1 第一章 概述

第一章概述,GY4-73型锅炉离心通、引风机,DKT-2系列低噪声离心通风机,第一节：泵与风机在国民经济中的地位与作用泵与风机的定义：把原动机（常见的原动机有柴油机、汽油机等内燃机，电动机等）的机械能转换成抽送流体的能量的一种流体机械。,泵与风机的应用：泵与风机是一种通用机械，种类甚多，应用极广，可以说，在国民经济各部门中，凡是有流体流动的地方，就有泵与风机在工作。主要应用范围是：农田排灌、石油化工、动力工业、城市给排水、采矿和船舶工业等。泵在火箭燃料供给、船舶推进方面也得到应用。,火力发电厂中泵与风机的应用：火力发电厂中，需要许多泵与风机同时配合主机工作，才能使整个机组正常运转！（1）泵：冷却水泵（循环水泵）锅炉给水泵凝结水泵润滑油泵、酸碱类液体、水处理泵、疏水泵、喷射泵、补给水泵等（2）风机：送风机（空气）引风机（烟气）通风机排粉风机,三大泵,两大风机,30万kW电厂（300MW）,汽轮机火电厂外貌,火电厂发电过程工艺流程示意图,给水泵,凝结水泵,循环水泵,引风机,送风机,1运煤皮带机；2原煤仓；3给煤机；4磨煤机；5粗粉分离器；6细粉分离器；7煤粉仓；8给粉机；9排粉风机；10汽包；11燃烧器；12炉膛；13水冷壁；14下降管；15过热器；16省煤器；17空预器；18送风机；19除尘器；20烟道；21引风机；22烟囱；23吸风口；24一次风热风道；25灰斗；26排灰口；27冲渣沟；28排灰沟；29饱和蒸汽管；30主蒸汽管；31汽轮机；32发电机；33励磁机；34乏汽口；35凝汽器；36热井；37凝结水泵；38低加；39低加疏水管；40除氧器；41给水箱；42化学补水口；43除氧抽汽；44回热加热抽汽；45给水泵；46给水管道；47冷却水泵；48吸水虑网；49冷却水泵出水管；50凝汽器冷却水出水管；51江河或水池；52主变压器；53油枕；54高压输电线；55铁塔,火电厂发电过程示意图,泵与风机在火电厂中所占的比重，我们用一些数据来评价：国内火电厂的厂用电约占总发电量的510，目前国内平均水平是7.5。火力发电厂中的锅炉给水泵、凝结水泵与循环水泵所耗电量约占大容量机组全部厂用电的50左右。火力发电厂中的锅炉送、引风机消耗的电量约占厂用电的25左右。结论：火电厂中，泵与风机占有重要的地位。,第二节：泵与风机的主要性能参数,泵与风机主要性能的参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、及效率。泵的主要参数还有汽蚀余量。,一、流量流量：是泵或风机在单位时间内输送出去的流体总量（体积流量或质量流量）。体积流量用qv表示，单位是：m3/s，m3/h，L/s等。质量流量用qm表示，单位是：t/h，kg/s,kg/h等。质量流量和体积流量的关系为：qm=qv式中液体的密度（kg/m3，t/m3）比如说常温清水=1000kg/m3。,二、扬程或全压扬程：是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处的（泵出口法兰）能量的增值。也就是单位重量（1牛顿）液体通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/N=m，习惯简称为米。以符号H表示。全压：单位体积的气体在风机内所获得的能量称为全压，以符号p表示，单位为Pa。Nm/m3=N/m2=Pa,三、转速转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min（转/分钟）。1.泵与风机的转速越高，则它们所输送的流体的流量和扬程（全压）也越大；2.国外660MW单元机组给水泵转速为7500r/min；国内锅炉给水泵的转速大多采用50006000r/min。3.泵转速越高，可使叶轮的级数减少，泵轴长度缩短（短而粗的轴能增加运转时的抗干扰性），可使叶轮的直径相对减小，泵体直径因此缩小，泵壳厚度亦减薄，泵壳紧固处的应力改善，还能改善热冲击性。,四、功率和效率泵与风机的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示，单位为KW。泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。因为扬程是泵输出的单位重量液体从泵中获得的有效能量，所以扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量泵的有效功率。,泵与风机的输入功率（轴功率）不可能全部传给被输送的流体，其中必有一部分能量损失。被输送的流体实际所得到的功率比原动机传递至泵与风机轴端的功率要小，它们的比值称为泵或风机的效率，以符号表示。,五、汽蚀余量,单位重量的液体从泵吸入口流至叶轮进口压力最低处的压力降落量，又称必需汽蚀余量，记为,汽蚀余量是表示抗汽蚀性能好坏的一个重要参数。,第三节：泵与风机的分类一、泵的分类按照工作原理，泵可以分为叶片式泵、容积式泵和其它类型泵三大类。叶片式泵：也叫动力式泵，这种泵是连续地给液体施加能量，如离心泵、混流泵、轴流泵等。容积式泵：在这种泵中，通过封闭而充满液体容积的周期性变化，不连续地给液体施加能量，如活塞泵、齿轮泵、螺杆泵等。其它类型泵：这些泵的作用原理各异，如射流泵、水锤泵、电磁泵等。,按照工作压力大小分类：低压泵：压力在2MPa以下中压泵：压力为26MPa高压泵：压力在6MPa以上,泵的详细分类表,叶片式泵之一离心泵（重点）,叶片式离心泵外形图,离心泵工作原理：液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外缘运动，速度增加、机械能提高。液体离开叶轮进入蜗壳，叶轮内形成真空，蜗壳流道逐渐扩大、流体速度减慢，液体动能转换为静压能，压强不断升高，最后沿切向流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。,点击查看动画,叶片式泵之二漩涡泵,工作原理：当叶轮回转时，液体一起回转，产生离心力而形成纵向旋涡：叶轮中液体的u要比流道中的u大，甩出，进人流道，迫使流道中液体背向流动，再从叶片根部进入叶间，依靠纵向旋涡的作用来传递能量。纵向旋涡越强，液体进入叶轮的次数越多，H越高，纵向旋涡的强弱取决于叶轮内液体和流道内液体的离心力之差。受纵向旋涡流动阻力影响，与叶片和流道形状及叶片数有关。,有2060个径向短叶片,点击查看动画,叶片式漩涡泵外形图,容积式泵之一往复泵,往复泵主要有活塞式和柱塞式等类型活塞式往复泵工作原理：其结构主要由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀(活门)构成。活塞经曲柄连杆机构在外力驱动下作往复运动，当活塞向右移动，泵缸内容积增大，压力降低，吸水阀打开，液体被吸入泵缸内，这就是吸液过程；当活塞向左移动，泵缸内的液体受到挤压，压力升高，吸入阀被关闭，高压液体冲开出水阀而排向压力管路。,活塞泵工作原理示意图,活塞泵工作原理示意图,容积式往复泵外形图,容积式泵之二齿轮泵,齿轮泵工作原理：齿轮泵是泵壳和一对相互啮合的齿轮，两个齿轮在泵的吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。一般用于输送粘性较大的液体。,吸入和排出：1）图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间容积V增大，压力p降低，液体在吸入液面上的压力p作用下，经吸入口流入。2）随着齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔。3）当重新进入啮合时，齿间的液体即被轮齿挤出。,容积式齿轮泵剖开图,结构特点：1）普通齿轮泵如果反转，吸排方向相反（采用对于齿轮连心线不对称布置的卸荷槽的齿轮泵不允许反转使用）2）由于啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔3）磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液。,容积式泵之三螺杆泵（screwpump）,螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进，最终由排出口排出。,双螺杆泵结构示意图,1）由缸套，主、从动螺杆组成。2）主、从动螺杆转向相反。3）各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小，在泵内形成多个彼此分隔的容腔。,1）转动时，下部容腔V增大，吸入液体，然后封闭。2）封闭容腔沿轴向上升3）新的吸入容腔又在吸入端形成。4）一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。5）螺杆反转，则吸、排方向相反。,容积式螺杆泵外形图,特殊结构的叶片式泵（1）潜水泵：驱动泵的电机与泵一起放在水中使用的泵；（2）贯流式泵：泵体内装有电动机等驱动装置；（3）屏蔽泵：泵与电动机直连（共用一根轴），电动机定子内侧装有屏蔽套，以防液体进入定子。（4）磁力泵：电动机带动外磁旋转，通过磁感应使和泵叶轮连在一起的内磁钢旋转，内外磁钢间有隔离套，完全杜绝液体外漏；（5）自吸式泵：泵再次起动时无需灌水的泵；（6）管道泵：泵作为管道的一部分，无需特别改变管路即可安装；（7）无堵塞泵：泵抽送液体中所含固体物质不会在泵内造成堵塞。,两种在电厂中常用的其它形式的泵,一、水环式真空泵,是将工作介质水的动能转换成压力能，用于压缩被输送的气体，从而达到抽送气体的目的。,工作原理见教材P7,水环式真空泵用于需要抽气、排气的场合，如泵的抽气引水、火力发电厂汽轮机凝汽器的抽气维持真空等。,二、喷射泵,工作流体进入喷嘴，流体在喷嘴中将部分压力能转化成动能，使工作流体以很高的速度从喷嘴射出，进入扩压室。由于高速射流携带周围的流体一起前进，于是在高速射流的周围形成真空，被抽吸的流体沿着吸入管路进入高速射流的周围，高速射流又将它携带送入压力管，如此周而复始，不断将流体吸入与排出。工作流体：蒸汽或水,火电厂中，用以抽吸凝汽器内的空气，也有用于离心泵吸入口输送液体，提高离心泵的吸入性能。,风机按照工作时产生的压力大小可分为：通风机：风机产生的全压p15kPa鼓风机：风机产生的全压在P15340kPa压缩机：风机产生的全压p340kPa工业上常用通风机按其结构形式主要有轴流式和离心式两类。轴流式通风机排风量大而风压很小，一般仅用于通风换气，而不用于气体输送。通风机按工作时产生的压力大小可分为：低压离心通风机：全压小于1.0kPa（表压）中压离心通风机：全压在1.03.0kPa（表压）高压离心通风机：全压在3.015.0kPa（表压）低压轴流通风机：全压小于500Pa高压轴流通风机：全压大于500Pa,小于15kPa,二、风机的分类,通风机,风机,鼓风机,风压为小于1.47104Pa的风机,离心式通风机,轴流式通风机,贯流式通风机,按装置形式,低压离心式通风机中压离心式通风机高压离心式通风机,低压轴流式通风机高压轴流式通风机,送气式通风机（送风）抽气式通风机（引风）,风压为1.4710434.3104Pa（15003500H2O）或压力比为1.14的风机,离心通风机CentrifugalFan（重点）,结构和工作原理：与离心泵基本相同，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，从而被输送到高处或远处。主要由蜗壳形机壳和叶轮组成。为多叶片叶轮，且因输送流体体积大（密度小），叶轮直径一般较大而叶片较短。叶片有平直、前弯和后弯几种形式。平直叶片一般用于低压通风机；前弯叶片的通风机送风量大，但效率低；高压通风机的叶片通常是后弯叶片。蜗壳的气体通道截面有矩形和圆形两种，一般低、中压通风机多为矩形。,1机壳2叶轮3吸入口4排出口,离心风机主要结构分解示意图1吸入口2叶轮前盘3叶片4后盘5支架6机壳7截流板，即风舌8出口,GY4-73型锅炉离心通、引风机,9-19D高压离心通风机,DKT-2系列低噪声离心通风机,鼓风机,工业上常用的鼓风机主要有回转式和离心式两种类型。,属于容积式,离心鼓风机（透平鼓风机Turboblower）,工作原理：与离心泵相同。单级风机的风压较低，风压较高的离心鼓风机采用多级，其结构也与多级离心泵类似。离心鼓风机的送气量大，但出口压强仍不高，一般不超过0.3MPa（表压），即压缩比不大，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。,多级低速离心鼓风机,罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型）,工作原理：与齿轮泵相似。结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。,特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，故出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。工作温