主油泵；電動(dòng)給水泵及鍋爐送引風(fēng)機(jī)的潤滑油泵）容積式-回轉(zhuǎn)式泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理特點(diǎn)：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(dòng)機(jī)直聯(lián)；4、運(yùn)行時(shí)噪聲低（因泵內(nèi)流體是在螺紋槽內(nèi)沿桿軸方向移動(dòng)，流動(dòng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)）；適宜輸送揚(yáng)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(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理羅茨風(fēng)機(jī)：特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)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(yùn)行時(shí)噪聲高；如煙氣脫硫、氣力除灰、煤粒沸騰燃燒等系統(tǒng)或設(shè)備的送風(fēng)機(jī)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?dòng)能。其他-噴射泵泵與風(fēng)機(jī)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(dòng)時(shí)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(fēng)機(jī)的分類及工作原理其他-真空泵（水環(huán)式）泵與風(fēng)機(jī)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(dòng)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(gè)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(kuò)大與減小的兩個(gè)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(fēng)機(jī)的分類及工作原理真空泵（水環(huán)式）戚電真空泵特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡單、制造精度要求不高、易加工；2、可與電機(jī)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(dá)2000～4000Pa；油工作液達(dá)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(dòng)時(shí)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(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)排粉風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)二次風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的分類按葉輪的級數(shù)分：單級、雙級；按風(fēng)機(jī)進(jìn)氣方式分：單吸、雙吸；按風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)方向分：右旋、左旋；（從原動(dòng)機(jī)一側(cè)看風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)）葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件（1）吸入室（2）葉輪（3）（導(dǎo)葉）（4）壓出室（5）密封裝置離心泵主要部件離心風(fēng)機(jī)的主要部件——離心式（1）集流器與進(jìn)氣箱（2）葉輪（3）機(jī)殼葉片式泵與風(fēng)機(jī)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(jìn)口的空間。以最小的阻力損失，引導(dǎo)液體平穩(wěn)進(jìn)入葉輪，葉輪進(jìn)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(fēng)機(jī)的主要部件離心泵-葉輪葉輪：是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件，將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動(dòng)能。輪轂葉片式泵與風(fēng)機(jī)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(jìn)口，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心泵-導(dǎo)葉1.徑向式導(dǎo)葉2.流道式導(dǎo)葉導(dǎo)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(jìn)口或壓出室，把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。離心泵-導(dǎo)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(jìn)口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口，在葉輪進(jìn)口外圈與泵殼之間加裝密封環(huán)。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心泵-密封裝置2）軸端密封軸封是設(shè)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(guān)，水泵將發(fā)生漏水和吸氣的故障。葉片式泵與風(fēng)機(jī)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(gòu)）帶水封環(huán)的填料密封結(jié)構(gòu)軸端密封裝置填料：石墨油浸石棉繩聚四氟乙烯機(jī)械密封是無填料的密封裝置。由動(dòng)環(huán)5、靜環(huán)7、彈簧2和密封圈8等組成動(dòng)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(dá)到密封的目的。密封效果好、使用壽命長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度高。適用于高溫高壓泵。b.機(jī)械密封軸端密封裝置c.迷宮式密封

原理：非接觸型流體動(dòng)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(yīng)來實(shí)現(xiàn)密封。軸端密封裝置d.浮動(dòng)環(huán)密封

原理:

靠軸(或軸套)與浮動(dòng)環(huán)之間的狹窄間隙產(chǎn)生很大的水力阻力而實(shí)現(xiàn)密封的，是采用機(jī)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(diǎn)：壽命短結(jié)構(gòu)簡單不能自補(bǔ)償密封效果一般中低壓水泵用摩擦耗功大機(jī)械密封特點(diǎn)：壽命長結(jié)構(gòu)復(fù)雜能自補(bǔ)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(jìn)口，以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心風(fēng)機(jī)-集流器離心風(fēng)機(jī)——集流器集流器裝置在葉輪前，它應(yīng)使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流通過它時(shí)的阻力損失應(yīng)該最小。

圓筒形：葉輪進(jìn)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(fēng)機(jī)基本上都采用此種集流器。安裝在大型或雙吸的離心式風(fēng)機(jī)上。減少因氣流不均勻進(jìn)入葉輪產(chǎn)生的流動(dòng)損失，另外可減少風(fēng)機(jī)噪音。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心風(fēng)機(jī)-進(jìn)氣箱集流器前的進(jìn)氣箱作用：改善氣流的流動(dòng)狀況（由于結(jié)構(gòu)上的需要，如風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口前裝接彎管——?dú)饬鬓D(zhuǎn)彎流速分布不均勻）離心風(fēng)機(jī)——進(jìn)氣箱

葉片式泵與風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的主要部件離心風(fēng)機(jī)-葉輪葉輪－葉片形狀（a)平板型（b)圓弧型（d)機(jī)翼型葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心風(fēng)機(jī)-葉輪作用：匯集從葉輪流出的氣體，將其引向風(fēng)機(jī)出口，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。裝于風(fēng)機(jī)出口，通過降低出口流體流速，使部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件離心風(fēng)機(jī)-機(jī)殼蝸舌：

防止部分氣流在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。擴(kuò)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(kuò)壓器:因?yàn)闅饬鲝奈仛ち鞒鰰r(shí)向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，所以擴(kuò)壓器一般做成向葉輪一邊擴(kuò)大，其擴(kuò)散角θ通常為6°～8°。

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

蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件軸流式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)雙級高壓軸流風(fēng)機(jī)軸流式泵葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件因軸流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)輪轂位于風(fēng)流中，軸流式通風(fēng)機(jī)輪轂要設(shè)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(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)——流量流量:單位時(shí)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(fēng)機(jī)所獲得的能量增加值，用p表示，單位為帕Pa泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)——揚(yáng)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(fēng)機(jī)的全壓（全風(fēng)壓）：泵的揚(yáng)程：1個(gè)大氣壓＝1Bar＝105Pa＝10