技师培训教材--泵与风机(泵与风机的选型)

1、THERMAL POWER PLANT OF YI ZHENG CHEMICAL FIRBLE CO.,LTD6 热力发电厂常用的泵与风机 6.1 电厂常用的泵6.2 电厂常用的风机6.1 电厂常用的泵 锅炉给水泵 液力耦合器 前置泵 凝结水泵 循环水泵 强制循环泵 灰渣泵锅炉给水泵汽动给水泵组设备相对位置示意图电动给水泵组设备相对位置示意图大容量锅炉给水泵工作特点 容量大(驱动功率大)。 转速高。 压力高。 水温高。给水泵驱动方式 从驱动方式看：给水泵的主要任务是提高给水压力。 加大叶轮外径D2圆盘摩擦损失急剧增加，效率急剧下降； 增加级数轴需加长，零件增加，泵经济性及安全性都受到影响； 提

2、高转速最经济有效的一种方法。 泵组通过变速调节改变给水流量和压力，以适应单元机组启停、负荷变化等的需要，提高机组变工况运行的经济性和安全可靠性。给水泵的结构型式 水平中开式多级离心泵 分段式多级离心泵 圆筒型双壳体多级离心泵水平中开式多级离心泵结构特点 泵体(泵壳)作成沿轴中心线水平中开，分成上下两部分，吸入管和排出管与下泵体(泵座)整体浇铸，为消除轴向力，叶轮采用对称排列的方式。优点 拆卸装配方便，只需将上泵体(泵盖)吊开，即可取出或装入整个转子。缺点 体积大，泵体流道复杂，对铸造加工技术要求高，造价高，仅适用于低压、小容量机组的给水泵。分段式多级离心泵 结构特点 单壳体，将几个相同的叶轮串

3、联在同一根轴上，每级叶轮均有中段将水引入下一级，中段两侧有吸入段和吐出段，用几根长头双螺栓把中段吸入及吐出段联接成一个整体。 优点 泵体由圆形中段组成，容易制造并可互换，造价低。圆筒型双壳体多级离心泵（一） 结构特点 泵体是双层套壳，外筒体为铸钢或锻钢圆筒。 内壳体与转子(叶轮与轴组成转子)组成一个完整的组合体，称为芯包，套装在圆筒型外壳内。 高压侧有圆形端盖，与外壳用螺栓连接。圆筒型双壳体多级离心泵（二） 优点 内外壳体之间充满由泵末级叶轮引入的高压水，高压水在两层壳体间流动，使壳体上下受热均匀。即使受到剧烈热冲击(负荷变化，给水温度、压力突然变化)也能保证泵的同心度。 检修时不必拆除进出口

4、管路，也不必拆除与基础相连接的外筒体。只要打开端盖，整个芯包即可从高压端整体抽出进行检修，或将备用芯包放入外筒体，即可在较短时间内投入运行。因此，拆卸装配十分方便、快捷。 运行时高度安全可靠，效率高。液力耦合器 一种利用液体传递转矩的变速装置，设在电动机与给水泵之间。 电动机转速不变，用改变藕合器的转矩，来达到改变给水泵转速的目的。 主要优点 在泵轮与涡轮间没有任何机械连系，全靠液力传动，故工作平稳。 可进行无级调速液力耦合器的结构 主要部件有泵轮、涡轮及装在泵轮上的旋转内套组成。 泵轮与涡轮均具有较多的径向叶片，为避免发生共振，一般涡轮的叶片数较泵轮少14片。 泵轮与主动轴联接，泵轮转速是由

5、电动机经升速齿轮增速后保持某一恒定值。 涡轮与从动轴联接，它由泵轮出门的工作油油压来冲动涡轮旋转，从而驱动从动轴带动水泵转动。液力耦合器工作原理 在泵轮与涡轮所组成的圆形空间，注入液体(工作油)，当泵轮旋转时，带动空腔中的液体旋转，形成一个循环流动油环。 在离心力的作用下，使流体获得能量，从内缘流向外缘（泵轮出口），然后以一定的压力和速度流入涡轮，从外缘流入内缘，冲动涡轮旋转，在涡轮中几作液体释放能量，带动从动轴旋转。 做功以后的工作油从涡轮流出又进入泵轮，重新获得能量，如此周而复始，在泵轮获得能量在涡轮中释放能量，从而形成液力祸合器的连续工作过程，实现了无级变速的目的。液力耦合器的效率 工作

6、油在涡轮及泵轮中流动时，因有各种损失，要产生滑差，即泵轮的转速恒大于涡轮的转速。泵轮的出口油压才能大于涡轮入口的油压，以建立工作油的循环圆，从而传递转矩。 传动比i越大，则液力藕合器的传动效率也越高。液力耦合器调速特性 分析结果表明:可以用改变工作油的油量来实现涡轮转速的调节。 通过工作油泵和进油调节阀调节工作油的进油量， 通过控制勺形管的径向位置来调节工作油的出油量。前置泵 大容量、高参数机组为防止给水泵发生汽蚀，在给水泵入口前均设置前置泵，作用是提高给水泵入口压力。 给水泵输送的是除氧器巾的饱和液体，水箱液面处于汽化状态，为使给水泵进口压力大于所输送水温下的饱和蒸汽压力，要求有足够的倒灌高

7、度，克服进水管路所产生的阻力损失以及泵内液体的压力降，即必须汽蚀余量。安装前置泵的必要性 当转速提高后，必须汽蚀余量则成平方关系增加，要求的倒灌高度也大大增加。 加装前置泵可以大大降低倒灌高度，而增加泵入口压力，使其远大于给水泵水温下的饱和蒸汽压力，从而可防止汽蚀的发生，保证了高速给水泵的安全运行。前置泵的结构型式(一)前置泵的结构型式(二)凝结水泵 凝结水泵的作用是抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 从高度真空的凝汽器中抽取饱和状态的凝结水，故容易吸入空气和产生汽蚀。 要求凝结水泵具有较好的轴端密封、以防止空气漏入泵中，并要求具有较高的抗汽蚀性能。 凝结水泵的转速不宜过

8、高，一般在9801450rpm之间，且第一级叶轮往往作成双吸式或在首级叶轮前加装诱导轮。凝结水泵的结构型式循环水泵 循环水泵的作用是向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水，其工作特点是冷却水量大，压力低，故要求循环水泵具有大流量，低扬程的特性，属高比转数泵。离心式循环泵轴流式循环泵 主要优点 效率高，汽蚀性能好。 运行叮靠。 安装维护方便。 振动噪声小。 结构特点 单级立式结构，装有叶片安装角的调节机构 半调节式是在工况发生变化时，需拆下叶轮，调节叶片安装角度。 全调节式是在停机或不停机的情况下，通过叶片调节机构来改变叶片的安装角，以满足流量和扬程的要求。斜流式循环泵 SEA型泵

9、结构特点 抽芯式：将泵顶部泵盖拆开后，抽芯部分(包括轴、叶轮、导叶等)均可被抽出，而与出口管路相联的整个泵外筒体固定不动:因此拆卸装配十分方便、快捷。 非抽芯式：泵转子部件与固定部件组成一个整体，检修时需将整个泵拆除。 主要优点 体积小，重量轻，机组占地面积小，启动前不需灌水。 效率高，泵效率可达83%一90%左右。 汽蚀性能好。 安全可靠，使用寿命长。斜流式循环泵结构强制循环泵 强制循环泵是用于强制循环汽包锅炉的泵。 作用是保证高温高压的锅炉水进行强制循环。 因汽包锅炉随工作压力的提高，介质密度差减小，其自然循环的动力也随之减小，在超高压以上的汽包锅炉自然循环较难建立。强制循环泵就成为亚临界

10、汽包锅炉水循环的主要动力源。灰渣泵 灰渣泵的作用是将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 灰渣水中的大块灰渣必须经碎渣机破碎至25mm以下。 灰渣泵输送的是灰渣与水的混合物，泵的过流部件磨损很大，为防止过流部件迅速磨损，在泵体的内壁上装有护套及前护板。它们和叶轮均采用锰钢制造，泵轴则用优质的碳钢制造。 灰渣泵由于要经常停泵检修或更换磨损部件，所以必须装设备用泵。灰渣泵的结构型式6.2 电厂常用的风机 送风机 引风机 一次风机 烟气再循环风机 脱硫增压风机送风机 送风机的作用是向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。 所输送的空气温度与室温相同，只要能保证供给炉膛所需要的空气量及克服送风

11、管道系统的阻力即可，要求流量较大，压力不高。 空气中几乎没有燃料的飞灰，在结构上没有特殊要求，与一般用途的通风机相同。离心送风机结构型式轴流式风机结构型式双级轴流式送风机动叶可调式风机进口导叶调节的离心式风机曲线引风机 作用是把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。 烟气是有害气体，温度较高，所以引风机的轴承要保持良好的冷却，防止热量传至电机和轴承，在轴承箱内装有水冷却装置。 引风机应有良好的密封性，以免烟气外泄。 烟气中含有飞灰，为防止引风机磨损，叶片和机壳的钢板均需加厚，且采用耐磨材料，以延长使用寿命。引风机结构型式一次风机 在大容量机组，如锅炉所采用的正压直吹式制粉系统中，一次

12、风分为两路。 一路经空气预热器加热后送往磨煤机，起干燥煤粉的作用； 另一路冷一次风送往磨煤机入口与热风混合，来调节磨煤机内风粉混合的温度，防止细粉爆炸，同时又保证煤干燥适当。烟气再循环风机 作用：将锅炉省煤器出口的低温烟气抽出，然后送入炉膛，以调节过热蒸汽的温度。 烟气再循环风机输送的烟气温度很高，通常在300以，而且含有大量烟灰，因此要求它能耐高温、耐腐蚀、耐磨损，而且结构上易于维修和更换。 烟气再循环风机外壳内壁都装有耐磨的锰钢衬板。叶轮也用耐高温、高强度的钢板或不锈钢制成。 叶片型式除考虑效率外，还必须考虑不易积灰，防止风机振动，故一般采用径向式叶片。烟气再循环风机结构脱硫增压风机 脱硫

13、装置的阻力较大，除用引风机克服烟风系统阻力外，还需要装设脱硫增压风机来克服脱硫装置的阻力。 锅炉烟风系统独立的布置 在脱硫系统中的增压风机或其他设备发生故障需要短期维修时，可以暂时用旁路排烟，不会影响引风机的效率，也不必整体停炉，增加了设备的可靠性。 脱硫装置中不装脱硫增压风机 只有引风机，引风机要同时克服锅炉烟风系统和脱硫装置的阻力，需要提高引风机的全压。引风机与脱硫增压风机配置7 泵与风机的选型 7.1 泵的选型 7.2 风机的选型选型原则 运行经济、稳定。 结构简单、体积小、质量轻的泵或风机。 运行时安全可靠，抗汽蚀性能好。 对于有特殊要求的泵或风机，除以上要求外，还应尽可能地满足以下要

14、求，如安装地理位置受限制时应考虑体积要小，进出口管路要能配合等。 风机噪声要低。 采用的流量、扬程(风压)裕量满足火力发电厂设计技术规程DL5000-2000的规定。7.1 泵的选型 选型条件(一)输送介质的物理化学性能 输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时需要考虑的重要因素。 介质的物理化学性能包括：介质名称、介质特性(如腐蚀性、磨蚀性、毒性等)、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力等。选型条件(一) 选型参数(1) 流量qV：是指泵单位时间输送的介质量，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。 选泵时，要求额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的1.05

15、1.10倍。 扬程H：一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.101.15倍。 进口压力P1和出口压力P2：进、出日压力指泵进出接管法兰处的压力，力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。选型条件(三) 选型参数（2） 温度t：指泵的进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常最高温度。 装置汽蚀余量。 操作状态。分连续操作和间歇操作两种。 现场条件 现场条件包括：泵的安装位置，环境温度，相湿度，大气压力，大气腐蚀状况及危险区域的划分等级等条件。泵类型的选择 泵的类型应根据装置的工艺参数、输送介质的物理和化学性质、操作周期和泵结构特性等因素合理选择。 离心泵具有结构简单，输液无脉动，流量调节

16、简单等优点，因此除特定情况外，应尽可能选用离心泵。不选离心式泵的特定情况（一） 有计量要求时，选用计量泵。 扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。 扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和斜流泵。不选离心式泵的特定情况（二） 介质黏度较大(大于6501000mm2/s)时，可考虑选用转子泵，如螺杆泵，或往复泵;砧度特别大时，可选用特殊设计的高勃度螺杆泵和高豁度往复泵。 介质含气量5%,流量较小且粘度37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。如允许流量有脉动，可选用往复泵。 对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵

17、、自吸式旋涡泵、容积式泵等。泵的系列选择 泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵，如IS型清水泵，Y油泵，ZA型化工流程泵等。 当泵的类型确定后，就可以根据工艺参数和介质特性来选择泵的系列和材料。泵型号的确定(一) 额定流量和扬程的确定 额定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，常取正常流量的1.051.10倍。 额定扬程一般取装置所需扬程的1.051.1倍。 对粘度度大于20mm2/s，或含固体颗粒的介质，需换算成输送清水时的额定流量和扬程，再进行以下工作。 查系列型谱图 按额定流量和扬程查出初步选择的泵型号，可能为1种，也可能为2种以上。泵型号的确定(二) 校核 按性能曲线校核

18、泵的额定工作点是否落在泵的高效工作区内； 校核泵的装置汽蚀余量是否符合要求。不能满足时，应采取有效措施加以实现。 符合上述条件者有2种以上规格时，要选择综合指标高者为最终选定的泵型号。具体可比较以下参数：效率(泵效率高者为优)、重量(泵重量轻者为优)和价格(泵价格低者为优)。原动机功率的确定 泵的轴功率P计算按额定流量以及额定扬程参考第二章计算。 原动机的配用功率PggmPPK采用综合性能曲线图选择水泵 水泵综合性能图是将同一系列、不同型号的所有泵的性能曲线的合理的工作范围（四边形）表示在一个图上。这个四边形是以叶轮切割与不切割的qvH曲线和与设计点效率相差不大于7的等效率曲线所组成。利用水泵综合性能图选择水泵的步骤(一) 求计算流量qv和计算扬程H； 选定设备的转速n，算出比转数ns； 根据ns的大小，决定所选水泵的类型（包括水泵的台数和级数）； 根据所选的类型，在该型的水泵综合性能图上选取最合适的型号，确定转速、功率、效率和工作范围；利用水泵综合性能图选择水泵的步骤(二) 从水泵样本中查出该台泵的性能曲线，根据泵在系统中的运行方式（单台、并联或串联运行），绘出运行方式的工况曲线； 根据泵的管路特性曲线和运行方式的工况曲