泵的种类及工作原理(1).pptx

泵的种类及工作原理,2015年01月08日,目录,泵的起源及发展历程泵的分类泵的工作原理泵的选型火电厂中常用水泵分析,一、泵的起源及发展历程,1、泵,泵-输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体,2、泵的起源,水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。,公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。,泵的起源,18401850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成,20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替.,尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。.,早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。,1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。,3、泵的发展,二、泵的分类,泵通常按工作原理分容积式泵、叶片式泵和其他类型泵,泵,叶片式,容积式,其他类型,离心式,轴流式,混流式,漩涡泵,回转式,往复式,射流式,真空泵,水击式,柱塞式,活塞式,隔膜式,齿轮式,螺杆式,滑片式,泵的其他分类方式,三、泵的工作原理,1、容积式泵的工作原理,容积式泵是靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加，容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而改变。根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。,往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施，往复泵适用于高压力和小流量，适宜输送清洁的液体或气液混合物；回转泵一般无脉动或只有小的脉动，具有自吸能力，启动泵时必须将排出管路阀门完全打开，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体，回转泵适用于中小流量和较高压力。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。,活塞泵,（1）往复式活塞泵,活塞泵的工作原理是：依靠转动机械，使活塞在泵缸内作往复运行，从而改变泵缸的容积，并配合两个逆止阀组件的作用从而达到吸入和排出液体的目的。,活塞泵适用于高压、小流量的场合，特别是流量小于100米3/小时。它吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖动，适用于农村给水和小型灌溉。,柱塞泵,（2）往复式柱塞泵,往复式柱塞泵的工作原理是：依靠转动机械，使柱塞在泵缸内作往复运行，从而改变泵缸的容积，并配合两个逆止阀组件的作用从而达到吸入和排出液体的目的。,隔膜泵,（3）往复式隔膜泵,当活塞向上移动时，隔膜片逐渐凹进，泵腔内体积逐渐增大，压力逐渐降低，低于入口管压力时入口阀打开，介质流入泵腔，活塞达到内止点时，介质充满泵腔，入口阀关闭。,当活塞向下移动，膜片逐渐鼓起，泵腔内体积逐渐变小，压力逐渐增大，出口阀打开，介质逐渐排出泵腔，活塞达到外止点时，出口阀因重力和弹簧力作用而关闭，排出过程结束，泵又开始新的吸入过程。这样就能不断吸入和排出液体。,隔膜阀从结构上克服了活塞泵活塞密封元件易磨损的缺点。它综合了活塞泵压力高、坚固耐用、结构简单的优点，并突出了自身的自动化程度、连续运转率的优点，运行成本等技术指标明显优于其他往复泵的优点，成为输送高磨蚀固-液两相介质的新一代往复泵。,汽动往复泵,（4）回转式齿轮泵,齿轮泵工作时，主动轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。当吸入室一侧的啮合齿逐渐分开时，吸入室容积增大，压力降低，便将吸人管中的液体吸入泵内；吸入液体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。液体进入排出室后，由于两个齿轮的轮齿不断啮合，便液体受挤压而从排出室进入排出管中。主动齿轮和从动齿轮不停地旋转，泵就能连续不断地吸入和排出液体。,齿轮泵的特点是：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。其缺点是：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。,（5）回转式滑片泵,滑片泵工作原理：当转子旋转时，在吸入侧的基元容积不断增大，将液体吸入基元容积。当基元容积达最大值时，基元容积与吸入口脱离而与排出口连通。转子继续旋转，基元容积逐渐变小，将液体排出。转子旋转一周，滑片在槽内往复一次，各基元容积变大、变小一次，完成一次吸入、排出过程,滑片泵的主要特点是：结构较紧凑，外形尺寸不大，流量较均匀，运转平稳，脉动和噪声小，效率比一般齿轮泵高。但是滑片泵的结构工艺复杂，制造精度要求高，而零件容易磨损。,叶片式泵，它靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体,使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。叶片式泵又称动力式泵或叶片式泵。,2、叶片式泵的工作原理,动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值，扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。,离心泵工作原理：依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下从出水口甩出,使吸水口出现真空，依靠大气压将低处的水抽到高处。,（1）叶片式离心泵,优点：流量范围很大，流量和压力平稳无波动；转速较高，可以与电动机汽轮机直接相连，传动机构简单紧凑，操作方便可靠，调节和维修容易。缺点：液体粘度对泵的性能影响较大，当液体粘度增加时，泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低。离心泵在小流量高扬程的情况下应用受到一定的限制因为小流量离心泵泵体流道很窄，制造困难，同时效率也很低。,工作原理：利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。,（2）叶片式轴流泵,轴流泵的一般特点：水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴相吸入、轴相流出，因此称轴流泵。扬程低（113米）、流量大、效益高，适于平原、湖区、河网区排灌。起动前不需灌水，操作简单。,（3）叶片式混流泵,由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。,混流泵的一般特点：（1）混流泵与离心泵相比，扬程较低，流量较大，与轴流泵相比，扬程较高，流量较低。适用于平原、湖区排灌。（2）水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度而吸入和流出的，故又称斜流泵。,旋涡泵与离心泵相比，在相同的叶轮直径和转速下，旋涡泵的扬程比离心泵高2倍到4倍，但其效率较低，一般仅为20%50%。旋涡泵输送液体洁净，粘度不大，不含固体颗粒。,（4）叶片式漩涡泵,涡旋泵工作原理：利用一个和蜗牛壳那样一圈圈的叶轮，从外部刮进空气，使中间产生很大的压强，将气体从管道压出。,3、偏心泵,水环式真空泵,四、泵的选型,1、泵选型依据,2、泵选型原则,3、泵选型步骤,五、火电厂常用水泵分析,给水泵、凝结水泵、循环水泵是发电厂最主要的三种水泵。给水泵的任务是把除氧器贮水箱内具有一定温度、除过氧的给水，提高压力后输送给锅炉，以满足锅炉用水的需要。凝结水泵的作用是将凝汽器热井内的凝结水升压后送至回热系统。循环水泵的作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷凝汽轮机的排汽。在发电厂中，循环水泵还要向冷油器、冷水器、发电机的空气冷却器等提供冷却水。,1、火电厂常用水泵,锅炉给水泵的拖动方式，一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动机多采用交流电动机，锅炉给水调节经过“节流”调节。电动机操作方便、灵活、占地小；而汽轮机拖动有蒸汽管路和操作阀件，占地大，但可变速运行，无“节流”损失。,2、锅炉给水泵,（1）主给水泵的技术数据,（2）给水泵主前置泵的技术数据,循环水泵其作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷却凝气轮机排汽。此外，循环水泵还要向冷油器，冷风器，锅炉冲灰水等设备提供水源。每台泵对应有两台旋转滤网和一个外围水闸对泵吸入口处的水源进行垃圾清理。在这种使用情况下，循环泵通常循环水泵结构图不需要提供太大压力，主要是提供大流量的冷却介质，以满足冷凝器的冷却需要。在循环泵的运行中要定期检查水泵电机的温度、电流、冷却介质的温度、水泵入口滤网两侧液面差等。,3、循环水泵,水泵类型：立式斜流泵,（1）循环水泵的技术数据,凝结水泵所输送的是相应于凝汽器压力下的饱和水，所以在凝结水泵入口易发生汽化，故水泵性能中规定了进口侧的灌注高度，借助水柱产生的压力，使凝结水离开饱和状态，避免汽化。因而凝结水泵安装在热井最低水位以下，使水泵入口与最低水位维持0.92.2m的高度差。由于凝结水泵进口是处在高度真空状态下，容易从不严密的地方漏入空气积聚在叶轮进口，使凝结水泵打不出水。所以一方面要求进口处严密不漏气，另一方面在泵入口处接一抽空气管道至凝汽器汽侧（亦称平衡管），以保证凝结水泵的正常运行。,4、凝结水泵,5、我厂真空泵技术资料,真空泵的配置：每台机组配置真空水泵3台，其中2台运行，1台备用，本期工程共装6台真空泵。机组启动时，三台真空泵可同时运行。机组正常运行时，二台运行（一台泵单独抽一侧凝汽器真空），一台备用。,6、我厂取水泵技术资料,（1）水泵的汽蚀,水泵的汽蚀是由水的汽化引起的，所谓汽化就是水由液态转化为汽态的过程。水的汽化与温度和压力有一定的关系，在一定压力下，温度升高到一定数值时，水才开始汽化；如果在一定温度下，压力降低到一定数值时，水同样也会汽化，把这个压力称为水在该温度下的汽化压力。如果在流动过程，某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时，水就在该处发生汽化。汽化发生后，就会形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡。当汽泡随同水流从低压区流向高压区时，汽泡在高压的作用下破裂，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，形成一个冲击力。金属表面在水击压力作用下，形成疲劳而遭到严重破坏。因此我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。,7、火电厂常用水泵故障分析,凝结水泵汽蚀现象的分析,现象：凝结水泵出口压力摆动，流量不稳或到零，电流下降并摆动；凝结水泵体及出