给水除氧系统

1、给水除氧系统第一篇 给水系统 第一节 离心泵根底知识 一水泵的主要性能参数水泵的主要性能参数有流量Q、扬程H、转速n、功率P、效率，比转速ns及汽蚀余量NPSH等。1、流量单位时间内水泵所输送出的液体数量称为水泵的流量。其数量是用体积表示的，称为体积流量，用Q表示，单位为m3/s；其数量用重量表示的，称为重量流量，用G表示，单位为kg/s。G=gQ2、扬程单位质量的液体通过水泵所获得的能量增加值称为水泵的扬程，即泵吸入及压出的单位液体能量之差，用H表示，单位为Pa，习惯上也常用液柱高度m表示。 H=(p2-p1)/ g3、转速泵轴每分钟旋转的次数称为转速，用n表示，单位为r/min。水泵的转速

2、越高，它所输送的流量与扬程也就越大。增高转速可以减少叶轮级数，缩小叶轮直径，从而使水泵的尺寸大为缩小，重量大为减轻。目前较为普遍采用的是高转速的给水泵，其转速已达7500r/min左右。4、功率水泵的功率通常指输入功率，即由原动机传给水泵泵轴上的功率，一般称之为轴功率，用P表示，单位KW。轴功率不可能全部被利用来提高液体的能量，其中一局部功率消耗在各种损失上，只有一局部功率被有效利用。被有效利用的功率称为有效功率，即泵的输出功率，用Pe表示。原动机的输出功率称为原动机功率，用Pg表示，由于考虑水泵运行时可能出现的超负荷情况，通常原动机功率选择的要比轴功率大些，即PgPPe。 Pe= qmgh/

3、1000 5、效率如前所述，水泵有各种损失，要消耗一定的能量，因此轴功率不可能全部转变为有效功率。我国把有效功率Pe与轴功率P之比称为水泵的效率，用表示。可见，水泵的效率越高，在轴功率中被有效利用的功率就越多，损失的功率就越小，水泵的经济性就越高。水泵的效率视其大小、型式、结构的不同而异，离心式水泵的效率在0.620.92的范围内，轴流式水泵的效率在0.740.89之间。6、比转数在设计制造水泵时为了将各种流量和扬程的水泵进行比拟，可以把一个水泵的尺寸按几何相似原理成比例的缩小为一个扬程为1米，功率为1马力流量为75L/s的模型泵，该模型泵的转数就是这泵的比转数,用ns表示。 ns=3.65比

4、转数和泵的入口直径和出口宽度有关，随着泵的入口直径和出口宽度增加，比转数增加。因此可以用比转数对泵进行分类： ns=30300为离心泵；ns=300500 为混流泵；ns=5001000 为轴流泵。在离心泵中ns=3080为低比转数离心泵；ns=80150为中比转数离心泵；ns=150300 为高比转数离心泵。二离心泵的分类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、

5、导叶泵。按泵的转速可否改变可分为：定速泵、调速泵。 三离心泵组成部件及结构形式1、离心泵的组成部件离心泵的结构形式虽繁多，但由于作用原理相同，所以其主要零部件的形状是相近的。1叶轮叶轮是离心泵的关键部件，它要求以最小的损失将来自原动机的能量传递给液体的零件。叶轮型式有封闭式、半开式及开式三种。封闭式叶轮有单吸式及双吸式两种。封闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。在前后盖板之间装有叶片形成流道，液体由叶轮中心进入沿叶片间流道向轮缘排出。一般用于输送清水，电厂中的给水泵、凝结水泵、工业水泵等均采用封闭式叶轮。双吸式叶轮具有平衡轴向力和改善汽蚀性能的优点。半开式叶轮只有后盖板，而开式叶轮前后盖

6、板均没有。半开式和开式叶轮适合于输送含杂质的液体。如电厂中的灰渣泵、泥浆泵。离心泵的能量传递主要依靠旋转叶轮对流体做功,而叶轮对流体做功的效果还要看叶轮中叶片的型式,离心泵的叶片形状、弯曲形式对泵的扬程、流量、效率有很大影响。离心泵叶轮叶片的型式： 叶片弯曲方向和叶轮旋转方向相反，其叶片出口的几何角小于90度，称为后弯式叶片。 叶片弯曲方向和叶轮旋转方向相同，其叶片出口的几何角大于90度，称为前弯式叶片。 叶片弯曲方向沿叶轮的径向展开，其叶片出口的几何角等于90度，称为径向式叶片。 由于后弯式叶片流动效率和流道效率高，叶片性能稳定，所以离心泵叶片目前都采用后弯式，叶片数目在612片之间，叶片型

7、式有圆柱形和扭曲形。2吸入室吸入室使液体以最小的损失均匀地从吸入管路中进入叶轮。因为吸入室是在叶轮的前面，对液体进入叶轮的流动会产生很大的影响，且吸入室中的水力损失会影响到离心泵的汽蚀性能，因此要求液体流过吸入室时水力损失应最小，且速度分布均匀。吸入室通常有三种结构形式：锥形管吸入室、园环形吸入室、半螺旋形吸入室 。 锥形管吸入室适用于单级单吸式离心泵园环形吸入室适用于多级离心泵半螺旋形吸入室适用于双吸式离心泵3压出室压出室的作用： 是将从叶轮中流出来的液体收集起来，均匀地送往泵的出口或次级叶轮的入口； 是使液体的速度降低，把一局部的动能转化为压力能，以使出水管路或次级叶轮入口流速降低，从而减

8、少水力损失。离心水泵内的水力损失大局部集中在压出室中。压出室结构形式主要有：螺旋形螺壳或涡形体压出室、环形压出室。螺旋形压出室具有制造方便，效率高的特点。它适用于单级单吸、单级双吸离心泵以及多级水平中开式离心泵。环形压出室在节段式多级泵的出水段上采用。环形压出室的流道断面面积是相等的，所以各处流速就不相等。因此，不管在设计工况还是非设计工况时总有冲击损失，故效率低于螺旋形压出室。4径向导叶及流道式导叶这两种导叶广泛应用于节段式多级离心泵上。它们除具有压出室的降低液体流速扩压、减少阻力损失的功能外，还可使径向流出的液体转变成轴向，流入下一级叶轮继续升压。离心泵的叶轮、吸入室、压出室和导叶统称为泵

9、的过流部件。5密封环口环、卡圈由于叶轮旋转时将能量传递给液体，泵体内各处的液体的压力是不相等的，因而在泵体中便形成了高压区和低压区。同时由于结构上的需要，在泵体内动静局部之间是有很多间隙的。当间隙前后有压差存在时，液体在压差的作用下就会由高压区向低压区流动。为了减少高压区的液体向低压区流动，在泵体和叶轮上分别安装了密封环或卡圈。电厂常见的密封环形状有普通圆柱形、迷宫形、锯齿形。普通园柱形密封环加工简单，配合容易，更换方便，是电厂低压离心泵常用的形式，因其沿程阻力小，液体泄漏量相对较大。迷宫形和锯齿形密封环加工复杂，检修工艺要求高，这两种形式的密封环在电厂高压离心泵上采用较为广泛。6轴封机构旋转

10、的泵轴和固定的泵体间的密封机构称为轴封机构，其作用主要是防止高压液体从泵中大量漏出，以及空气进入泵的吸入端。离心泵中常见的轴封机构有带骨架的橡胶密封、填料密封、机械密封、迷宫式密封、浮动环密封。 填料密封下列图为带水封环的填料密封结构。它由填料箱4、水封环5、填料3、压盖2和压紧螺栓等组成，是目前普通离心泵最常用的一种轴封结构。填料密封的密封效果可用拧紧压盖螺栓进行调整。 填料密封放置水封环，其目的是当泵内吸人口处于真空情况时，向水封环内注入密封水，起到水封、减少泄漏作用，并起冷却和润滑的作用。填料密封的特点是安装方便、使用寿命长等。最大缺点是只适用于低速，即使纯金属填料也只适用于：圆周速度小

11、于25ms的转轴。 机械密封 机械密封是无填料的密封装置，它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环，以及两个端面的紧密接近由弹簧力滑推，同时又是缓冲补偿元件到达密封的。在机械密封装置中，压力轴封水一方面顶住高压泄出水，另一方面窜进动静环之间，维持一层流膜，使动静环端面不接触。由于流动膜很薄，且被高压水作用着，因此泄出水量很少，这种装置只要设计得当，保证轴封水在动、静环端面上形成流动膜，也可满足“干转下的运转。机械密封的摩擦耗功较少，一般为填料密封摩擦功率的10%15%，且轴向尺寸不大。 机械密封1、弹簧座 2、弹簧 3、传动销 4、动环密封圈 5、动环6、静环 7、静环密封圈 8、防转销机械

12、密封装置对水质的要求较高，当水质恶化时，由于机械密封装置的循环管系比拟细，使机械密封装置急易堵塞造成机械密封液温度升高，因此必须加强对水质的监督。 当机组处于经常性的负荷调整，使给水泵处于变工况状态或给水泵经常处于启停状态时，导致给水泵泵轴的瞬间窜动，使给水泵动静环间的间隙过小，缺乏以形成流动膜，而造成动静环的干摩擦，使机械密封装置损坏。因此在运行中应尽量减少大幅度的调整，防止机械密封装置损坏。7轴向力平衡机构离心泵在运行时，由于作用在叶轮两侧的压力不相等，尤其是高压水泵，会产生一个很大的压差作用力，此作用力的方向与离心泵转轴的轴心线相平行，故称为轴向力。轴向力的组成：作用在叶轮上指向叶轮入口

13、的轴向力、作用在后盖板上的动反力,对于立式水泵，转子的重力也是轴向力的一局部。十清楚显，如果不设法消除和平衡叶轮上的轴向力，泵的转子在轴向力的推动下将发生窜动，转子与泵体会发生摩擦，使泵不能正常工作，因此必须采取措施克服轴向力以限制转子的轴向窜动。轴向力的平衡方式： 采用双吸叶轮和对称排列的方式平衡轴向力 采用平衡孔和平衡管平衡轴向力 采用平衡盘平衡轴向力,在单吸多级泵中迭加的轴向力很大，一般采用平衡盘或平衡鼓的方法来平衡轴向力 采用止推轴承的方法来平衡局部轴向力离心泵的平衡盘装置的构造及工作原理：平衡盘装置由平衡盘、平衡座和调整套有的平衡盘和调整套为一体组成，见下列图。分段式多级泵平衡盘装置

14、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，从而到达平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。 电厂高压给水泵轴向力平衡方式：给水泵轴向推力由平衡盘与双向推力轴承共同来平衡，限制转轴的轴向位移。正常运行时，平衡盘根本上能平衡大局部的轴向推力，而双向推力轴承一般只承当轴向推力的5左右。 8轴承部件轴承是支承离心泵转子的部件，它

15、承受径向和轴向载荷。根据轴承结构的不同，轴承可分为滚动轴承及滑动轴承两大类。 滚动轴承 滚动轴承的优点是：轴承磨损小，因而轴不会因轴承磨损而下沉很多；轴承间隙小，因而易保证轴的对中性；互换性好，有利于维修；摩擦系数小，泵的启动力矩小；轴承的轴向尺寸小。滚动轴承的缺点：承当冲击的能力较差，在高速时易振动产生噪音；安装要求精确度高；滚珠的工作能力随滚珠别离圈线速度的增加而减少。不承受轴向力或承受局部轴向力。 滑动轴承 滑动轴承的主要特点：工作可靠，运行平稳无噪音；因为润滑油膜具有吸振能力，所以能够承受较大的冲击载荷。与滚动轴承相比，滑动轴承结构复杂，零件较多，体积较大，因此多用在高转速、大功率离心

16、泵上。 9泵轴泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套等零件，借轴承支承在泵体重高速回转。离心泵储了上述主要零部件外，还有轴承托架、联轴器等零部件。2、离心泵的结构形式离心泵的结构形式繁多，电厂常用的主要有以下三种形式。1单吸单级泵它在电厂应用很广泛。一般流量在5.5300m3/h，扬程在8150mH2O。泵轴一端在托架内，用滚动轴承支承；另一端那么为悬臂端，其上装有叶轮，所以称为悬臂泵。轴封机构采用填料密封，在叶轮上均采用平衡孔以平衡轴向力。2双吸单级离心泵 双吸单级泵实际上等于两个相同的叶轮背靠背地装在同一根轴上并联地工作。这种泵不但流量大，而且能自动地平衡轴向力。双吸单级离心泵通常采用

17、半螺旋形吸入室，泵体水平中开，大泵一般采用滑动轴承，小泵那么采用滚动轴承。一般流量在12020000m3/h，扬程在10110mH2O。135MW工业水泵、射水泵3分段式多级离心泵 分段式多级离心泵用途较广泛，电厂锅炉给水泵大局部采用这种结构形式的给水泵，这种形式的泵实际上等于将几个叶轮装在同一根泵轴上串联地工作，所以泵的扬程较高。每个叶轮均有相应的导叶，第一级叶轮一般为单吸式，但为改善泵汽蚀性能，常将第一级叶轮制成双吸式或入口为大直径的叶轮，也有的在第一级叶轮前面加装诱导轮。为了平衡轴向力，在末级叶轮后面装有平衡盘，这种泵的整个转子在工作时可以左右窜动，靠平衡盘自动将转子维持在平衡位置上。这

18、种泵流量一般在5720m3/h。四离心泵的性能曲线及工作点1、离心泵的性能曲线离心泵的主要参数有流量、扬程、转速、功率和效率，这些工作参数之间存在一定的联系和内部规律。通常情况下，流量与转速成正比关系，扬程与转速的平方成正比关系，功率与转速的3次方成正比。在转速固定不变的情况下，将离心泵的扬程、轴功率、效率及必须汽蚀余量随流量的变化关系用曲线来表示，这些曲线称为离心泵的性能曲线。离心泵的性能曲线有：流量扬程关系曲线Q-H、流量轴功率关系曲线Q-N、流量效率关系曲线Q-及流量必需汽蚀余量关系曲线Q-hr等。其中最重要的是Q-H曲线，其它曲线都是在它的根底上绘制的。 泵的性能曲线上图为泵特性曲线，

19、分析水泵的性能曲线可知： 当流量等于零时，扬程不等于零，在这种情况下离心泵中液体在叶轮旋转下仍然提高了压力能，此时的扬程称为关死点扬程。在流量为零时，轴功率不等于零，这局部功率是离心泵的空载功率，它消耗在泵的各种损失上。由于阀门关闭流量为零，所以泵的效率等于零。 Q-曲线上有一最高点max，泵在此工况下运行经济性最高。所以选择水泵时，应考虑将来它们能经常运行在最高效率点及其附近区域。一般规定工况点的效率应不小于最高效率的0.850.90。据此得出的工作范围，称为经济工作区域或最高效率区。 水泵的Q-H性能曲线形状有三种：a.平坦形状：即流量变化较大时，扬程变化较小，适用于流量变化大而要求扬程变

20、化小的情况，如给水泵。b.陡降的性能曲线：流量变化不大时扬程变化较大，适用于扬程变化大而流量变化小的情况，如循环水泵。c.具有驼峰状的性能曲线：在上升段工作是不稳定的，所以我们不希望性能曲线出现上升段，或者虽出现上升段区域但越窄越好。2、管路性能曲线水泵的性能曲线反映了泵本身的性能，曲线上每个点都对应一个工况。当把泵安装在管路系统中时，泵的工作点那么是由泵和管路系统的特性共同决定的。对一定的管路系统来说，通过的流量越多，需要外界提供的能量越大。管路特性曲线的形状取决于管路布置、流体性质和流体阻力等。管路系统的特性系数B，对于给定的管路系统，它是一个常数，当管路中阀门开度变化后，管路系统的特性系

21、数B发生变化，管路性能曲线的形状也会随之而变。例如关小阀门，B值增大，管路性能曲线将变陡。 管路阻力特性曲线3、泵的工作点: 离心泵的性能曲线和管路性能曲线的交汇点,称为泵的工作点。下列图中M点即为离心泵的稳定工作点。 泵的运转工作点稳定工作点表示泵扬程与泵装置的阻力相等，即单位液体经过泵所得到的能量等于把单位重量液体所做的功。假设泵在比M点流量大的B点运转，那么泵装置的阻力大于泵扬程，液体因得到的能量小于液体需作的功而减速，流量减少，工况点B沿泵特性曲线向M点移动；反之，如果泵在流量小于M点的A点运转，那么泵装置的阻力小于泵扬程，液体从泵得到的能量除用于做功外，还有剩余，液体加速，流量增大，

22、A点向M点靠近。4、离心泵的串并联1离心泵的串联运行液体依次通过两台以上离心泵向管道输送的运行方式称为串联运行。串联运行的特点是：每台水泵所输送的流量相等，总的扬程为每台水泵扬程之和。串联运行时，泵的总性能曲线是各泵的性能曲线在同一流量下各扬程相加所得点相连组成的光滑曲线，其工作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。水泵串联运行时，其扬程成倍增加，但管道的损失并没有成倍的增加，故充裕的扬程可使流量有所增加。但产生的总扬程小于它们单独工作时的扬程之和。水泵串联的条件是： 两台水泵的设计出水量应该相同，否那么容量较小的一台会发生严重的过负荷或限制了水泵的出力。 串联在后面的水泵即出口压力较高的水

23、泵结构必须巩固，否那么会遭到损坏。在泵装置中，当一台泵的扬程不能满足要求或为了改善泵的汽蚀性能时，可考虑采用泵串联运行方式，如前置泵。2离心泵的并联运行两台或两台以上离心泵同时向同一条管道输送液体的运行方式称为并联运行，即母管制运行方式。并联运行的特点是：每台水泵所产生的扬程相等，总的流量为每台泵流量之和。并联运行时泵的总性能曲线是每台泵的性能曲线在同一扬程下各流量相加所得的点相连而成的光滑曲线。泵的工作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。水泵并联时，由于总流量增加，那么管道阻力增加，这需要每台泵都提高它的扬程来克服这个新增加的损失压头，故并联运行时，压力较一台运行时高一些；而流量同样由于

24、管道阻力的增加而受制约，所以总是小于各台水泵单独运行下各流量之和，且随着并联台数的增多，管路特性曲线愈陡直以及参与并联的水泵容量愈小，流量减少得更多。并联运行的离心泵应具有相似而且稳定的特性曲线，并且在泵的出口阀门关闭的情况下，具有接近的出口压力。特性曲线差异较大的泵并联，假设两台并联泵的关死扬程相同，而特性曲线陡峭程度差异较大时，两台泵的负荷分配差异较大，易使一台泵过负荷。假设两台并联泵的特性曲线相似，而关死扬程差异较大，可能出现一台泵带负荷运行，另一台泵空负荷运行，白白消耗电能，并且空负荷运行泵易汽蚀损坏。当几台泵并列运行，这时如一台泵突然停止转动，同时泵的逆止门不严时，就会引起泵的倒转。

25、泵倒转时会造成母管压力降低，容易引起叶轮串动、轴套松弛，严重时会使动静局部摩擦而损坏。泵发生倒转时，应关闭泵的出口阀门，使转子静止，禁止在出口门未关严情况下关闭进口门，防止泵人口侧超压。严禁在泵倒转的情况下启动这台泵，否那么不仅会引起系统冲击，发生水锤现象，使设备损坏，而且会因启动力矩过大，将电机烧毁。5、离心泵的汽蚀及汽蚀余量水泵在运行中发生汽蚀后，轻者，流量和扬程下降，严重时，泵不能维持正常工作。经常受到汽蚀作用的叶轮将很快损坏。因此，了解汽蚀现象及其危害性，掌握防止汽蚀发生的措施，是非常重要的。 汽蚀现象对泵的影响水泵在运行时，当泵内某一区域的压力减小到水温所对应的饱和压力以下时，水将发

26、生汽化，产生气泡。随着水流的运动，低压区的这些气泡被带到高压区时，又会突然凝聚，气泡破裂，体积急剧收缩，四周的高压水高速填补原来气泡所占据的空间，形成了局部水力冲击，压力可达数百兆帕，且频率也很高，可达每秒数千次。如果气泡溃灭发生在金属附近，那么形成了对金属材料的打击。这种反复性的冲击如果持续下去，叶轮的外表将很快产生蜂窝形状的点蚀，然后逐渐扩大，使叶轮受到严重的损伤而破坏。泵内反复地出现液体汽化和凝积的过程而引起金属外表受到破坏的现象称为汽蚀现象。在离心泵的叶轮入口处是低压区，是最容易发生液体汽化的位置，而高压区又在叶片出口处，因此受到汽蚀破坏的部位常常是叶轮或叶片出口处。泵内发生汽蚀时，由

27、于气泡的破裂和高速冲击，会引起严重的噪声和振动，而泵组的振动又会促使空泡的发生和溃灭，两者的相互作用有可能引起汽蚀共振。泵在汽蚀工况下运行，空泡破灭时产生的高压力，频繁的打击在过流部件上，使材料受到疲劳，产生机械剥蚀。同时，在液体汽化过程中溶解于液体中的空气被析出，而空气中的氧气借助汽蚀过程所产生的热量，对材料产生腐蚀。所以汽蚀发生时，在机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用，使材料受到损害的。泵内汽蚀严重时，产生的大量气泡会堵塞流道的面积，减少流体从叶片中获得的能量，导致扬程下降，效率降低，甚至会使水泵的出水中断。 汽蚀余量泵的汽蚀余量分为有效汽蚀余量和必需汽蚀余量。 有效汽蚀余量有效汽蚀余量亦称装置

28、汽蚀余量，它表示液体由吸入液面流至泵吸入口处，单位重量具有的超过饱和蒸汽压力的充裕能量用ha表示，或以符号NPSHs表示。影响有效汽蚀余量的因素有吸入液面的外表压力，被吸液体的密度，泵的几何安装高度，还有管路的阻力损失等。总之，有效汽蚀余量由泵吸入侧管路系统决定，与泵本身无关，在给定的吸入条件下，有效汽蚀余量是可以计算得到的。有效汽蚀余量越大，说明泵吸入口处单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压力的充裕能量越大，这样出现汽蚀的可能性不会太大。 必需汽蚀余量有效汽蚀余量的大小并不能说明泵是否产生气泡，发生汽蚀。因为有效汽蚀余量仅指液体从吸入液面流至泵吸入口处所具有的超过饱和蒸汽压力的充裕能量，但泵吸

29、入口处的液体压力并不是泵内压力最低处的液体压力。液体从泵吸入口流至叶轮进口的过程中，能量没有增加，它的压力还要继续降低。这一方面是由于过流断面的逐渐收缩，流速增大而造成；另一方面由于泵吸入口到叶片入口处的流动阻力也会造成液体压力的进一步降低。所以我们把单位重量的液体从泵吸入口流至叶片进口压力最低处的压力降，称为必需汽蚀余量，用hr表示，用符号NPSHr表示。 泵在小流量工作时，泵供应的扬程较大，而泵的效率较低，所以泵内的损失较大，泵内的水流几乎在绝热下压缩，除了水流在泵中获得一定能量外，其余的耗功都转化为热能，当泵流量较小是不能把热量带走时，就会导致水流温度升高。3吸上真空高度 水泵吸入口处的

30、真空值，称为泵的吸上真空高度，用Hs表示，泵的吸上真空高度对于汽蚀是一个重要的因素。 卧式泵轴心线距液面的垂直距离称作水泵的几何安装高度，用Hg表示，是影响泵工作性能的一个重要因素。有些泵由于安装高度较大，以至于泵内汽蚀，甚至安装高度过大造成吸不上液体，使泵无法工作。 泵的吸上真空高度与泵的几何安装高度、泵吸入口流速、吸入口阻力损失及吸入液面压力有关。倘假设吸入液面压力不变，吸上真空高度随着几何安装高度的增加而增大。如果Hs增大到某一数值时，泵内开始气化，继而影响泵的工作。对应于这一工况的吸上真空高度，称为最大吸上真空高度,以Hsmax表示。为保证泵内不发生汽蚀，一般规定留有一定的平安量0.3

31、m，即Hs=Hsmax0.3，泵在运行时入口的真空度不能超过允许的吸上真空高度Hs。 为了获得足够的允许的几何安装高度，吸入管路内的液体的流速不能太高，管道阻力损失不能太大，管路内产生局部阻力的装置应尽可能减少。另外，为保证离心泵运转的可靠性，离心泵的几何安装高度应该以水泵运行时可能出现的最大工况流量进行计算。4提高泵抗汽蚀性能的措施 改善泵的吸入性能，提高泵的抗汽蚀性能的措施，主要从提高有效汽蚀余量和降低必需汽蚀余量两个方面入手。 提高有效汽蚀余量的措施a降低管路的阻力损失b降低泵的几何安装高度c设置前置泵d装设诱导轮 降低必需汽蚀余量的措施a首级叶轮采用双级叶轮，使叶轮吸入口的液体流速降低

32、一半。b增大首级叶轮的进口直径和增大叶轮叶片进口宽度，以降低叶轮入口局部液体流速。c选择适宜的叶片数和冲角，以改善叶轮的汽蚀性能。d适当放大叶轮前盖板处液流转弯半径，降低叶片入口的局部阻力损失。6、离心泵的各种能量损失1机械损失和机械效率机械损失主要包括轴与轴承、轴端密封的摩擦损失和叶轮圆盘与流体之间的摩擦损失两局部。轴与轴承、轴端密封的摩擦损失与轴承的型式和结构有关，但这项损失的功率不大，约占水泵轴功率的15。机械损失的主要局部是叶轮圆盘摩擦损失。产生叶轮圆盘摩擦损失的原因是：叶轮侧与泵壳蜗壳间充满液体，这些液体受到旋转叶轮产生的离心力的作用后，形成了回流运动，此时液体和旋转的叶轮发生摩擦而

33、产生能量损失，这项损失的功率约为轴功率的2一10，是机械损失中的主要局部。圆盘摩擦损失与圆周速度的三次方成正比，与叶轮外径的平方成正比。因为圆周速度与叶轮外径与转速成正比，所以圆盘摩擦损失也与转速的三次方、叶轮外径的五次方成正比。因此，圆盘摩擦损失随转速和叶轮外径的增加而急剧增加。如果提高单级扬程，采用加大叶轮外径的方法，那么圆盘摩擦损失与叶轮外径成五次方关系增加，而采用提高转速的方法，那么成三次方关系增加，所以前者损失大于后者。反之，产生相同的扬程(全压)时，提高转速，叶轮外径可以相应减小。因此，圆盘摩擦损失增加较小，甚至不增加，从而可提高机械效率。机械损失的大小，用机械效率m来表示，离心泵

34、的机械效率一般在0.900.98之间。2水力损失与水力效率流体在泵内流动时，由于流体阻力的存在，总要消耗一局部能量，这局部能量损失称为水力损失。水力损失的大小和流道的几何形状、壁面的粗糙程度、流体的粘度和流速有关。它主要有以下三局部组成： 摩擦阻力损失 旋涡阻力损失 冲击损失水力损失的大小用水力效率h来衡量，离心泵的水力效率一般在0.800.95之间 。3容积损失和容积效率在水泵的转动部件与静止部件之间不可防止的存在间隙，当叶轮转动时，局部在叶轮中获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧泄漏，这种损失称为容积损失。离心泵的容积损失是由于泄漏所引起的，主要由以下几种泄漏所造成： 叶轮入口处密封间隙

35、的泄漏量 平衡装置所引起的泄漏量 级间的泄漏量 轴封的泄漏量容积损失的大小，用容积效率v衡量，容积效率一般在0.900.95之间。4离心泵的总效率离心水泵的损失可概括为机械损失、容积损失和水力损失三种，轴功率减去这三种损失所消耗的功率就等于有效功率。离心水泵的总效率等于水力效率、容积效率和机械效率三者的乘积 。7、泵与风机运行工况的调节泵与风机运行时，由于外界负荷的变化而要求改变其工况，用人为的方法改变工况点那么称为调节。工况点的调节就是流量的调节，而流量的大小取决于工作点的位置。因此，工况调节就是改变工作点的位置。通常有以下方法：1是改变泵与风机本身性能曲线；2是改变管路特性曲线；3是两条曲

36、线同时改变。改变泵与风机性能曲线的方法主要有变速调节、动叶调节和汽蚀调节等。改变管路特性曲线的方法有出口节流调节、进口节流调节等。 液力偶合器液力偶合器属于机械耗能型变速，在变速过程中存在滑差损耗，系统运行本钱较高。它安装于异步电动机和泵或风机之间，它是一种利用液体通过泵轮和涡轮来传递功率的传动装置，属柔性传动，主要由泵轮、涡轮、旋转外壳和勺管等部件组成，如下列图所示。 液力偶合器结构原理图液力偶合器的工作轮泵轮、涡轮均具有一定数量的径向叶片的叶轮，由其叶片的凹腔局部所形成的圆环头腔称为工作腔，在工作腔中充有一定量的工作油，它能保证主动轴和从动轴间的柔性联接。当外轮驱动时，泵轮从原动机中得到能

37、量，并使泵轮内的工作油获得泵轮叶片给予的能量后，因离心力的作用，工作油被迫向泵轮外缘流动；从而使工作油的速度和压力增大，这样就把机械能转为泵轮内工作油的动能。当工作油被迫沿着泵轮叶片间的流道流动时，冲击涡轮叶片，迫使涡轮连同各从动件跟着涡轮同向旋转，涡轮把工作油的能量转变成为机械能输出，带动从动机械运转。就这样，工作油从泵轮获得能量，对涡轮作功，降低能量后，又回到泵轮重新吸收能量，如此循环不断，就实现了泵轮主动与涡轮从动之间的能量传递。为适应泵或风机工况的变化要求，在电动机转速恒定的情况下，调节勺管的开度，可改变偶合器工作腔里的充液量，不同的充液量可以得到不同的输出特性，因此，通过连续改变充液

38、量既可实现输出轴的无级调速。液力偶合器工作腔内介质油的最正确工作温度为6070指工作油冷油器出口温度，油温高虽然有利于能量的传递，但过高反而有害无益，因此要限制工作油温度范围为3565。 8、泵的启动特性 对原动机来讲，泵的启动属于轻载启动。因此，在中、小型泵装置中，启动并无问题。但大型水泵在用电动机作原动机时，启动时会引起很大的冲击电流，通常启动电流是额定电流的47倍，以致影响电网的正常运行。此外，大型水泵惯性大、阻力矩大、启动困难，因此对大型水泵，必须对启动特性予以足够重视。 泵组在启动过程中转矩平衡方程式为 M=M1+M2+M3式中 M电动机的电磁转矩 M1、M2电动机和水泵的阻力矩 M

39、3惯性力矩水泵启动过程中，必须使M>M1+M2，水泵才能不断加速，当转速到达额定转速n时，此时M=M1+M2，M3=0。在水泵力矩中，启动瞬间的静摩擦转矩只是在启动瞬间才起作用，一旦启动后就很快消失而成为水力阻力的一局部。水力阻力矩包括水泵轴承、填料的摩擦力矩，叶轮对水的作用力矩。离心泵开阀启动时，水力阻力矩将急剧上升。轴流泵那么相反，流量为零时转矩大于额定转矩。所以离心泵在启动时，不能将出口门开足，以免造成启动力矩过大。假设此时电压降低较多，使电动机电磁转矩降低，那么将使电动机达不到额定转速，处于低速超载运行状态，导致电动机发热甚至烧坏。第二节 给水泵一 给水系统供应锅炉用水的泵叫做给

40、水泵，其作用是连续不断可靠地向锅炉供水。由于给水温度高为除氧器压力对应的饱和温度，在给水泵进口处水容易发生汽化，会形成汽蚀而引起出水中断。因此一般都把给水泵布置在除氧器水箱以下，以增加给水泵进口的静压力，防止汽化现象的发生，保证水泵的正常工作。 从除氧器给水箱经给水泵、高压加热器到锅炉给水操作平台的全部管道系统称为锅炉给水管道系统。给水管道按其压力不同可分为低压和高压给水管道系统。由除氧器给水箱下降管到给水泵入口之间的管道、阀门等称为低压给水管道。由给水泵出口经高压加热器至锅炉给水操作台的管道、阀门等称为高压给水管道系统。二 给水泵一给泵出口压力确实定 给水泵的出口压力主要决定于锅炉汽包的工作

41、压力，此外给水泵的出水还必须克服以下阻力：给水调整门的阻力，省煤器的阻力、锅炉进水口和给水泵出水口间的静给水高度。根据经验估算，给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的1.25倍。二给水泵的允许最小流量制造厂对给水泵运行一般都规定了一个允许的最小流量值，一般为额定流量25%30%。规定允许最小流量的目的是防止因出水量太少使给水发生汽化。现代高速给水泵普遍采用变速调节，其小流量时为低转速，而低转速时不容易发生汽蚀现象，所以允许的最小流量要比定速给水泵小得多。三给水泵再循环管给水泵在起动后，出水阀还未开启时或外界负荷大幅度减少时机组低负荷运行，给水流量很小或为零，这时泵内只有少量或根本无水通过，叶轮产生

42、的摩擦热不能被给水带走，使泵内温度升高，当泵内温度超过泵所处压力下的饱和温度时，给水就会发生汽化，形成汽蚀。为了防止这种现象的发生，就必须使给水泵在给水流量减小到一定程度时，翻开再循环管，使一局部给水流量返回到除氧器，这样泵内就有足够的水通过，把泵内摩擦产生的热量带走。使温度不致升高而使给水产生汽化。总的一名话，装再循环管可以在锅炉低负荷或事故状态下，防止给水在泵内产生汽化，甚至造成水泵振动和断水事故。 四给水泵出口逆止阀给水泵出口逆止阀的作用是：当给水泵停止运行时，防止压力水倒流，引起给水泵倒转。高压给水倒流会冲击低压给水管道及除氧器给水箱；还会因给水母管压力下降，影响锅炉进水；如给水泵在倒

43、转时再次起动，起动力矩增大，容易烧毁电动机或损坏泵轴。五给水泵的暖泵1、由于给水温度较高，启动前假设不充分暖泵，泵体温度不均匀，存在上热下凉的现象。上部膨胀多，下部膨胀少，出现“猫拱背。会使内部某些动静间隙消失，联轴器中心破坏。在这种情况下启动泵，不可防止地要出现振动，摩擦等。 2、由于给水温度较高，在不暖泵的情况下启动，会使泵体受到较大的热冲击。另外，与水泵接触的通流部件受热快，不与水直接接触的局部受热慢。这种由于膨胀速度的不均，就必然产生了热应力，使泵体变形，发生密封面、结合面不严而漏水等现象。为此，给水泵设计了暖泵系统。随着机组容量的增加，锅炉给水泵启动前暖泵已成为最重要的启动程序之一。

44、高压给水泵无论是冷态或热态下启动，在启动前都必须进行暖泵。如果暖泵不充分，将由于热膨胀不均，会使上下壳体出现温差而产生拱背变形。在这种情况下一旦启动给水泵，就可能造成动静局部的严重磨损，使转子的动平衡精度受到破坏，结果必然导致泵的振动，并缩短轴封的使用寿命。采用正确的暖泵方式，合理的控制金属升温和温差，是保证给水泵平稳启动的重要条件。暖泵方式分为正暖(低压暖泵)和倒暖(高压暖泵)两种形式。在机组试启动或给水泵检修后启动时，一般采用正暖，即顺水流方向暖泵,如给水泵处于热备用状态下启动，那么采用倒暖，即逆原水流方向暖泵，从逆止阀出口的水由出水段下部暖泵管引入泵体内，再从吸人管返回除氧器，这两种暖泵

45、方式均可防止泵体下部产生死区，以到达泵体受热均匀之目的。泵体温度在55以下为冷态，暖泵时间为152h。泵体温度在90以上(如临时故障处理后)为热态，暖泵时间为115h。暖泵结束时，泵的吸入口水温与泵体上任一测点的最大温差应小于25。六给水泵的汽化给水泵汽化的原因是：1给水箱水位过低。2进口水温过高。3除氧器汽压突降，进汽门误关或调节不当。4汽轮机突然甩负荷引起抽汽到除氧器的压力下降。第三节 我厂135MW给 水 泵 组 系 一、设备概述升压泵是单级卧式蜗壳式水泵,带有双吸的两个单级叶轮。运行中轴向推力很小，轴支撑在两个强制润滑的普通轴承上,并且靠安装在泵前端扇形块推力轴承实现轴向定位。主泵是筒

46、式多级离心泵,主要由泵筒体、泵盖和带有径向分段的泵芯组成。泵脚位于泵筒体中心线等高的平面上。泵转子由两个位于泵筒体外面的安装在轴承体内的径向轴承支撑，并由一个附加的扇形块推力轴承使转子轴向定位，并且它还可以承受一局部平衡装置未平衡的轴向力。液力偶合器联轴器 给水泵机组的各局部之间是用齿型联轴器连接的。 二、给泵设备标准 给水泵 型号40CHTA/5SP-2 进口流量m3/h 596 出口流量m3/h 573 进口温度 177.7 工质密度Kg/m3 889.3 进口压力MPag 1.426 出口压力MPag 16.51 扬程 M 1781 效率% 84 抽头流量m3/h 23 抽头出口压力MP

47、a 7 轴功率kW 2939 转速r/min 5410 制造厂家 沈阳水泵股份-KSB 前置泵 型号YNKn300/200-20J 流量m3/h 596 进口温度 177.7 工质密度Kg/m3 889.3 进口压力MPag 0.881 出口压力 MPag 1.426 扬程 M 51 转速r/min 1480 必须汽蚀余量M 3.1 液力偶合器型号YOCQ422/I 额定传递功率kW 3000 输入功率kW 3200 输入转速r/min 1480 输出转速r/min 5500 调速范围 % 2097 额定滑差 % 3 齿轮速比 154/39151/40 总效率 % 95 沈阳水泵股份 辅助油泵

48、电机 型号 Y13ZM-4 功率 7.5KW电流 15.4A电压 380V频率 50HZ转速 1440 r/min 沈阳力源电机 给泵配用电机 型号 YK3200 功率 3500 kW 电压 6000 V 电流 388 A 转速 1491 r/min 功率因数 0.9 沈阳力源电机 工作冷油器型号GLL6-80 冷却面积 80 m2 冷却水温 38冷却水压 0.32 MPa油阻 0.036 MPa水阻 0.014 MPa沈阳液压润滑设备厂润滑冷油器型号GLL4-28冷却面积 28m2冷却水温 38冷却水压 0.32 MPa沈阳液压润滑设备厂 三、电动给水泵组的运行1、电动给水泵启动前的准备1电

49、泵安装或检修工作结束，管路保温完整，表计齐全，检修工作票收回；2确认电动泵组各表计齐全，一次门开启；3确认电泵偶合器油箱放油门关闭，油位正常，油质合格；4确认给水系统所有放水门关闭，放空气门开启；5确认电泵机械密封水磁性滤网前后截门开启；6确认闭式水系统运行，开启闭式水至电泵机械密封冷却水进、出水总门；7开启电泵及前置泵机械密封冷却器及密封腔冷却水进水门，并开启冷却器放空气门，空气门见水后关闭，观察出水正常；（8） 开启电泵手动再循环门；（9） 确认电泵出口门关闭，自动再循环门开启，电泵抽头手动截门关闭；（10） 确认暖泵放水及邻泵来水门关闭；（11） 电泵辅助油泵电机测绝缘，合格后送电；（12） 确认润滑油滤网单侧运行；（13） 启动电泵辅助油泵，进行油循环，检查油系统应无漏泄现象；（14） 检查电泵组润滑油压>0.08Mpa，推力瓦油压>0.05Mpa；（15） 油循环后检查润滑油滤网无差压报警信号；（16） 电泵组润滑油冷油器，工作油冷油器充水，放气门见水后关闭，根据油温要求决定冷油器出口水门是否开启。 2、给水泵通水1确证除氧器水位正常或偏高；2确证泵体放水门及给水系统所有放水门关闭，泵出口门前放空气门开启；3稍开给水泵组入口手动门，注意水泵内部压力变化；4给水系统放空气门见水后关闭；给水泵内压力无异常，泵无泄漏，将入口手动截门缓慢全开；