发电厂的水泵Microsoft PowerPoint 演示文稿

1、 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

2、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 叶片泵 离心泵、轴流泵、混流泵、 旋涡泵、自吸泵。 容积泵 齿轮泵、螺杆泵、活塞泵。 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 p2MPa的为低压泵；2Mpap6Mpa

3、的为中 压泵；p6Mpa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

4、。 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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、、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

10、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

11、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

12、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

13、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，

14、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

15、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

16、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

17、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。 轴向推力及平衡 离心泵运行时，作用在转子上与泵轴 线平行的作用力，称为轴向推力。 单级泵轴向推力的平衡 （1）采用双吸叶轮。 （2）平衡孔和平衡管。 （3）背叶片。 轴向推力及平衡 多级泵轴向推力的平衡 （1）多级泵的叶轮对称排列。 （2）

18、平衡盘、平衡鼓及联合装置。 离心泵的平衡盘装置的构造和 工作原理 平衡盘装置的构造由平衡盘、平衡座和调整套（有的 平衡盘和调整套为一体）组成。 平衡盘装置的工作原理是： 从末级叶轮出来的带有压力的液体，经平衡座与调整 套间的径向间隙流入平衡盘与平衡座间的水室中，使 水室处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵的入口相 连，其压力近似为泵的入口压力。这样在平衡盘两侧 压力不相等，就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡 力的大小随轴向位移变化、调整平衡盘与平衡座间的 轴向间隙（即改变平衡盘与平衡座间水室压力）而变 化，从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平 衡。 泵的特性曲线 泵的特性曲线就是在转速为某一定值下， 流量与扬程，所需功率及效率间的关系 曲线。即Q-H曲线、Q-N曲线、Q-曲 线。 泵的主要性能参数 扬程： 单位重量液体通过泵后所获得的能量。 用H表示，单位为m。 流量：