电厂常用泵与风机的典型结构

绪论

电厂常用泵与风机的典型结构

锅炉给水泵：将经过加热除氟的高温水升压到某一额定压力后送到锅炉。必须不间断运行，保证锅炉安全运行。

凝结水泵：将汽轮机排气在冷凝器中的凝结水排除，工作状态特殊，从真空状态的凝汽器中抽吸凝结水。因此要求你凝结水泵的抗气蚀能力和入口侧轴封装置要好。

循环水泵：向凝汽器输送大量的冷却水，以保证冷却汽轮机排除的乏汽凝结成水。工作特点：流量大，扬程低。一般一台汽轮机配两台循环水泵，不设备用泵。用海水冷却时，需备用泵。电厂常用：离心式。轴流式。混流式。

灰渣泵：热电厂锅炉燃烧后的灰渣需要排除而设置灰渣泵，该泵输送的介质是含有灰渣颗粒的液体。

风机

引风机、送风机：保证锅炉炉膛燃烧所需的空气。在风机进口装简易导流器。

一．泵与风机：

学科角度：流体力学的应用和发展

能量角度：能量转换设备。泵：输送液体；风机：输送气体。

应用：

农业：排涝，灌溉；采矿&冶金：鼓风机，输送流体；化学工业：腐蚀性气体；航空航天。

在火电厂、核电厂的应用。

地位：

应用角度：实现动力循环的重要设备，“心脏、呼吸、消化和排泄系统“

经济角度：耗电量-70%-80%厂用电；5%-10%机组容量；泵占50%，风机30%。安全角度：安全可靠性和提高效率相比，同等重要。

现状：

设备陈旧，余量过大，调节方式落后；发展趋势：大容量，高效率，自动化。二．泵与风机基本性能参数：

流量：单位时间内输送的流体量

能头：单位重力流体通过泵（风机）所获得的机械能（图）

功率和效率：三者乘积；各类效率。

转速：泵与风机每分钟转数。

其他基本性能参数：风机静压；风机全压-出口截面动压；内功率：实际消耗于流体的功率功率=有效功率+轴承、轴封损失功率。内效率=有效功率/内功率。

三．泵与风机的分类：

四．离心式和轴流式泵与风机的工作原理：

离心式：叶轮的旋转作用是流体在叶轮中形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室，从叶轮中心流入，并在叶轮中获得机械能后进入压出室。叶轮连续的旋转，流体就连续的吸入、排出，形成离心式泵与风机的连续工作。

轴流式：旋转的叶片给流体一个轴向推力，此叶片的推力对流体做功，流体能量增加并沿轴向排出。

基本理论

一．流体在叶轮内的流动分析

流道投影图（图），用于机械加工制造，引进设备国产化。

流动分析假设：叶片无限多，无限薄；理想流体；不可压缩；定常流动，流动不随时间变化；流动是对称的。

离心式：

轴流式：

流体运动及其速度三角形（图）

二．叶片分类（图）及其特点、应用场合

后弯式：大型离心泵和风机

前弯式：小型通风机

径向直叶片：排尘风机，耐高温风机。

三．叶片式泵与风机的能量方程式

利用动量矩定理进行推导，建立叶片对流体做功和流体运动状态变化之间的关系。

欧拉方程：

从能量方程分析提高理论能头的几项措施：设计时，流体近似为径向或者轴向流入；增大叶轮外径，提高转数；

相同条件下，轴流式泵与风机的能头低于离心式。

四．提高泵与风机的效率方法

减小泵与风机内部损失，提高泵与风机效率

正确选定泵与风机的设计参数；对选型不当的泵与风机进行技术改造

电机换级和泵与风机降速

泵与风机调速节能

相似理论在泵与风机中的应用

一．相似定律

实行设计—模型设计—相似设计：造价低，消耗功小。是选型的捷径。

相似条件：几何相似，通流部分成比例—前提条件；运动相似；速度三角形对应成比例—相似结果；动力相似，同名应力对应成比例—根本原因。

三大相似定律

流量相似定律：几何相似泵与风机，相似工况下，流量与叶轮直径三次方。转数。容积效率的一次方成正比。

能头相似：几何相似的泵与风机，在相似工况下，扬程（全压）与叶轮直径及转速的二次方，流动效率成正比。

功率相似定律：几何相似的泵与风机，在相似工况下，轴功率与密度一次方，叶轮直径五次方。转速三次方成正比，与机械效率成反比。

二．比转数

比转数可以反映泵与风机的结构特点；

大致反映性能曲线的变化趋势；

可以决定泵与风机的形式，进行泵与风机的相似设计。

泵与风机的运行

一．泵与风机的性能曲线

作用：直观的反应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。

绘制方法：实验/相似准则。

陡降型曲线：流量变化不大，能头变化较大；适用于火力发电厂子江河取水的循环水泵；

平坦型曲线：流量变化大能头变化小；适用于给水泵、凝结水泵；

驼峰形曲线：宜出现不稳定点。

离心式泵与风机性能曲线的比较

二．泵与风机的运行工况点

掌握泵与风机的原理和性能，考虑管路对泵与风机运行的影响。

管路性能曲线：管路能头与通过管路中流体流量的关系曲线。（图）

泵与风机的运行工况点：同比例泵与风机和管路系统的性能曲线交点。

稳定性。

影响工况点变化的因素：吸入空间压强的变化；流体密度的变化；流体含杂质。

思考：火电厂的循环水泵适用于何种形式？

给水泵、凝水泵适用于何种形式？为什么？

一．泵的串并联运行

联合工作要从安全、经济和容量三个方面考虑。

串联：前一台泵向后一台泵的入口输送流体。

目的：提高扬程。

特点：各泵输送的流量相等；串联后总扬程为各串联泵所产生的扬程之和。

串联注意的问题

并联：两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体。

目的：增大流量；台数调节；设备故障，启动备用设备。

特点：各泵扬程相等，并联后的总流量为各并联泵输送流量之和，。

并联注意的问题

二．泵与风机的运行工况调节

泵与风机运行时，运行工况点需要随主机负荷变化而改变，这种实现泵与风机运行工况点改变的过程称为运行工况调节。

调节方式：非变速/变速调节。

非变速调节：节流调节；气蚀调节；分流调节；前导叶调节；动叶调节。

变速调节：在管路性能曲线不变的情况下，通过改变转速来改变泵与风机的性能曲线，从而改变其运行工况点的调节方式。

变速调节较非变速调节，附加节流损失大大减小，在很大的变工况范围内，保持较高的运行效率，但变速传动装置投资较贵。大容量电站机组的泵与风机常采用变速调节方式。小型机组很少采用。