7.2泵与风机性能曲线

2．齿轮泵和螺杆泵
用途：用于输送流
量小、输出压强高的高 粘性流体。 在火力发电厂中， 润滑系统常采用齿轮泵， 而螺杆泵则常用作
输送润滑油及调节油，也可作为锅炉燃料油输送泵。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
2．齿轮泵和螺杆泵
与活塞泵比较：其性能曲线的变化趋势相似。 不同点是：①qV-H曲线，漏泄损失随扬程增加而增加； ② -H曲线的高效区变窄，因为，高转速低扬程时，摩擦损
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）
（1）自由预旋的存在，会导致吸入室壁附近的流体产生 反向流。因此，为了改善小流量下泵与风机的性能，往往在 设计时采用某些手段改善叶轮的吸入条件以控制预旋。
例如，对于泵可根据 不同型式的吸入室，装设 相应形状的挡板或肋；对 于风机，在入口装设可调 叶片等。右图是装设挡板 （肋）前后的性能比较。
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）
（2）预旋使泵与风机的能头降低（1u≠0）。由于强制预 旋是由吸入室或背导叶所造成的，并不消耗叶轮的能量，因 而也就不消耗叶轮的功率；而自由预旋总是伴随着流量的改 变而存在的，当流量小到某一临界值时，要产生反向流，此 时，自由预旋要消耗叶轮的一部分能量，因而也就消耗叶轮 的一部分功率。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流
式泵与风机性能曲线的比较
1、H-qV 性能曲线的比较 离心式泵与风机的H-qV 曲线 比较平坦，而混流式、轴流式泵 与风机的 H-qV 曲线比较陡。因此， 前者适用于流量变化时要求能头 变化不大的场合，而后者宜用于 当能头变化大时要求流量变化不 大的场合。
H
b c O a qV
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五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） （2）平坦型曲线（Kp=8%～12% ）
其特点是：当流量变化较大时，能头变化很小。例如火 力发电厂的给水泵、凝结水泵就希望有这样的性能。
因为，汽轮发电机在运行时负荷变 化是不可避免的，特别是对调峰机组， 负荷变化更大。但是，由于主机安全经 济性的要求，汽包、除氧器以及凝汽器 内的压强变化不能太大。
由无限多叶片时的理论能头可得：
2 u2 ctg 2y qVT 1 u2 u2 u2 2u (u2 ctg 2y ) qVT A - BqVT g g D2b2Ψ g gD2b2Ψ
H HT-qVT q HT-qVT
H-qVT
hs hf+hj
径向式
H-qV
qVd
2、性能曲线的作用 能直观地反映泵与风机的总体性能，对其所在系统的安 全和经济运行意义重大； 作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；
工作状态——工况（运行、设计、最佳）
3、性能曲线的绘制方法（试验法、理论分析法）
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一、能头与流量性能曲线（H-qV）
1）HT-qVT曲线
H T
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例） （3）预旋可以改善泵的汽 蚀性能。因为预旋使得入口相 对速度w1减小，从而使泵的必 须汽蚀余量降低，改善了汽蚀 性能。鉴于此，对于高速、高 抗汽蚀性能的泵在设计时都考虑一定的预旋系数。 （4）自由预旋使小流量下的冲击损失减小，效率提高。 当流量减小时，如果没有预旋，则冲角为 1，而预旋的存在 使得冲角为2，冲角减小了 ，从而减小了冲击损失。
H
k b c O qVk
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a qV
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较 2、P-qV 性能曲线的比较 前向式、径向式叶轮的轴功
率随流量的增加迅速上升。当泵 与风机工作在大于额定流量时， 原动机易过载。 而后向式叶轮的轴功率随流 量的增加变化缓慢，且在大流量 区变化不大。因而当泵与风机工 作在大于额定流量时，原动机不 易过载。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较
3． -qV 性能曲线的比较
为了克服轴流式泵与风 机轴功率变化急剧和高效区 窄的缺点，提高调节效率， 常常将其叶轮叶片设计成可 调的。这样, 当流量变化时，
通过调节叶轮叶片的角度， 使轴流式泵与风机仍具有比 较高的效率。
P
PV
PT
P-qVT P-qV曲线 PT-qVT O q qV
后向式
空载功率 P0=Pm+PV ，若现 场的凝结泵和给水泵闭阀启动，则
这部分功率将导致泵内水温有较大的温升，易产生泵内汽蚀， 故凝结泵和给水泵不允许空载运行。
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Pm
三、效率与流量性能曲线（ -qV）
泵与风机的 -qV性能曲
O H
b c a qV
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五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮）
（3）有驼峰的性能曲线（驼峰曲线不能用斜度表示） 其特点是：在峰值点 k 左侧出现不稳定工作区，故设计 时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。
经验证明，对离心式泵采用右图中的曲线来选择叶片安 装角2y 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较
1、H-qV 性能曲线的比较 对前向式和径向式叶轮，能 头性能曲线为一具有驼峰的或呈 ∽型的曲线，且随2y曲线弯曲 程度。 K点左侧为不稳定工作区。 对后向式叶轮，能头曲线总 的趋势一般是随着流量的增加能 头逐渐降低，不会出现∽型。
离心式通风机三种不同型式叶轮的性能曲线 111111

1u
u1
在设计阶段一般取： 通风机 φ=0.30~0.50； 离心泵次级叶轮 φ=0.25~0.40。
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例） （1）自由预旋的存在，会导致吸入室壁附近的流体产生
反向流。它可能造成 H-qV 曲线的不连续，并在某一小流量 区内往往造成不稳定的运行。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
1．活塞泵和柱塞泵
特点：①在理论上，这种泵可以达到任意大的扬程；② 通过改变转速调节流量，通过排出阀开启度调节扬程；③ 当需要产生很高压强时（10MPa以上），采用柱塞泵。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
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五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较 2、P-qV 性能曲线的比较
离心式和轴流式泵与风机的 PshqV 曲线随着流量的增加其变化趋势 刚好相反，前者呈上升趋势，而后者 则急剧下降。因此，为了减小原动机 容量和避免启动电流过大，启动时， 轴流式泵与风机阀门应处于全开状态， 而离心式泵与风机阀门则原则上应处 于关闭状态。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比 较 2、P-qV 性能曲线的比较
应引起注意的是：对于凝结泵和 给水泵，为防止汽蚀，启动时则应开 启旁路阀。
3． -qV 性能曲线的比较
离心式泵与风机的-qV 曲线比较 平坦，且高效区宽；随着由离心式向 轴流式过渡， -qV 曲线越来越陡，高 效区越来越窄。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（四）液环泵的性能曲线特性 液环泵亦称纳什海托（Nash· Hytor）泵，即纳什型泵， 属于离心容积式泵，其性能特性介于离心泵和容积泵之间。 在火力发电厂中，液环泵常作为凝汽器的抽气装臵和用于负 压气力除灰系统。
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
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五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
3．罗茨鼓风机
安全运行：与其他容积式泵一样，必须在罗茨鼓风机排 气管路上配臵安全阀、逆止阀和闸阀。安全阀应尽量靠近鼓 风机布臵，逆止阀可以装得稍远一点，闸阀在鼓风机启动及 工作时应全开。 发展趋势：主要是进一步提高效率、降低噪声、增强可 靠性及扩大应用范围。
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） 结构参数后向式叶轮的性能 曲线存在不同程度的差异。常见的 有陡降型、平坦型和驼峰型三种基 本类型。其性能曲线的形状是用斜 度来划分的，即：
关死点的能头 O H
b
caqV来自最高效率点所对应的能头Kp
H s0 H 0 100 % H0
等，与流量的变化无关；自由预旋：f (流量)，当流量偏离设 计值时产生，与设备的结构因素无关。
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
3、预旋的机理 强制预旋的机理较易理解；自由预旋的机理【美国 A．J．斯捷潘诺夫，最小阻力原理】。
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六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
4、预旋强度 通常用预旋系数 φ 来表示，它等于进口处流体绝对速度 的周向分量1u 与叶轮进口的圆周速度u1 之比，即：
失功率相对较大的所致。
螺杆泵与齿轮泵比较：前者效率更高、流量更均匀、可 以实现与高速原动机直联，成为小型大流量泵，是一种较现
代化的液体输送机械；由于泵内的流动不受搅拌且无脉动， 因此可以安静平稳地运转，工作噪声低。
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五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
3．罗茨鼓风机 用途：在火 力发电厂中，常 用于气力输灰， 锅炉本体除尘， 烟气脱硫，煤粉 沸腾燃烧，离子 交换器逆洗等系 统中。