泵与风机的运行

•应用：两台50％给水泵、送、引风机并联使用 •前置泵、给水泵串联；长距离渣浆管线冲水泵串联
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串联运行时应注意的问题
1 宜适场合：管路性能曲线较陡，泵性能曲线较平坦。
2 安全性：经常串联运行的泵, 应由qVmaxHg(或Hd) 防止汽蚀； 应按Pshmax Pgr 驱动电机不致过载。
3 经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点的流量相等或 接近。
容积式泵与风机所提供的压头完全取决于 管路情况（正位移特性），在泵出口安装 调节阀不能调节流量，压头且随阀门开启 度减小而增大。若出口阀完全关闭则会使 泵的压头剧增，一旦超过泵的机械强度或 发动机的功率限制，设备将受到损坏。必 须 采用旁通调节。
•经济性比节流调节还差，而且会干扰泵与风机入口的流体流动， 影响效率。但锅炉给水泵为了防止在小流量区可能发生汽蚀而设置 再循环管，进行旁通调节。
侧才能正常工作，G左侧，只有II
工作，流量无法增加，甚至还能通
过I倒流， I起并联分流作用。
H
• 并联运行的经济性，需要根据各机 II
的效率曲线而定，如图CE改成CE’， I 对机II效率提高有利，而不利于I机。H并
• 具有驼峰曲线的泵和一台稳定的泵 H
G I+II
d1 D1 d2 D2
并联后，合成曲线也不稳定.
• 总扬程比每台泵单独运行时的 扬程提高了。因为管路流量增
加，阻力增加，所需要的扬程 必然增加。
• 单台并联功率比单独运行的时 候减小，因为功率随着流量上 升而增加。
• 泵（管路）性能曲线越平坦， 并联后的总流量增加得越多。
H
B
A H并
H
C
Q
0
Q
Q
qV
单
并
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不同性能泵并联运行
• 并联后合成性能曲线只有在G点右
I+II
H II
HB2 I HB1
D
A D2
D1
A2
C
A1
0
Q单= Q串
9
E’ E qV
串联并联比较
10
10
对于低阻输送管路a，并联 组合泵流量的增大幅度大于 串联组合泵；
对于高阻输送管路b，串联 组合泵的流量增大幅度大于 并联组合泵。
低阻输送管路（平坦）---并联优于串联；
高阻输送管路（陡峭）---串联优于并联。
优点：构造简单、装置尺寸小、运行可靠 和维护管理简便、初投资低。
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适用场合：目前，离心式风机普遍采用这种调节方式。对于 大型机组离心式送、引风机，由于调节范围大，可采用入口导叶 和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节范围内都具有较 高的调节经济性。
2、轴流式和混流式风机的入口静叶调节
入口静叶结构：
4 并联台数：从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加 的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不 经济。
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第三节 泵与风机的工况调节
一.改变管路性能曲线
h
1.节流调节
出口端节流调节增加管路阻力，管路 H 曲线变陡，工作点流量减小。泵与风 C 机的输送功率不变，多余的损失发生
η
0
qVB qVA qVD qV 流体减速，流量减小 流体能量不足
两条相互独立的性能曲线（泵与风机性能曲线&管路性能曲线） 的交点A即为工作点。
由于只有静压才能真正克服管路阻力，因此，风机用静压工作点 来表示。
工作点应该选择在既能满足工程要求，而又处在泵或风机的高效 率范围内。
3
3
三.泵与风机的稳定工作条件
M’
Q2 Q1 Q
Q’ Q
特点：操作简便、经济性很差， 减小主管的流量反而使泵的流 量和轴功率增加。
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二.改变泵和风机的性能曲线
1.变速调节
• 水泵节能（有一定初始阻力）：
P P1 P2 gqV1H /
• 风机节能：流量、全压、功率分别与 转速的一、二、三次方成正比。
• Q2/Q1＝n2/n1 • H2/H1＝(n2/n1)2
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并联运行时应注意的问题
1 宜适场合：管路性能曲线较平坦，泵性能曲线较陡。
2 安全性：并联运行的泵, 流量比单独运行的时候要小，汽 蚀情况变好；要注意从Pshmax Pgr 驱动电机不致过载。
3 经济性：对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都 在高效区工作，应使各泵最佳工况点的流量相等或接近。
流量平衡：总流量和串联后单台 泵的流量相同。 扬程叠加：总扬程等于串联后单 台泵的扬程之和。 和串联前比：总流量和扬程都增 加，每台泵的扬程比单独运行时 低。串联台数越多，扬程下降越 多。 管路配合：管路性能越陡峭，扬 程增加越明显。 扬程逐级提高：要求末级泵的强 度高，以免受损。
H HL
H串V
H2
C
η1
A1 η2 A2
• 所以，不同性能的泵并联运行，它 们的性能曲线差异不要太大，否则 0
Q
QI
QII
并联后泵输送的流量差别太大。
E’ AE
Q qV 并
8
8
二.串联运行
相同型号泵或风机串联，则每台泵的压头和流量各自相同。因此
同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的两倍，H串=2H单。 总性能曲线由两台泵的性能曲线在同一流量下叠加而成。
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3、离心泵的叶轮切割
切割定律：根据比转速的不同， 分成高、低比转速的切割定律
H
R
b2= b’2
D2b2= D’2b’2
H’
P
P’
D2
PA
D’2
PB
qV qV
D2 D2
2
qV D2 qV D2
η
H H
D2 D2
2
H H
D2 D2
2
Δhr
Q’
Q
Psh Psh
D2 D2
4
Psh Psh
5
5
风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现负值 （倒流），称为喘振。
轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行 有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况， 一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。
实际上，喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象，而在该区域 内必然要出现不正常的空气动力工况则是旋转脱流或称旋转失速。
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打开旁通阀并调节其开度，实际改变了管路特性曲线。 打开旁通阀，管路阻力减小，管路特性曲线变平，工作点由M→M’ 点，泵流量增大，主管流量变小，旁通管有液流。
Q1
H
R’2新增旁通管路的
Q2
特性 （全开）
M
R1旁通阀全关 时管路特性
R旁通阀全开
时管路特性
Q’
｝ 旁通管流量0～Q2
主管流量Q～Q1
Q～Q’泵出 口流量
在调节阀的节流损失上。
0
--损失大，简单，轴流式不用该方式
E’ E
E’’
η1
Q1 Q Q2
qV
• 入口端节流调节减少了进入风机的流量，改变风机的性能曲线， 能减少节流损失。但是入口端节流使得当地压强降低，水泵容易 产生气蚀，因此，水泵不能使用入口节流调节。
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2.旁通调节
将泵或风机出口的部分流量旁通回泵或 风机的入口。
N2/N1＝(n2/n1)3
• 流量减少一半，轴功率可以减少87.5％！而采用节流调节，即使 阀门全关，轴功率也大约只能减少到全开时的45％～65％。
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【例】 试定性比较泵出口节流调节与变速调节的经济性。
【解】 变速后的运行工况点为A；节流后的运行工况点为B 点； 过A点的相似抛物线OAC交泵的性能曲线于C ( A ∽C )。
变为零。
•水池水面开始下降，但即使管道性能曲线与泵的 性能曲线相交于两点，此时泵的流量仍为零，泵的
qV 工况停留在最左端。
直至水池液面降低到II曲线以下，如I曲线所示，此时泵所能提供的扬程比管路 所需的要大，泵重新开始送水，流量突升为qVB 。 当风机向压力容器（或密闭的房间）或容量很大的管道送风时，也可能发生此 种不稳定的运行。 泵或风机的驼峰形性能曲线是产生不稳定运行的内在因素，但是否发生还要看 管路性能曲线的外在影响。
入口静叶 出口静叶
动叶
入口静叶 调节机构
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2）轴流式和混流式风机的入口静叶调节 工作原理：
与离心式风机轴向导流 器相似。
调节特性：
1 双向： 正预旋→减 小流量。
2 MCR点选在max点， TB点选择在max点的大流量侧。
100%机组额定负 荷流量工况点
安全流量的 最大流量点
负预旋调节
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2）轴流式和混流式风机的入口静叶调节 经济性及其适用场合： 比只能作正预旋调节的 离心风机入口导流器调节具 有更高的运行经济性。 故国内火力发电厂的锅 炉引风机有不少均采用了入 口静叶调节的子午加速轴流 式风机。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11
33.8 34.7 35 34.6 33.4 31.7 29.8 27.4 24.8 21.8 18.5 15
1）离心式风机的入口导叶调节
常用导流器结构：
（a）轴向导流器
（b）简易导流器
（c）斜叶式导流器
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工作原理： pT=（u22u-u11u）
导流器的作用：
正预旋→1u 和2u→ pT
节流→风机内部局部阻力损失和冲击损失
经济性：和出口节流相比，分析计算表 明：4-73型锅炉送、引风机, 当调节流 量在60%~90%qV max时, 功率节约：轴 向导流器约15%~24%；简易导流器约 8%~13%。