发电厂的水泵PPT课件

发电厂的水泵
水泵
• 水泵是由原动机驱动，将原动机机械能 转换成被输送液体的势能和动能的机械 设备，泵一般用来输送液体，可以从位 置低的地方送到位置高的地方，或者从 压力低的容器送至压力高的容器。它是 维持蒸汽动力循环不可缺少的设备，也 是火电厂的主要辅助设备之一。
水泵在电厂的应用
• 在火电厂中，水泵的应用十分广泛，如用给水 泵向锅炉提供给水；用凝结水泵从凝汽器抽送 凝结水；用循环水泵向凝汽器提供冷却水；为 使凝汽器中的空气和气体排出，要用到真空泵 或射水泵；为补充发电厂中的汽水损失，要用 到补充水泵；燃煤锅炉的灰渣采用水力除渣， 要用到灰渣泵；汽轮发电机组在启动和运行中 各轴承与轴的润滑要用到顶轴油泵、启动油泵 和主油泵等。
泵在电厂的作用
• 发电厂中各种泵都直接参与电厂的生产 过程，它的安全直接影响到电厂的安全 生产。如果给水泵突然发生故障，就影 响到对锅炉的供水，甚至可能造成锅炉 干锅的事故。如主油泵的事故可能使汽 轮发电机组轴承断油烧毁，汽轮机动静 叶片碰磨的重大事故。循环水泵因故损 坏将影响主机的功率等。
水泵的种类
• ⑴ 叶片泵 离心泵、轴流泵、混流泵、 旋涡泵、自吸泵。
• ⑵ 容积泵 齿轮泵、螺杆泵、活塞泵。 • ⑶ 其它型式泵 喷射泵、真空泵。
泵的分类
• 泵的应用广泛、种类繁多，有着许多不同的分 类方法。但是，主要的分类方法有以下三种。
• 1．按产生的全压高低分类 • p＜2MPa的为低压泵；2Mpa≤p≤6Mpa的为中
压泵；p＞6Mpa的为高压泵。 • 2．按工作原理分类 • 可分为叶片式泵、容积式泵以及喷射泵等其他
型式的泵。 • 3．按在生产中的用途分类 • 可分为给水泵、凝结水泵、循环水泵、主油泵、
灰渣泵等
叶片式泵的工作原理
• 叶片式泵是依靠装在主轴上叶轮的旋转 运动，通过叶轮的叶片对流体作功来提 高流体能量，从而输送流体的。根据流 体在叶轮内的流动方向和叶片对流体作 功的原理不同，叶片式泵又分为离心式、 轴流式、混流式等多种形式。
离心泵的工作原理
• 在泵内充满液体的情况下，叶轮旋转产生离心 力，叶轮槽道中的液体在离心力的作用下甩向 外围，流进泵壳，使叶轮中心形成真空，液体 就在大气压力的作用下，由吸入池流入叶轮。 这样液体就不断地被吸入和打出。在叶轮里获 得能量的液体流出叶轮时具有较大的动能，这 些液体在螺旋形泵壳中被收集起来，并在后面 的扩散管内把动能变成压力能。
离心泵的优点
• 离心式泵和其他形式泵相比，具有效率 高、性能可靠、流量均匀、易于调节等 优点，特点是可以制成满足不同需要的 各种压力及流量的泵，所以应用最为广 泛。在火力发电厂中，给水泵、凝结水 泵以及大多数闭式循环水系统的循环水 泵等采用离心泵。
轴流泵的工作原理
• 轴流泵的工作原理就是在泵内充满液体 的情况下，叶轮旋转时对液体产生提升 力，把能量传递给液体，使水沿着轴向 前进，同时跟着叶轮旋转。
轴流泵的特点
• 轴流式泵适用于大流量、低压头的情况， 具有结构紧凑、外形尺寸小、质量轻等 特点。轴流泵常用作循环水泵。
容积式泵的工作原理
• 容积式泵是依靠工作室容积的周期性变 化输送流体的。由于工作室内工作部件 的运动不同，它们又有往复式和回转式 之分，所以其工作原理也有如下不同。
往复式泵的工作原理
• 往复式泵是依靠工作部件的往复运动间 歇改变工作室容积来输送流体的。
• 往复式泵常用于高扬程、小流量的场合。 在火力发电厂中，为锅炉加药的活塞泵、 输送灰浆的柱塞泵都是这种往复式泵。
回转式泵的工作原理
• 回转式泵是依靠工作部件的旋转运动， 使工作室容积周期性变化来输送流体的。 根据工作部件的不同，它们可分为齿轮 泵、水环式真空泵。
活塞泵的工作原理
• 利用活塞的往复运动来输送液体的设备称活塞 泵。
• 活塞泵的工作原理：在活塞往复运动的过程中， 当活塞向外运动时，出口逆止门在自重和压差 作用下关闭，进口逆止门在压差的作用下打开， 将液体吸入泵腔。当活塞向内挤压时，泵腔内 压力升高，使进口逆止门关闭，出口逆止门开 启将液体压入出口管道。
齿轮泵的工作原理
• 由两个齿轮相互啮合在一起组成的泵称齿轮泵。 • 齿轮泵的工作原理是：齿轮转动时，齿轮间相
互啮合，啮合后封闭空间逐渐增大，产生真空 区，将外界的液体吸入齿轮泵的入口处，同时 齿轮啮合时，使充满于齿轮坑中的液体被挤压， 排向压力管。
齿轮泵的特点
• 齿轮泵结构简单、轻便紧凑、工作可靠， 适用于输送扬程较高而流量较小的润滑 油。在火力发电厂中，常作为小型汽轮 机的主油泵、电动给水泵以及锅炉送引 风机的润滑油泵。
水环式真空泵
• 工作原理是星状叶轮偏心地装在圆筒形工作腔 室内，当叶轮在原动机带动下旋转时，原先灌 满工作腔室的水被叶轮甩至工作室内壁，形成 一个水环，水环内圈上部与轮毂相切，下部形 成一个月牙形的气室。右半个气室中，顺着叶 轮的旋转方向，两叶片之间的空间容积逐渐增 大，压力降低，并将气体从吸气口吸入；左半 个气室中，顺着叶轮的旋转方向两叶片之间的 空间容积又逐渐减小，气体的压力增加并从排 气口排出。叶轮每旋转一周，月牙形气室就使 两叶片之间的空间周期性改变一次，从而连续 地完成一个吸气和排气过程。叶轮不断地旋转， 便能连续地抽排气体。
水环式真空泵的特点
• 水环式真空泵主要用于抽吸空气，一般 真空度可达85%，特别适合于大型机组 的抽真空泵，也可作为大型水泵（如循 环水泵等）启动时抽真空引水。
离心泵的分类
• 离心泵按工作叶轮数目可分为：单级泵、多级泵。 • 按工作压力可分为：低压泵、中压泵、高压泵。 • 按叶轮进水方式可分为：单吸泵、双吸泵。 • 按泵壳结合缝形式可分为：水平中开式泵、垂直结合
面泵。 • 按泵轴位置可分为：卧式泵、立式泵。 • 按叶轮出来的水引向压出室的方式可分为：蜗壳泵、
导叶泵。 • 按泵的转速可否改变可分为：定速泵、调速泵。
叶片式泵的型号
• 叶片式泵的型号由表示名称、形式的基 本形式代号和表示该泵性能参数或结构 特点的补充型号组成，其基本形式有以 下两种。
离心泵的结构
• 离心泵的主要组成部分有转子和静子两 部分。
• 转子包括叶轮、轴、轴套、键和联轴器 等。
• 静子包括泵壳、密封设备（填料筒、水 封环、密封圈）、轴承、机座、轴向推 力平衡设备等。
离心泵的叶轮
• 叶轮的作用是对液体做功并提高液体的能量。 由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。通常采 用后弯式叶片。叶轮结构及型式如下图所示。
• 封闭式叶轮具有前后盖板，又分为单吸和双吸 两种。用于各种高低压清水泵和油泵等设备中。 半开式叶轮只有后盖板，在火力发电厂中常用 作输送含有大量机械杂质的灰渣泵等设备中， 能防止流道堵塞。开式叶轮没有前后盖板，仅 用于输送黏性很大的液体。
离心泵的叶轮
离心泵的轴
• 轴的作用是传递扭矩。中小型泵大多采 用优质碳素钢制造的等直径轴，大型高 压泵采用特种合金钢，如沉淀硬化钢、 镍铬合金钢锻造的阶梯型轴。
• 叶轮在轴上用键做径向固定，轴向固定 采用轴套及挡套，可以保护轴在运行中 不致磨损和腐蚀。
离心泵的静子部分
• 泵的静子部分包括吸入室、压出室及多 级泵的导叶。
离心泵吸入室
• 吸入口法兰至首级叶轮之间的空间称为吸入 室。吸入室的作用是使液体均匀地并在损失 最小的情况下流入叶轮。下图所示的是吸入 室的三种型式：锥型管吸入室用于单吸单级 悬臂式泵；圆环形吸入室用于分段式多级泵； 半螺旋形吸入室用于单级双吸或中开式泵。
离心泵的吸入室
离心泵压出室
• 压出室是叶轮出口或末级导叶出口至出口法兰 处的空间。其作用是汇集从叶轮流出的液体， 并引入压水管。它有螺旋形和环形两种型式。 如下图：
• 螺旋形压出室能将部分动能转换为压力能，流 动效率较高，但在非设计工况下可能产生径向 推力。环型压出室总有冲击损失，故流动效率 低于螺旋型压出室。
离心泵压出室
导叶
• 导叶是静止的过流部件，可看作是一个 固定叶轮。分段式和圆筒型多级泵的每 一个导叶，位于叶轮外缘，固定在泵壳 上。其作用是汇集并引导叶轮出口高速 液流进入下一级叶轮或压出室，并将液 体的部分动能转换为压力能。
导叶的型式
• 导叶的型式有径向式、流道式两种。常 采用的是径向式导叶，如右图所示。液 体从叶轮流出、由正导叶进入环状空间 过渡区，改变流向后，再流入反导叶引 入下一级叶轮。流道式与径向式的区别 是没有环状空间，用流道连接正反导叶； 阻力损失比径向式小，结构尺寸也相对 较小，但制造工艺较复杂。
密封装置
• 离心泵的密封装置包括内密封装置和外 密封装置两类。内密封装置的作用是减 小高压液体流向叶轮吸入口的泄漏损失； 外密封装置用于轴两端与泵壳之间的间 隙密封，其作用是防止正压端液态向外 泄漏或防止负压端漏入空气。
内密封装置
• 内密封装置是用密封环（又称卡圈、口环或防 漏环）对叶轮吸入口与泵壳之间的间隙进行密 封，以减小高压液体向吸入口的倒流，并保护 泵壳和叶轮不致产生直接磨擦损坏。
• 中小型泵常采用平环式和角环式密封环，高压 泵则采用锯齿式和迷宫式、其节流密封效果更 好。密封环由硬度较低的耐磨材料如青铜、碳 钢或高级铸铁制成。磨损后可以拆卸更换。
外密封装置
• 外密封装置用于泵壳与两端轴间的密封， 称为轴封装置。其结构型式多样，中低 压泵广泛采用填料密封，而高温高压泵 则采用各种机械密封、迷宫密封和浮动 环密封方式，以保证更好的密封效果。
填料密封
• 带水封环的填料密封结构和部件如下图所示： • 用压盖将填料压紧，使它和轴（轴套）外表面保持极小的间隙，起到密
封作用。并向 • 水封环引入冷却水作为水封，在轴与填料间形成的水膜，提高密封效果，
同时可起到润滑和 • 冷却作用。由压盖紧力调整密封效果，一般控制以滴水为佳。压盖过松
将使泄漏量增大，过 • 紧则会使轴封磨擦增加，使填料发热、冒烟及烧坏，甚至损伤轴或轴套。
填料密封的其他型 • 式可以是不带水封环或是具有主填料和辅助填料的结构。 • 填料的材料根据泵的工作温度不同可以是各种天然、人造纤维、金属丝
浸石墨或矿物 • 油的编制物。填料密封的特点是不适合高速泵采用。
填料密封
机械密封
• 机械密封又称为端面密封。目前较为先进的带 反向螺旋结构的机械密封，其结构如下图所示。 其密封作用是靠随轴旋转的动环在弹簧力的作 用下，与静环紧密接触来实现的。在动环上设 置的螺旋槽与静止衬套里口的螺旋方向相反， 提高了泄漏返回水压，使返回水经过冷却器降 温后，进入磁性过滤器净化。然后，流入密封 腔，一部分进入动静环间隙，带走摩擦热量和 杂质，大部分返回水则携带走密封腔内由于磨 擦产生的热量，在反向螺旋作用下继续上述循 环。这种装置有很好的密封性 。
机械密封
迷宫密封
• 其原理是依靠密封片与轴之间的微小间隙，使 液体通过密封片时逐次节流降压达到密封。常 用型式有碳精迷宫密封和金属迷宫密封两种型 式。
• 螺旋密封是迷宫密封的一种型式，其密封作用 是在轴上加工出与液体泄漏方向相反的螺旋沟 槽或在固定衬套表面车出与该槽反向的沟槽， 达到减小泄漏的目的。锅炉给水泵便采用这种 密封方式的。
浮动环密封
• 这种密封是机械密封和迷宫密封原理相结合的 密封方式，浮动环端面和支承环（也称浮动套） 端面的接触可实现径向密封；而浮动环内圈表 面与轴或轴套外圈表面的狭窄间隙可起到节流 作用而实现轴向密封。在该间隙内的液体浮力 支承浮动环径向自由浮动，相对轴能自动对正 中心，保持很小的径向间隙，不致使浮动环与 轴互相接触而磨损。浮动环密封与机械密封相 比，结构简单、运行可靠，在给水泵、凝结水 泵上使用效果较好。
离心泵的推力及平衡
• 1．径向推力 • 离心泵运行时，作用在转子上与泵轴线垂直的
作用力，称为径向推力。 • 螺旋型压出室的离心泵，在非设计工况下，叶
轮周围的速度和压力变为非均匀分布，对转子 产生径向推力。径向推力使泵轴产生较大的挠 度，造成运行中的振动，甚至使密封环、级间 套、轴套严重磨损，并可能使轴疲劳破坏，必 须设法予以消除。
离心泵的推力及平衡
• 径向推力的平衡
• 消除径向推力的方法一般有两种：一 种是采用双层压出室结构。使作用在 叶轮上的径向力由于对称而抵消。另 一种为采用两个压出室相差180度的布 置方式平衡径向推力。