1电厂泵与风机

1、电厂泵与风机七台河职业学院煤炭系七台河职业学院煤炭系 李新梅李新梅电厂全貌课程概况课程概况一、学时一、学时二、教材二、教材三、教师与辅导三、教师与辅导泵与风机检修泵与风机检修，柏学恭，柏学恭 田馥林主编田馥林主编 中国电力出版社，中国电力出版社，2008.22008.2总学时：总学时：5050，讲课：，讲课：5050。主讲教师主讲教师: : 李新梅李新梅凝汽式火电厂生产过程示意图凝汽式火电厂生产过程示意图泵与风机在热力发电厂的应用灰渣泵冲灰水泵排粉风机升压泵凝结水泵给水泵前置泵循环水泵射水泵疏水泵送风机引风机蒸汽空气水补水泵生水泵烟气灰渣射水抽气器工业水泵图图3 电厂电厂汽水汽水系统系统流程流

2、程示意示意图图 模块一模块一 电厂泵与风机电厂泵与风机概述概述单元单元一一 泵与风机的分类与性能参数泵与风机的分类与性能参数单元二单元二 泵与风机的工作原理与构成泵与风机的工作原理与构成单元三单元三 检修概述检修概述模块一模块一 泵与风机概述泵与风机概述( (一一) )按流体排出压力的高低分类按流体排出压力的高低分类风机可分为：风机可分为： 1 .1 .通风机通风机：15 kPa340 kPa340 kPa （压气机亦称压缩机压气机亦称压缩机）。）。泵可分为：泵可分为：1 .1 .低压泵低压泵：2 MPa6 MPa6 MPa 。一、泵与风机的分类一、泵与风机的分类单元单元一一 泵与风机的分类与

3、性能参数泵与风机的分类与性能参数罗杆风机罗茨风机叶氏风机回转式：往复式容积式：混流式轴流式离心式叶片式：风机单元单元一一 泵与风机的分类与性能参数泵与风机的分类与性能参数水击泵射流泵真空泵其它类型：滑片式螺杆式齿轮式回转式隔膜式柱塞式活塞式往复式容积式：泵漩涡泵混流式轴流式离心式叶片式：按作用原理分类按作用原理分类离心泵的其它分类离心泵的其它分类离心泵的分类方法很多，现介绍几种主要分类方法。离心泵的分类方法很多，现介绍几种主要分类方法。. . 按叶轮级数分类按叶轮级数分类单级离心泵 泵轴上只有一个叶轮。由于液体在泵内只有一次增加能量的机会，所以泵压力、扬程较低。如图1所示。多级离心泵 同一根泵

4、轴上装有两个或两个以上叶轮。多级泵的叶轮一般都为单吸式，也有将第一级叶轮设计为双吸式的。一个叶轮便是一级，级数越多，压力、扬程越高，同时转子上的不平衡轴向力也越大。多级离心泵大都设有轴向力平衡装置。离心泵的其它分类离心泵的其它分类2. 2. 按叶轮吸入方式分类按叶轮吸入方式分类单吸离心泵 液体从一侧流入叶轮，这种泵的叶轮容易制造，应用最为广泛。由于液体从叶轮一侧吸人，所以叶轮两侧压力不一样，从而产生轴向推力。双吸式离心泵 液体从两侧流人叶轮内。由于叶轮两侧液体流动对称，所以无轴向力产生。离心泵的其它分类离心泵的其它分类3. 3. 按泵壳剖分方式分类按泵壳剖分方式分类中开式 壳体在通过轴心线的平

5、面上剖分。如果主轴水平布置，称为水平中开式离心泵；如果主轴为立式结构，称为垂直中开式离心泵。分段式 各段泵壳的剖分面均与主轴垂直，各段泵壳之间用长螺栓紧固。分段式离心泵均为多级泵。离心泵的其它分类离心泵的其它分类4. 4. 按泵壳形状分类按泵壳形状分类蜗壳泵 装有螺旋形压水室的离心泵，如常用的单吸式悬臂离心泵。透平式泵 装有导叶式压水室的离心泵。离心泵的其它分类离心泵的其它分类5. 按泵轴方位分类卧式泵 泵轴水平放置。立式泵 泵轴垂直于水平面。离心泵的其它分类离心泵的其它分类6. 6. 按照叶轮结构分：按照叶轮结构分： 闭式泵(闭式叶轮的泵，如图a) 半开式泵(半开式叶轮泵，如图b) 开式泵(

6、开式叶轮泵，如图c)叶轮结构图叶轮结构图离心泵的其它分类离心泵的其它分类7. 7. 按照叶轮型式的轴面投影分：按照叶轮型式的轴面投影分： 离心泵离心泵(也称径流式泵径流式泵，如图a) 轴流式泵轴流式泵(如图b) 混流式混流式泵泵(如图c)叶轮型式的轴面投影图叶轮型式的轴面投影图8. 8. 按泵的用途和输送液体性质分类按泵的用途和输送液体性质分类（1 1）清水泵）清水泵（2 2）循环水泵、再循环泵循环水泵、再循环泵（3 3）酸泵）酸泵 （4 4）碱泵）碱泵（5 5）油泵）油泵 （6 6）冷凝泵冷凝泵 （7 7）锅炉给水泵锅炉给水泵 （8 8）屏蔽泵）屏蔽泵离心泵的其它分类离心泵的其它分类二、泵与

7、风机的基本性能参数流量流量流量流量( (q) )是指单位时间内泵与风机输送流体的是指单位时间内泵与风机输送流体的数量数量，有，有体积流量体积流量( (qv)和和质量流量质量流量( (qm) )之分。之分。扬程（全风压）扬程（全风压）功率与效率功率与效率 转速转速Vmqq二、泵与风机的基本性能参数流量流量扬程（全风压）扬程（全风压）扬程扬程是指单位重量的流体通过泵或风机后获得的总能头，也是指单位重量的流体通过泵或风机后获得的总能头，也即即用被送流体柱高度表示的单位重量的流体通过泵或风机后用被送流体柱高度表示的单位重量的流体通过泵或风机后获得的总能量获得的总能量，用，用H H表示。工程上，泵习惯用

8、扬程。表示。工程上，泵习惯用扬程。全风压全风压是指是指单位体积的流体通过泵或风机后获得的机械能单位体积的流体通过泵或风机后获得的机械能，用用p p表示。工程上，风机习惯用全风压。表示。工程上，风机习惯用全风压。功率与效率功率与效率 转速转速gHp二、泵与风机的基本性能参数流量流量扬程（全风压）扬程（全风压）功率与效率功率与效率 功率功率: : 通常指泵或风机的输入功率，即原动机传给泵或通常指泵或风机的输入功率，即原动机传给泵或 风机轴上的功率，又称轴功率，用风机轴上的功率，又称轴功率，用P P表示。表示。 P P = T= T = 2nT = 2nT 效率效率: : （ 泵或风机总效率的简称泵

9、或风机总效率的简称 ）是指泵或风机的输出）是指泵或风机的输出 功率功率 P Pe e 与输入功率与输入功率P P之比的百分数，它反映泵或之比的百分数，它反映泵或 风机在传递能量过程中轴功率被利用的程度，用风机在传递能量过程中轴功率被利用的程度，用表示。表示。 转速转速%100PPe结 论液压传动系统液体所具有的功率，即液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率液压功率等于等于压力和流量的乘积，压力和流量的乘积， 若忽略能量损失，则若忽略能量损失，则 P PO O = P= PI I 即即 Pt = pqt = pVn = Tt = 2nTt 实际上有能量损失实际上有能量损失 P PO O P p

10、p pn n 即即 泵过载。泵过载。 最高允许压力最高允许压力: : 泵泵在短时间内允许超载使用在短时间内允许超载使用 (p(p max max) ) 的极限的极限 压力。压力。 p pp p n n p p max max 离心泵的型号型号是表征性能特点的代号，我国泵类产品型号编制是由三部分组成。第一部分第一部分代表泵的代表泵的吸入口直径吸入口直径，单位为mm，用阿拉伯数字表示，大部分老产品用“英寸”表示，即吸入口直径被25除后的整数值；第二部分第二部分代表泵的代表泵的基本结构、特征、用途及材料代号基本结构、特征、用途及材料代号等，用汉语拼音字母表示。离心泵基本型号代号如表1所示，材料代号表

11、示：I类材料为不耐腐蚀的球墨铸铁；类材料为不耐腐蚀的碳素钢；类材料为耐腐蚀的不锈钢。第三部分第三部分代表泵的扬程及级数，代表泵的扬程及级数，老产品很多是以泵的比转数被10除后的整数值表示，现在新泵多数用泵的单级扬程表示，单位为m，对于多级泵，第三部分数字由两部分组成，中间用乘号隔开，乘号前的数字表示泵的单级扬程，乘号后面的数字表示泵的级数。泵的改型产品标志在型号尾部，用大写汉语拼音字母A、B、C表示经切割后的叶轮，其中A表示第一次切割，B表示第二次切割，C表示第三次切割，也是叶轮的极限切割。表表1 1 离心泵基本型号代号离心泵基本型号代号离心泵的型号表示方法举例如下：离心泵的型号表示方法举例如

12、下：1.1.叶片式叶片式（动力式）泵（动力式）泵离心式离心式(小流量，高扬程小流量，高扬程) 轴流式轴流式(大流量，低扬程大流量，低扬程)混流式混流式(中流量，中扬程中流量，中扬程)风机风机叶片式叶片式入口静叶入口静叶动叶动叶出口静叶出口静叶入口静叶调节机构入口静叶调节机构轴流式静叶可调引风机轴流式静叶可调引风机对对旋旋轴轴流流式式风风机机 通通过过而实现输送流体的泵与风机。而实现输送流体的泵与风机。 根根据机械运动方式的不同还可分为据机械运动方式的不同还可分为往复式往复式和和回转式回转式。活塞式空气压缩机动画1.swf活塞式空气压缩机动画2.swf2.2.容积式容积式柱塞式泵柱塞式泵 柱塞泵

13、柱塞泵（也是往复泵）工作原理工作原理： 活塞向左移动活塞向左移动泵缸容积泵缸容积 泵体压力泵体压力，排出阀门关阀，排出阀门关阀，吸入杆打开，液体吸入；吸入杆打开，液体吸入； 活塞向右移动活塞向右移动泵缸容积泵缸容积泵体压力泵体压力排出阀门打开，排出阀门打开，吸入杆关闭吸入杆关闭，液体排出。液体排出。特点特点： 单动泵由于吸入阀和排出阀单动泵由于吸入阀和排出阀均在活塞一侧，吸液时不能排液，均在活塞一侧，吸液时不能排液，排液时不能吸液，所以泵排液排液时不能吸液，所以泵排液不不连续，不均匀连续，不均匀。优点是。优点是流量小，流量小，压力高压力高。2.2.容积式容积式（回转式）（回转式）齿轮泵齿轮泵工

14、作原理与往复泵相似 在泵吸入口，由于两齿轮分开，空间增大形成低压区而将液体吸入。 被吸入液体在齿轮和泵体之间被分成两路由齿轮推着前进。 在压出口，由于两齿轮互相合拢，空间缩小形成而将液体压出泵。特点：特点：输送粘性较大的液体输送粘性较大的液体工作原理：工作原理：与齿轮泵相似。与齿轮泵相似。结构：结构：由机壳和腰形转子组成。由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。隙很小，无过多泄漏。 改变两转子的旋转方向，则吸改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。入与排出口互换。特点：特点：风量与转速成正比而与出风量与转速成正比而与出口压强无关口压强

15、无关，因此出口阀不可完因此出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安全关闭，流量用旁路调节。应安装装稳压气罐和安全阀稳压气罐和安全阀。 罗茨鼓风机的出口压强一般不罗茨鼓风机的出口压强一般不超过超过 80 kPa（表压）。（表压）。出口压强出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。过高，泄漏量增加，效率降低。 2.2.容积式容积式（回转式）（回转式）罗茨式泵与风机罗茨式泵与风机2.2.容积式容积式（回转式）（回转式）螺杆式泵与风机螺杆式泵与风机结构原理：结构原理： 由缸套，主, 动螺杆组成，泵内形成多个彼此分隔的容腔。转动时，下部容腔体积V V 增大，吸入液体，然后封闭。封闭容腔沿轴向上升，新的吸入容腔

16、又在吸入端形成。一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。特点：特点： 流量和压力均匀，故工作平稳，噪声和振动较少。 吸入性能好（单螺杆泵吸上真空高度可达8.5m水柱） 流量范围大正位移特性正位移特性（容积泵、正位移泵） a）流量与管路特性无关）流量与管路特性无关 b）压头与流量无关，取决于管路需要）压头与流量无关，取决于管路需要 理论上，往复泵压头可按系统需要无限增大。 实际上，受泵体强度及泵原动机限制。),(,rFTVnsAzfq.;往复次数冲程活塞面积泵缸数rFnsAz式中：c c）有自吸能力，不需灌泵；旁路调节，不能封闭启动有自吸能力，不需灌泵；旁路调节，不能封闭启动qVHqVqVT

17、 往复泵特性曲线往复泵特性曲线容积泵的特点：容积泵的特点：3.其他形式其他形式靠高压工作流体经喷嘴后产生的高速射流来引射被吸流体，与之进行动量交换，以使被引射流体的能量增加，从而实现吸排作用。常用的工作流体有水、水蒸气、空气。被引射流体则可以是气体、液体或有流动性的固、液混合物。效率低。结构简单，体积小，价格低。无运动部件，工作可靠，使用寿命长。只有当喷嘴因口径长期使用后，过分磨损导致性能降低，才需更换。吸入性能好，而且抽送液体时的允许吸上真空度也很高。可输送含固体杂质的污浊液体，即使被水浸没也能工作。 CP 型系列喷射泵型系列喷射泵喷射泵喷射泵的构造喷射泵的构造喷射泵的构造图喷射泵的构造图1

18、吸水室吸水室 2喷嘴喷嘴3螺母螺母 4混合管混合管水环式真空泵水环式真空泵叶轮偏心安装，旋转时，液体受到离心力作用，在泵体内壁形成一个旋转的液环，叶轮端面与分配器之间被液体密闭，叶轮在前半转（此时经过吸气孔）旋转过程中密封的空腔容积逐渐扩大，气体由吸气孔吸入；后半转（此时经过排气孔）旋转过程中密封容积逐渐缩小，气体从排气孔排出，完成一个抽气过程。为了保持恒定的水环，在运行过程中必须连续向泵内供水。 水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。 悬片式真空泵悬片式真空泵 容积式容积式（回转式）回转式）泵泵与风机（又称定排量式）与风机（又称定排量式）火力发电厂主要泵和

19、风机作用介绍火力发电厂主要泵和风机作用介绍一次风机：一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。送风机：送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。引风机：引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。炉水循环泵：炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。给水泵：给水泵：将除氧水箱

20、的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。凝结泵：凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。油系统设备：油系统设备：一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、主油泵、交直流主油泵、交直流油泵油泵、冷油器、

21、油净化装置等。、冷油器、油净化装置等。42利用利用离心力离心力的作用增加流体压的作用增加流体压力并使之流动的一种泵。动力力并使之流动的一种泵。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内泵壳内高速旋转高速旋转，泵内水体被，泵内水体被迫迫随随叶轮转动而产生离心力叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体离心力迫使液体自叶轮周边抛自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流出，汇成高速高压水流经泵壳经泵壳排出泵外，排出泵外，叶轮中心处形成叶轮中心处形成低低压压，从而，从而吸入新的水流吸入新的水流，构成，构成不断的不断的水流输送作用水流输送作用。 另外，泵壳内的液体部分动能另外，泵壳内的液体部分动能

22、还转变成静压能。还转变成静压能。叶片式泵与风机基本工作过程叶片式泵与风机基本工作过程单元二单元二 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论43离心泵工作过程离心泵工作过程灌泵、甩出、真空、吸入灌泵、甩出、真空、吸入开泵前，泵内开泵前，泵内灌满灌满要输送的要输送的液体液体。 开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生转产生离心力离心力。液体从叶轮中心被。液体从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高抛向叶轮外周，压力增高，高速流，高速流入泵壳。入泵壳。在蜗形在蜗形泵壳泵壳中由于中由于流道流道的的不断不断扩大扩大，液体的流速减慢，使大部分液体的流速减慢，使大部分动能转动能转

23、化为压力能化为压力能。最后液体以。最后液体以较高的静较高的静压从出口流入排出管压从出口流入排出管。 泵内的液体被抛出后，泵内的液体被抛出后，叶轮的中叶轮的中心形成了真空心形成了真空，在液面压强与泵内，在液面压强与泵内压力的压差作用下，液体便经吸入压力的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。的位置。离心式水泵的工作原理动画离心式水泵的工作原理动画水泵排水系统水泵排水系统： 组成组成 由水泵、电机及电由水泵、电机及电控设备、管控设备、管 路及附路及附件、监测仪表等组成。件、监测仪表等组成。 各部分功用各部分功用逆止阀逆止阀 旁通阀门旁通阀门注水

24、漏斗；注水漏斗；闸板阀（调节闸阀）闸板阀（调节闸阀）图图5-8 水泵排水水泵排水 系系 统统 图图 1滤水器滤水器 290弯头弯头 3异径管异径管 4水泵水泵 5真空表真空表 6压力表压力表 7调节闸阀调节闸阀 8逆止阀逆止阀 9旁通阀门旁通阀门 10吸水井吸水井排水系统各部件的作用带底阀的滤水器带底阀的滤水器1 1装在吸水管的末端，一般应插入吸水井水面装在吸水管的末端，一般应插入吸水井水面0.5m0.5m以下。以下。底底阀阀用来防止水泵启动前灌入泵内和吸水管内的引水或停泵后水漏入井中。用来防止水泵启动前灌入泵内和吸水管内的引水或停泵后水漏入井中。因底阀会增大吸水阻力，一般只用在中、小型水泵中

25、。大型水泵通常不设因底阀会增大吸水阻力，一般只用在中、小型水泵中。大型水泵通常不设底阀，采用底阀，采用射流泵射流泵或或水环式真空泵水环式真空泵进行抽气灌水进行抽气灌水。 过滤网过滤网用来滤去水中的固体颗粒和杂物，以防其阻塞泵内流道或损坏泵用来滤去水中的固体颗粒和杂物，以防其阻塞泵内流道或损坏泵。调节闸阀调节闸阀7 7安装在靠近水泵排水接管下方的排水管路上，安装在靠近水泵排水接管下方的排水管路上，作用是调节水泵的作用是调节水泵的流量和在关闭闸阀的情况下启动水泵，以减小电动机的启动负荷。流量和在关闭闸阀的情况下启动水泵，以减小电动机的启动负荷。一般情一般情况下吸水管路上不装闸阀。但是当泵的吸水管道

26、与其他管道相连，或者处况下吸水管路上不装闸阀。但是当泵的吸水管道与其他管道相连，或者处于正压进水的情况下，吸水管道上可装设闸阀。于正压进水的情况下，吸水管道上可装设闸阀。逆止阀逆止阀8 8安装在调节闸阀安装在调节闸阀7 7的上方，其的上方，其作用是当水泵突然停止运转作用是当水泵突然停止运转( (如突然停如突然停电电) )时，或者在未关闭调节闸阀时，或者在未关闭调节闸阀7 7的情况下停泵时，能自动关闭并切断水流，的情况下停泵时，能自动关闭并切断水流，避免水泵受到水力冲击而遭损坏。避免水泵受到水力冲击而遭损坏。水泵泵体上设有灌水孔和排气孔。灌水孔对应有水泵泵体上设有灌水孔和排气孔。灌水孔对应有灌水

27、漏斗灌水漏斗，其，其作用是在水作用是在水泵初次启动前向泵内灌注引水泵初次启动前向泵内灌注引水；排气孔对应有；排气孔对应有放气栓放气栓，其，其作用是向泵内灌作用是向泵内灌注引水时排除空气。注引水时排除空气。水泵再次启动时，可通过水泵再次启动时，可通过旁通管旁通管向水泵内灌引水向水泵内灌引水。真空表真空表5 5和压力表和压力表6 6的作用是检测水泵吸入口的真空度和水泵排水口的压力。的作用是检测水泵吸入口的真空度和水泵排水口的压力。图图1 1单级悬臂式离心泵单级悬臂式离心泵 1-泵盖；2-泵体；3-叶轮；4-密封环；5-轴套；6-泵轴；7-托架；8-轴承；9-联轴器单级单吸离心泵结构分段式多级给水泵

28、50气缚（气蚀）现象气缚（气蚀）现象离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。为了防止气缚，离心泵的吸水管总比排水管粗1 2个管径等级。离心泵无自吸能力离心泵无自吸能力，为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装上止逆阀。同时在泵体水平最高点还应设置放气阀。离心泵与喷射泵组合，依靠喷射装置,在喷嘴处造成真空实现抽吸。容积式泵都具有自吸能力。流体在封闭的叶轮中所获得的能（静压能）： guugpp2212212图530 水泵汽蚀曲线气蚀现象：气蚀现

29、象：在水泵入口压力最低点处，其压力在水泵入口压力最低点处，其压力值低于该温度下的饱和蒸汽压时，值低于该温度下的饱和蒸汽压时，水就汽化产生气泡，溶解在水中的水就汽化产生气泡，溶解在水中的各种气体也会析出，气泡随水流到各种气体也会析出，气泡随水流到高压区时将突然破裂，使金属表面高压区时将突然破裂，使金属表面不断形成真空和受到水力的冲击，不断形成真空和受到水力的冲击，金属表面将很快疲劳损坏，称其为金属表面将很快疲劳损坏，称其为气蚀现象。气蚀现象。气蚀现象产生机理：气蚀现象产生机理：机械剥落作用和化学腐蚀作用。机械剥落作用和化学腐蚀作用。气蚀现象的危害：气蚀现象的危害：气蚀发生时，周期性的压力升高和水

30、气蚀发生时，周期性的压力升高和水流质点彼此间的撞击以及对泵壳、叶流质点彼此间的撞击以及对泵壳、叶轮的打击，将使水泵产生强烈的噪音轮的打击，将使水泵产生强烈的噪音和振动现象，从而引起水泵的流量、和振动现象，从而引起水泵的流量、扬程和效率的迅速下降，甚至出现吸扬程和效率的迅速下降，甚至出现吸不上水及断流状态。不上水及断流状态。图529 被蚀坏的叶片（二）离心泵与风机的基本方程（二）离心泵与风机的基本方程MM表示叶轮旋转时传递给流体的功率，应该等于流体获表示叶轮旋转时传递给流体的功率，应该等于流体获得的功率得的功率gqgqVTVTH HT T。P= qVT(u2 2u - - u1 1u )则单位重

31、力流体流经叶轮时所获得的能量，即无限多叶则单位重力流体流经叶轮时所获得的能量，即无限多叶片时的理论能头片时的理论能头 HT 为：为： )(g1gu11u22TTuuqPHV（） 按照动量矩定理，按照动量矩定理，动量矩的变化率应等于所有外力对转轴的力矩动量矩的变化率应等于所有外力对转轴的力矩M M,222111(coscos)V TMqvrvr（三）理论扬程的组成gccgguuHT222212222212122 Hp Hp（静压头）（静压头） Hc Hc( (动压头动压头) ) 离心力离心力的作用下叶轮的作用下叶轮旋转所增加的静压头旋转所增加的静压头叶片间叶片间通道面积通道面积逐渐逐渐加大加大使

32、液体的使液体的相对速相对速度减少所增加的静压头度减少所增加的静压头液体液体流经叶轮后所流经叶轮后所增加的动压头增加的动压头（在（在蜗壳中其中一部分蜗壳中其中一部分将转变为静压能）将转变为静压能）HpHp用于克服装置中的用于克服装置中的流阻、液位差流阻、液位差和反压和反压。要求。要求HpHp大于这三者之和。大于这三者之和。HcHc表现为液流表现为液流绝对速度增加绝对速度增加。要求要求HcHc不宜过大，因不宜过大，因HcHc大流阻大大流阻大。由叶轮叶片进、出口速度三角形可知：由叶轮叶片进、出口速度三角形可知： )(21cos222u iiiiiiiiwuuu 有效功率理论功率100NN%100eT

33、m容积损失：容积损失： 由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率容积效率v v表示。理论流量实际流量100QQ%100TeV理论压头实际压头100HH%100Teh机械损失：机械损失：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率机械效率m m表示。流动损失流动损失: : 由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的摩擦阻力、局部阻力和冲击能量损失。水力损失用水力效率水力效率h h表示。（四）损失与效率（四）损失与效率 Pm机械损失

34、功率机械损失功率PV容积损失功率容积损失功率Ph流动损失功率流动损失功率PhqVTHTPqVHTPeqVHPsh泵或风机内部的能量平衡图泵或风机内部的能量平衡图56泵与风机的总效率泵与风机的总效率 由上述分析可知，由上述分析可知，泵与风机的总效率泵与风机的总效率等于等于 容积效率容积效率、机械效率机械效率和和流动效率流动效率三者的三者的乘积乘积。因此，要提高泵与风机的效率就必须在设计、制造及运行等因此，要提高泵与风机的效率就必须在设计、制造及运行等各方面注意各方面注意减少容积损失、机械损失和流动损失减少容积损失、机械损失和流动损失。离心式泵离心式泵与风机的总效率视其容量、型式和结构而异，目前与

35、风机的总效率视其容量、型式和结构而异，目前离心泵离心泵总总效率约在效率约在 0.600.600.90 0.90 的范围，的范围，离心风机离心风机的总效率约在的总效率约在 0.700.700.900.90，高效风机，高效风机可达可达0.900.90以上。以上。轴流泵轴流泵的总效率约为的总效率约为0.700.700.890.89，大型轴流风机，大型轴流风机可达可达0.900.90左右。左右。hmV571.容积损失和容积效率泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，在间隙两侧产生压力差，因而使部分由叶轮获得能量的流体从在间隙两

36、侧产生压力差，因而使部分由叶轮获得能量的流体从高压高压侧通过间隙向低压侧泄漏侧通过间隙向低压侧泄漏，称为，称为容积损失或泄漏损失容积损失或泄漏损失。容积损失主要发生在：容积损失主要发生在：叶轮入口与外壳密封环之间的间隙；平衡轴叶轮入口与外壳密封环之间的间隙；平衡轴向力装置与外壳间的间隙和轴封处的间隙；多级泵的级间间隙处。向力装置与外壳间的间隙和轴封处的间隙；多级泵的级间间隙处。58减小泵容积损失的措施减小泵容积损失的措施为了减小叶轮入口处的容积损失为了减小叶轮入口处的容积损失q1，一般在入口处都装，一般在入口处都装有有密封环（承磨环或口环）密封环（承磨环或口环），如下图所示。，如下图所示。检修

37、中应将检修中应将密封间隙密封间隙严格控制在规定的范围内，密封间隙严格控制在规定的范围内，密封间隙过大过大q1；密封间隙过小；密封间隙过小 机械损失Pm1； 平面式密封环平面式密封环中间带一小室中间带一小室的密封环的密封环曲径式密封环曲径式密封环直角式密封环直角式密封环曲径式密封环曲径式密封环锐角式密封环锐角式密封环曲径式曲径式密封环密封环2.机械损失和机械效率21mmmPPPPPPmm机械损失机械损失主要包括主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失轴端密封与轴承的摩擦损失及叶轮及叶轮前后盖板外表面与流体之间的前后盖板外表面与流体之间的圆盘摩擦损失圆盘摩擦损失两部分。两部分。轴端密封与轴承的摩擦损失轴端

38、密封与轴承的摩擦损失，与轴承、与轴承、轴封的结构形式、填料种类、轴颈的加工工艺以及流轴封的结构形式、填料种类、轴颈的加工工艺以及流体的密度有关体的密度有关，约占轴功率，约占轴功率Psh的的1%3%，大中型泵大中型泵多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦损失就更小。损失就更小。圆盘摩擦损失圆盘摩擦损失 ，是因为叶轮在壳体内是因为叶轮在壳体内的流体中旋转的流体中旋转，叶轮两侧的流体，叶轮两侧的流体，由于受离心力的作由于受离心力的作用，形成用，形成回流运动回流运动，此时，此时流体和旋转的叶轮发生摩擦流体和旋转的叶轮发生摩擦而产生而产生能量损失能量

39、损失，约占轴功率的，约占轴功率的2%10%，是机械损，是机械损失的主要部分。失的主要部分。60合理地压紧填料压盖，对于泵采用合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。机械密封。 对给定能头，对给定能头，增加转速，相应减小增加转速，相应减小叶轮直径叶轮直径。试验表明，试验表明，表面涂漆表面涂漆后，效率可以提高后，效率可以提高2%3%，砂轮磨光砂轮磨光后，后，效率可提高效率可提高2%4%。一般来说，一般来说，风机的盖板和壳腔较泵光滑，风机风机的盖板和壳腔较泵光滑，风机的效率要比水泵高。的效率要比水泵高。适当选取适当选取叶轮和壳体的间隙叶轮和壳体的间隙，可以可以降 低 圆 盘 摩 擦 损 失 ， 一

40、般 取降 低 圆 盘 摩 擦 损 失 ， 一 般 取B/D2=2%5%。减小机械损失的一些措施减小机械损失的一些措施 叶轮叶片方向讨论叶轮叶片方向讨论：当：当HT=const.，前弯式叶轮结构小，重量前弯式叶轮结构小，重量轻，投资少轻，投资少；：若：若流速流速流道扩散度流道扩散度前弯式前弯式叶轮叶轮易发生易发生边界层分离边界层分离，致使，致使局部损失增加局部损失增加，效率较低效率较低；希望希望 Hst克服管路阻力，但前弯式叶轮由于克服管路阻力，但前弯式叶轮由于Hd 较较大大，在，在压压出室再由出室再由Hd 向向Hst 转化时，转化时，所产生的压损所产生的压损较大较大，故，故后向式叶轮后向式叶轮

41、克服管路阻力的能力相对较好克服管路阻力的能力相对较好，故故效率高效率高；：径向式叶轮较好径向式叶轮较好，前向式叶轮较前向式叶轮较差，而后向式居中差，而后向式居中；：当流量：当流量时，时，前向式叶轮前向式叶轮轴功率轴功率，易易发生过载问题发生过载问题。62后弯式叶片的优点后弯式叶片的优点后弯式叶片流动效率高：后弯式叶片流动效率高： 后弯式叶片流体出口绝对速度最小，因此流动损失最小，流动效率高。后弯式叶片流道效率高：后弯式叶片流道效率高： 前弯和径向式叶轮叶道短、断面变化大，其叶道内的流动损失也大于后弯叶轮。后弯式叶片性能稳定：后弯式叶片性能稳定： 轴功率随着流量的增加而增大到最大值之后，几乎不再

42、增加。而前弯式叶片的功率变化与此正好相反，容易产生原动机的超载。 63一些叶片形式和出口安装角的大致范围一些叶片形式和出口安装角的大致范围叶叶 片片 形形 式式出口安装角范围出口安装角范围叶叶 片片 形形 式式出口安装角范围出口安装角范围强后向叶片（水泵型）强后向叶片（水泵型）后向圆弧叶片后向圆弧叶片后向直叶片后向直叶片后向翼型叶片后向翼型叶片20 30 30 60 40 60 40 60 径向出口叶片径向出口叶片径向直叶片径向直叶片前向叶片前向叶片强前向叶片（多翼叶）强前向叶片（多翼叶）90 90 118 150 150 175 为了为了提高泵与风机的效率和降低噪声，提高泵与风机的效率和降低噪声，工程上对工程上对离心式泵离心式泵均采用均采用后弯式叶轮后弯式叶轮； 为了为了提高压头、流量、缩小尺寸，减轻重量，提高压头、流量、缩小尺寸，减轻重量，工程上对工程上对小型通风小型通风机机也可采用也可采用前弯式叶轮前弯式叶轮； 由于由于径向式叶轮防磨、防积垢性能好，径向式叶轮防磨、防积垢性能好，所以，可用做所以，可用做引风机、排引风机、排尘风机尘风机和和耐磨高温风机耐磨高温风机等。等。 叶片出口安装角的选用原则叶片出口安装角的选用原则 叶片出口安装角的选用原则叶片出口安装角的选用原则后弯式叶片流动效率高