《泵与风机》课件-第八章 泵与风机的运行

第八章泵与风机的运行第一节泵和风机的工作点及运行稳定性PART01√工作点√喘振延迟符掌握管道系统特性曲线及泵和风机的工作点，会分析泵和风机的运行稳定性；掌握防止泵和风机不稳定工作措施。目标延迟符一、管路系统特性曲线及工作点泵和风机的工作点及运行稳定性

泵和风机是通过与之连接的管路系统输送流体的，因此，泵和风机的实际运行工况不仅取决于其自身的性能曲线，还取决于管路系统的特性曲线。1.管路系统特性曲线一、管路系统特性曲线及工作点泵和风机的工作点及运行稳定性

一、管路系统特性曲线及工作点延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

管路特性曲线表示：在管路一定的情况下，单位重量的液体流经该管路时，需外界供给的能量，即系统扬程与流量之间的关系。

延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

泵和风机的性能曲线：在一定的转速下，其性能参数扬程或全压、轴功率、效率、汽蚀余量随流量的变化关系曲线。2.工作点延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，它们产生的交点M就是泵在管路中的工作点。稳定工作点延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

当泵处于A点工作时，泵所产生的能量大于管路所需，这时流量增大，直至达到M点，使能量平衡，当泵处于B点时，泵所产生的能量小于管路所需，这时流量减少，直至达到平衡。

当泵的性能曲线与管路特性曲线无交点时，说明这种泵或者风机的性能过高或过低，不能适应整个系统的要求。稳定工作点延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

流体在管路中流动时，都是依靠静压来克服管道阻力，因此风机的工作点由静压性能曲线与管路系统特性曲线的交点M来决定。

图中竖线是动压二、泵和风机工作的不稳定性延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性

具有驼峰形性能曲线的泵和风机会出现两个工作点，M1和M2。1.不稳定工作点

当泵和风机在M2左侧工作时，泵所产生的能量小于管路所需，这时流量就会减小。当泵和风机在M2右侧工作时，泵所产生的能量大于管路所需，这时流量就会增大。这也就是说。一遇到扰动，泵和风机就会离开原来的工作点,不能自动回到原来位置。故M2称为不稳定工作点。延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性试分析M1是否为稳定工作点。

当泵和风机具有驼峰性能曲线，又配有大容量的管路系统时，可能会出现流量、能头的大幅度波动，引起泵或风机及其管路系统的周期性剧烈震动，并伴有强烈的噪声，这种现象称为喘振或飞动现象。延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性2.喘振现象及其预防措施延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性2.喘振现象及其预防措施

当系统需要的流量小于qvk时，关小阀门，管路特性曲线变陡，工作点应移至B点，但管路容量大，管道内压力变化慢，仍为Pk，这时流体开始倒流，由于风机仍在运行，流量又逐渐增大，由D调到E，如果系统需要流量仍然很小，风机会继续上述过程。泵和风机的工作点及运行稳定性123喘振工作流量均不得小于临界流量采取适当的调节方式（调泵和风机性能曲线，动叶安装角、入口导流器）避免使用大容量管路泵或风机及其管路系统的周期性剧烈震动，并伴有强烈的噪声延迟符泵和风机的工作点及运行稳定性工作点判断稳定工作点喘振现象本节小结延迟符第二节泵和风机的联合运行PART02√并联√串联延迟符掌握泵与风机的串并联性能曲线掌握串并联在电厂的应用（前置泵和给水泵）目标延迟符

在生产实际中，往往需要将两台或两台以上的泵或风机联合工作，以增加系统流量或提高能头。泵与风机联合工作可以分为并联和串联两种，联合工作的工况与泵与风机的性能曲线和管路特性曲线有关，工况分析常用图解法。泵和风机并联工作

并联工作可分为两种情况，即相同性能的泵与风机并联和不同性能的泵与风机并联，通常以相同性能的泵与风机并联为多，故现以两台相同性能的泵并联为例来说明并联工作的特点。延迟符并联运行总性能曲线是在单台泵和风机性能曲线扬程相等的条件下将其流量叠加而得到的。曲线Ⅰ、Ⅱ为两台相同性能泵的性能曲线Ⅲ为管路系统特性曲线并联工作时总的性能曲线为Ⅰ+Ⅱ并联运行

并联工作后的总流量大于每台泵单独工作时的流量，但并联工作时每台泵的流量比单独工作时减少了。两台泵并联后的总流量小于两台泵单独工作时流量之和。延迟符

并联后的总扬程比每台泵单独工作时高。这是因为输送的管路仍是原有的，而管路的阻力损失随流量的增加而增大了，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服所增加的阻力损失。延迟符管路系统特性曲线越平坦，并联后的流量就越接近单独运行时的两倍。

延迟符当扩建机组，相应的需求流量增大，而原有的泵和风机仍然可以使用时。一电厂中设置备用泵与风机，以避免泵或风机事故而影响机、炉正常运行时。二为使其在髙效率范围内工作，往往采用两台或数台泵与风机并联工作，用增减泵与风机的运行台数来适应外界负荷变化时。三热力发电厂的凝结水泵、给水泵、循环水泵、送风机、引风机等常采用两台或多台并联运作方式。四并联运行泵和风机串联工作

由一台泵或风机的出口向另一台泵和风机的进口输送液体的工作方式称为串联。在工程实际中，在长距离的供水、排水、输油、输气等管路系统中，通常采用两台及两台以上的泵串联工作方式。延迟符热力发电厂中的水力除灰系统、循环水系统及燃油输送系统等、还有凝结水泵与凝结水升压泵、前置泵与锅炉给水泵均采用串联工作方式。一般风机很少采用串联工作方式，这是因为根据提高输送气体的压头不同，可采用高压离心风机、鼓风机、压缩机等不同型式的风机就能满足要求。特别是热力发电厂输送气体的压头都不大。串联工作串联工作的主要目的是提高系统能头。串联也可分为两种情况，即相同性能的泵串联和不同性能的泵串联。生产实际中，多为不同性能的泵串联，现就以不同性能的泵串联为例来分析串联工作的特点。串联工作串联运行总性能曲线是在单台泵性能曲线在流量相等的条件下将其扬程叠加而得到的。I、II分别为两台不同性能参数的性能曲线Ⅲ为管路系统特性曲线串联工作时的性能曲线为I+II串联工作时的性能曲线与管路系统特性曲线的交点M串联运行

串联工作的总扬程均大于每台泵单独工作时的扬程。串联工作的总扬程小于每台泵单独工作时的扬程之和。延迟符

串联工作后的总流量也大于每台泵单独工作时的流量。这是因为泵串联后，一方面扬程的增加大于管路系统阻力的增加，富裕的能量促使流量增加；另一方面流量的增加又使能量损失增大，抑制了总扬程的升高。延迟符串联工作时，管路系统特性曲线越陡，对串联后的扬程提高就越有利。

延迟符当泵在2管路中工作时，工作点为M2，这时流量和扬程与只用一台Ⅱ泵单独作时的情况一样，此时Ⅰ泵不起作用，在串联中只耗费功率。当泵在3管路中工作时，工作点为M3，这时的扬程和流量反而小于只有Ⅱ泵单独工作时的扬程和流量。这时Ⅰ泵相当于整个装置的节流器，增加了系统阻力，减少了输出流量。因此m2点是一种极限状态，工作点只有在m2左侧时串联工作才是有利的。延迟符串并联的目的并联工作串联工作本节小结延迟符第三节泵和风机的节流调节PART03√原理√特点延迟符掌握泵和风机不同运行工况调节方式的原理、特点目标延迟符

泵和风机运行时，为适应外界负荷变化，人为地改变其输出流量的过程称为工况调节。由于泵和风机的输出流量是由工况点决定的，因此，泵和风机运行工况调节实质上就是改变其工作点。调节原则一

改变管路特性曲线，可以进行出口端节流调节二

改变泵和风机本身性能曲线，可以进行变速调节，入口导流器调节、动叶调节和汽蚀调节三

同时改变管路特性曲线及泵和风机性能曲线，可以进行进口端节流调节

节流调节就是通过改变管路中阀门或挡板的开度，使管路系统特性曲线发生变化来达到调节的目的。节流调节又可分为出口端调节和入口端节流调节。一、节流调节

出口端节流调节又称变阀调节，它是指通过改变泵和风机出口管路上阀门或挡板的开度而进行的工况调节方式。1.出口端节流调节

1.出口端节流调节

1.出口端节流调节节流调节特点：这种调节方式简单、可靠、易行，但不经济。因此，广泛应用于中小型泵。

进口端节流调节又称进口挡板节流，它是利用改变安装在风机进口处挡板的开度来改变输出流量的工况调节方式。这种调节方式不仅改变管路的特性曲线，同时也改变了风机本身的性能曲线。因为风机进口挡板关小后，流体在风机进口处的压强下降或产生预旋，所以使其性能曲线变陡。2.进口端节流调节

2.进口端节流调节节流损失

节流损失

节流损失

比较进口端调节和出口端调节，我们发现进口调节经济性好，但由于进口端节流调节会使泵入口的压强下降，容易引起汽蚀，所以进口端调节一般用在风机上，而水泵不采用。

离心式风机通常采用入口导流器调节。当导流器全开，流量最大，气体无预旋进入叶轮，当转动导流器叶片。流量减小，全压降低，性能曲线变陡，工作点下移。二、入口导流器调节

入口导流器调节结构简单，操作灵活，并可提高风机的运行可靠性，离心式风机常采用这种调节方式。二、入口导流器调节

变速调节是在管路系统特性曲线不变的情况下，通过改变泵和风机转速的方法改变其本身的性能曲线，从而改变工作点和流量。随着转速不断降低，泵和风机的性能曲线向左下方移动。三、变速调节在转速n1下，泵和风机的性能曲线为1，工作点为M1变速调节

变速调节的主要优点是减少节流损失，在很大的变工况范围内保持较高的效率。多用于高参数大容量电厂，如汽动给水泵。

动叶调节是根据负荷变化的指令，利用动叶调节机构改变叶片安装角度，从而达到调节泵与风机输出流量的目的。四、动叶调节轴流泵工作参数与叶片安装角之间的关系图动叶调节

当叶片安装角增大时，性能曲线的流量、扬程、功率都增大，反之减小，因而，启动时可减小叶片安装角以降低启动功率。改变叶片的安装角，效率、流量曲线也有一定的变化，可以在较大流量范围保持较高效率。避免采用阀门调节的节流损失。

五、汽蚀调节

汽蚀调节优点是能自动调节工作流量与外界负荷相适应，不需要设置任何调节装置。

大型电厂，对于设备的安装性能要求高，一般不采用汽蚀调节。

汽蚀调节多用于中小电厂输送饱和水的凝结水泵和疏水泵。延迟符

汽蚀调节使泵在运行时不可避免地发生汽蚀，故叶轮必须采用抗汽蚀材料。节流调节入口导流器调节变速调节动叶调节本节小结延迟符汽蚀调节第三节锅炉给水泵的调节方式PART03√作用√调节方式延迟符掌握给水泵的作用和启停时的调节方式，及这样调节的目的目标延迟符一、锅炉给水泵的作用

锅炉给水泵是把除氧器储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。锅炉给水泵分为电动给水泵和汽动给水泵类型二、电动给水泵调节方式

电动给水泵一般采用液力耦合器来改变给水流量。它是一种利用液体传递扭矩的联轴器，设在电动机与泵之间，电动机的转速不变，改变液力耦合器中工作油的流量，从而改变泵的转速，以达到调节泵输出流量的目的。液力联轴器，利用液体传递扭矩的联轴器，设在电动机与泵和风机之间，电动机转速不变，改变液力耦合器工作油的流量，从而改变泵或风机的转速，以达到调节泵和风机输出流量的目的。液力耦合器1.电动机轴，2.泵轮，3.涡轮，4.勺管，5.旋转内套，6.回油通道，7.泵轴，8.控制油入口，9.调节杆液力耦合器原理泵轮在原动机驱动下旋转，工作油在离心力作用下获得能量，然后从外缘以较高压强和速度流入涡轮，冲动涡轮旋转，从而将原动机的机械能传递给泵和风机。1.电动机轴，2.泵轮，3.涡轮，4.勺管，5.旋转内套，6.回油通道，7.泵轴，8.控制油入口，9.调节杆123电动给水泵小参数、小容量机组空冷机组。空冷机组的空冷凝汽器对环境温度比较敏感，在夏季高温的环境空冷凝汽器换热能力有限，如采用汽动给水泵则增加了凝汽器的负担，影响主机出力和安全。供暖机组。机组供暖负荷经常变化，若采用汽动给水泵容易引起小汽轮机抽汽压力与供暖调整抽汽压力不能协调的冲突。延迟符

随着汽轮发电机组单机容量的不断增大，给水泵耗功不断增加，当单机功率在250~300MW（MW读兆瓦）以上时，单台给水泵耗功需要6MW。采用小汽轮机作为原动机驱动给水泵，不仅可以节约大量的厂用电，而且可扩大给水泵转速的调节范围，避免节流损失，同时采用高转速可减少给水泵的级数，减轻泵的重量和提高水泵效率。三、汽动给水泵调节方式降低给水泵启动电流，避免影响厂用电设备的正常运行。汽动给水泵小汽轮机的工作原理与主汽轮机相同，它是一个变参数、变转速、变功率的原动机。采用小汽轮机驱动的泵，通过改变进入汽轮机蒸汽量来改变泵和风机转速，从而达到调节泵输出流量的目的。汽动给水泵正常运行小汽轮机的运转动力来自主汽轮机的抽汽，而抽汽压强与外界负荷成正比，汽动给水泵的输出流量又正比于其转速，给水泵的输出流量理应自动适应外界负荷的变化，无需调节汽阀控制。

实际上只有在额定工况附近才能保持这种自动调节能力。这是因为小汽轮机和给水泵的效率随机组负荷下降而降低，在机组负荷下降到一定程度时，小汽轮机产生的动力将不能满足给水泵耗功的要求，导致汽动泵转速下降。低负荷时当负荷降低到一定程度，小汽轮机汽源切换至高压汽源。高压汽源通过控制高压调节阀的开度保持小汽轮机动力与给水泵耗功相平衡，以维持必须的转速，

小汽轮机正常汽源为主汽轮机四段抽汽，又称低压汽源，而低负荷时，汽源为新蒸汽或高压缸排汽，又称高压汽源。

在机组升、降负荷的过程中，高、低压汽源要进行切换，目前广泛采用的切换方式为新蒸汽内切换。这种切换方式在小汽轮机设置了两个独立的蒸汽室，并各自配置有相应的主蒸汽阀和调节阀，他们分别与高压汽源和低压汽源相连。新蒸汽内切换

机组正常运行时，低压汽源供汽，当负荷下降到一定程度时，高压调节汽阀开启，将一部分蒸汽送入小汽轮机。此时低压汽阀全开，高压和低压两种蒸汽分别进入各自的喷嘴组膨胀，在调节级后混合。新蒸汽内切换

随着机组负荷继续下降，抽汽压强进一步下降，而调节级后蒸汽压强随新蒸汽量增加而提高，使低压喷嘴组前后压差减少，低压蒸汽量逐渐减少，直至低压蒸汽不再进入小汽轮机，全部切换到高压汽源供汽。新蒸汽内切换

此时低压调节汽阀仍全开，装在低压蒸汽管道上的止回阀自动关闭，以防止高压蒸汽倒流。这时，小汽轮机汽源由抽汽切换为新蒸汽，给水泵的转速完全由高压调节汽阀控制调节。新蒸汽内切换作用电动给水泵汽动给水泵汽源切换本节小结延迟符第四节泵与风机的运行及维护PART03√运行√维护延迟符启停操作，正常运行维护事故处理目标延迟符工作场地检查检查场地清洁，无杂物，无安全隐患电源及用电设备检查电气线路完好，各种联动、控制开关按钮正常，电动机转动方向正确泵设备检查无松动，无卡涩，转动灵活轴封系统检查轴封部件完好，检查密封冷却水、冷油器冷却水进出口阀门正常。仪表轴承、润滑油表计完好，指示正确，轴承冷却水畅通，润滑油油质良好，油位正常。调节机构检查电动给水泵检查调速机构，汽动给水泵检查小汽轮机1.启动前准备延迟符一、泵的运行充水充水放汽，否则吸入口难以达到足够的真空，打不出水。暖泵暖泵控制温升率，防止热应力过大，导致泵体变形关闭出口阀门离心泵应关闭出口阀门，降低启动电流。最小流量再循环管开启最小流量再循环管，防止水泵汽蚀延迟符2.启动前操作电动泵启动后，注意观察和记录电流值，转速，出口压力等参数；达到额定转速后，检查动静部分有无摩擦、振动、异声，油压、油温轴承温度及轴向位移有无异常，泵空载时间不宜过长，2-3min为限；逐渐开启泵的出口阀门，或开大动叶安装角，增加流量，逐渐关闭最小流量；汽动泵启动，应先完成小汽轮机启动（盘车、送轴封汽、抽真空、暖管、冲转、暖机、过临界转速、升速等），升负荷过程中，还要切换汽源；投入连锁及保护3.启动建立仪表读数定期记录的制度，对各设备进行检查并加以记录，以便与以后记录作比较抓住最早的时机修理任何缺陷或更新的零件，运行特别注意轴承温度，振动、仪表参数。4.正常运行维护断开连锁开关，开启再循环阀门，关闭出口阀，启动辅助油泵，按停止按钮；记录惰走时间，时间过短，查明原因；对于汽动泵还要投入小汽轮机盘车装置；连锁备用时，进口阀开启，出口阀关闭，投入辅助油泵和润滑油系统，密封冷却调整为备用；泵检修和长期停用，应切断电源和水源，放尽余水，并挂牌，做好安全措施。5.停机汽蚀--变工况滑压运行除氧器内的压力、水温，以及给水泵人口水温的变化是不一致的从而引起除氧器除氧效果变坏和给水泵汽蚀问题暖泵--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，就可能造成动静部分的严重磨损，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。运行注意事项转子质量不平衡引起的振动特征：振幅不随机组负荷大小及吸水压头的高低而变化，而是与该泵与风机转速的高低有关，振动频率和转速一致。转子中心不正引起的振动特征——频率和转速成倍数关系，振幅随泵与风机轴与电动机轴的偏心距大小而变。如果在运行中半速涡动（轴颈中心的涡动频率约等于转子转速的一半）的频率恰好等于转子的临界转速，则半速涡动的振幅因共振而急剧增大。这时转子除半速涡动外，还发生忽大忽小的频发性瞬时抖动，这种现象就是油膜振荡。常见事故汽蚀引起振动-当泵人口压力低于相应水温的汽化压力时，泵则发生汽蚀。一旦汽蚀发生，泵就产生激烈的振动，并伴随有噪声。尤其对高速大容量给水泵的汽蚀振动问题，在设计和运行中应给予足够重视。失速引起振动-当气流顺着机翼叶片流动时，当气流与叶片进口形成正冲角达到某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，如超过临界值时，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，出现失速现象，使叶道产生阻塞现象，流体的能头则大大降低。喘振引起振动-水力冲击引起振动当给水由叶轮叶片外端经过导叶，或蜗舌时，要产生水力冲击，形成一定频率的周期性压力脉动，它传给泵体，往往管路和基础的振率引起共振。若各级动叶和导叶组装的进出水在同一方位，水力冲击将叠加起来引起振动。防止措施是适当增加叶轮外径与导叶或蜗舌之间的间隙，或交叉改变流道进出水方位，以缓和冲击或减小振幅。123喘振工作流量均不得小于临界流量采取适当的调节方式（调泵和风机性能曲线，动叶安装角、入口导流器）避免使用大容量管路泵或风机及其管路系统的周期性剧烈震动，并伴有强烈的噪声延迟符工作点判断稳定工作点喘振现象您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴本节小结延迟符3333333333333谢谢观看情况情况这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明这里输入简要文字说明您的文字实际：555万您的文字您的文字您的文字您的文字您的文字您的文字VS延迟符123问题点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……。点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……。点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……。点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……延迟符点击输入标题文本点击输入标题文本点击输入标题文本点击输入标题文本点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容。点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……延迟符输入内容输入内容点击添加描述总结

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