辅机5泵运行.ppt

1、2020/8/6，1，第5章泵和风扇的运转和调节是在泵和风扇安装在一定的配管系统上工作时。 实际的工作状况不仅取决于泵和鼓风机自身的特性曲线，还取决于配管系统整体的特性曲线。 5.1管路特性曲线，泵装置是指泵、泵附件、吸入管路和挤压管路以及吸入池和挤压池的总称。 所谓泵的附件，是安装在泵和管路上的真空订正、流量订正、压力订正、过滤器底阀、修理阀、调节阀等。 所谓管路特性曲线，是指通过管路的流量和根据需要消耗的能量头的关系曲线，即泵装置的总阻力特性。 泵装置的总电阻为：2020/8/6、2、5.1管路特性曲线、装置的总电阻，其中Hz为挤出容器与吸入容器的几何台阶，p和p为挤出容器与吸入容器内的静

2、压，按此顺序单击。 因此，管路特性曲线如图5-43所示。2020/8/6、3、5.2将泵和风扇运转时的工作点、工作点、管路特性曲线和泵或风扇特性曲线绘制在同一图表上(图5-44 )。 中的组合图层性质变更选项。 两条曲线的交点m是泵或风扇在配管内的工作点。 这一点的泵和风扇的压头(风压)与管路装置应克服的阻力相等，取得能量平衡，动作稳定。 泵或风扇不在m点工作，在a点工作，则泵或风扇产生的压头(或全压)为HA，由图5-44可知，以流量qv、a通过管路装置需克服的阻力为HA，HAHA由于流体的压头丰富而使流体加速泵和风扇在b点动作时，产生的压头(或全压)不足，流体减速，流量从qv，b减少到qv，

3、m。 由此可知，只有动作点m可取得能量平衡，是稳定的动作点。 如果没有泵或风扇的性能曲线与管路特性曲线的交点，这种泵或风扇的性能过高或过低，无法满足整个管路系统的要求，在该系统中不能使用。2020/8/6,4、4、4、不稳定的工作空间、部分低比转速泵或风扇的特性曲线为驼峰型，可能与管路特性曲线在2点相交(图5-45 )。 k是性能曲线的最高点。 如果泵或鼓风机在k点的右侧动作，在m点动作，则运转稳定，泵或风扇在k点的左侧动作，在a点动作，则动作不稳定，稍有干扰，则动作点移动。 如果工作点向a点的右侧偏移，则泵和风扇产生的静压头比在管路系统中应克服的阻力大，此时流速变大，流量增加，如果工作点继续

4、向右移动到m点，工作点向a点的左侧偏移，则泵和风扇产生的静压头在管路系统中应克服的阻力因此，泵和风扇在a点动作时，如果有干扰，则向左或向右移动，在a点不能稳定动作，所以将a点称为不稳定动作点。 实际工作时，泵和鼓风机应避免在不稳定的工作空间内工作。2020/8/6、5、5.3泵或风扇的共同运转，实际运转中，1台泵(或风扇)不能满足流量或压头的要求时，可在管路中并联或串联使用2台以上的泵(或风扇)，使用大流量或高压头(或5.3.1泵或风扇的串联运转、多台串联运转的泵或风扇的流量相等(图5-47 )。 串联运转泵或风扇的特性曲线FA可以从单机特性曲线F1D1和F2D2在流量相同的条件下重叠压头(扬

5、程)而得到，FA与管路特性曲线CA的交点a成为串联运转的动作点。 通过a点的垂线与单机性能曲线F1D1、F2D2的交点D1、D2是泵或鼓风机串联运转时单机动作的点。 串联运行的特点是流量相等，加了压头。 注意： (1)串联时的总压头比各泵单独运转时的压头之和小，同时比各泵单独运转时的压头大；(2)串联运转后的流量比任一泵单独运转时的流量高。单级泵的串联运转少，多级离心泵的串联运转多。 鼓风机串联运转的情况也很少。2020/8/6、6、5.3.2泵或风扇的并联运行、并联泵或风扇的出口头相同(图5-46 )。 泵或风扇的并联运转性能曲线如图5-46曲线GA所示，并联运转的几个泵或风扇的单机性能曲线

6、中，压头相加同一对应点的流量可以得到。 GA和管路特性曲线CE的交点a是并列运转的动作点。 a点的流量qv、a、压头HA表示管路系统的流量和压头(扬程)。通过a点的水平线、水平线与单机性能曲线F1A1、F2A2的交点D1、D2表示单机的压头(扬程) HA和流量qv、D1、qv、D2。 并联运行的特点是压头相等，流量相加。 注意： (1)并联运转时的总流量比各泵或鼓风机单独运转时的流量之和小，同时比各泵或鼓风机单独运转时的流量大；(2)并联运转后的扬程比每台泵或每台风机单独运转时的扬程高；(3)多台泵或风机并联运转并联单元中任一单机的最高运行压力(图5-46中为1号泵或风扇的最高压子HF1)不得

7、超过。 如果不那样做，就会发生逆流现象。 (4)泵和风扇原来的管路特性曲线越平坦，并联的流量越接近单体运转时的流量之和，动作越有利。 管路特性曲线在某种程度上陡峭时不能并列运行。2020/8/6,7、7、7、泵或风机联合运行的特点；(1)一般来说，联合运行比单机运行效果差，运行状况复杂，调节困难。 (2)联合运转台数最好不要超过2台，另外同样性能的泵或鼓风机2台联合运转最有效。2020/8/6、8、5.4泵和风扇的工况调整，泵和风扇在实际运行时，要求根据外部负荷的变化改变其工况，工况的变更称为调整。 案例的调整表现为流量的调整，流量的大小取决于案例点的位置。 如前所述，泵或风扇在系统中运转的运

8、转点是泵或风扇特性与管路特性的交点，改变运转点可以设法使泵或风扇特性与装置特性的交点移动。 5.4.1节流调节、节流调节实际上是阀调节。 该方法的目的是利用开放或关闭小阀的开度，通过改变泵装置管路的阻力系数k，改变管路特性，来调节流量。 光圈调节方法简单可靠，但功耗增加。 (1)出口端节流阀关闭时，阻力系数增大，动作点向左移动。 (2)入口节流孔的调节通过安装在入口管上的调节阀进行。 这种调整方法只能用于风扇，不能用于泵。 由于进口压力下降，容易引起汽蚀。 因为这个调节是调节阀的开度变化气体的密度也变化，所以在管路特性线变化的同时，风扇的p-qv曲线也变化。 入口节流调整的调整效率优于出口节流

9、调整。 2020/8/6、9、5.4.2入口导向器调节、入口导向器由可旋转的导向叶片组成，改变导向叶片的开度可在叶轮入口引起气流的强制预旋转。 在导向器全开时形成预旋转，c1u=0，风压最大，改变导向叶片的角度关闭的话，在叶轮前面形成正预旋转，减少风压和流量。 导向叶片角度的变化越大，预旋转越强，流量越小。 与不同的导向叶片开度对应，存在对应的pqv曲线，导向叶片越小，pqv曲线越陡峭，能够改善驼峰特性。 由于导向叶片的节流损失比调节阀小，所以调节效率比入口节流阀调节好。 入口导流器通常用于离心风扇，在部分离心泵和混流泵中很少采用。 5.4.3转速调节，由比例规律可知，转速调节改变了泵和风扇自

10、身的性能曲线，管路特性曲线不变，但工作点可以移动。 由于转速调节时调节阀总是全开，节流损失小，经济性高。但是，由于对变速装置和变速原动机的投资高，一般不怎么采用中小型泵和风扇。 转速调整方法： (1)恒速马达加液力耦合器驱动(2)汽轮机的驱动(3)2速马达的驱动(4)直流马达驱动(不太被采用) 。 2020/8/6、10、5.4.4汽蚀调节、汽蚀调节法常被冷凝水泵采用，其原理是不改变管路特性曲线，利用汽蚀对p-qv曲线的影响改变p-qv曲线。 冷凝水泵汽蚀调节时，泵出口调节阀全开。 汽轮机负荷减少时，热水水位下降，逆流高度(-Hg )减少，泵发生汽蚀，流量减少。 因此，可以自动平衡凝结水量的变

11、化和凝结泵的流量变化。 由于调整汽蚀时泵内会产生一定程度的汽蚀，所以冷凝泵本身要求有较高的耐汽蚀性，采用的是耐汽蚀材料。 目前，汽蚀调节法已被中小型机组采用。 5.5泵和鼓风机的启动运转，前暖泵的启动离心式泵和风扇关闭管路阀启动，轴流泵和风扇开阀启动的最小流量问题再利用。 5.6泵的性能试验，泵的性能试验为了确定扬程、轴力、效率与流量的关系，最后画出额定转速下的扬程与流量的关系曲线，功率与流量的关系曲线及效率与流量的关系曲线。 需要测量和校正计算的残奥表有(1)流量(2)扬程(3)旋转速度(4)轴向力(5)效率。2020/8/6、11、5.5压缩机的喘振问题、5.5.1旋转失速和喘振问题，在前

12、面的研究中指出，如果在一定转速下流量有所减少，则压力机会失速进入不稳定的工作空间。 失速使气流从叶面分离，叶片通路变小，流量受到限制，效率显着降低。 实验证明，在压缩机叶栅出现的脱速区域并不是静止的，而是以低转速向与压缩机相同的方向旋转。 因此，将该失速现象称为旋转失速。 发生旋转失速时，叶片受到周期性交替的空气力，由此叶片的材料疲劳。 旋转失速作用力的频率接近叶片的自激振荡频率时，在叶片上产生大的动应力，叶片破损。 旋转失速的进展会引起压缩机喘振。 喘振时，压缩机的出口压力、流量等残奥节表大幅变动，伴随着强烈的机械振动，产生特有的噪音。 因此，压缩机允许在喘振状态下工作。 旋转失速引起气流的

13、周向脉动，喘鸣使气流产生轴向低频高幅振动。 在通常的情况下，压缩机在轴向具有正的压力梯度，如果流量减少，叶片背气流严重失速，则会堵塞压缩机的通路，下游的高压气体逆流，可能失去正的压力梯度。 此时，空气流通过叶片向正方向流动，但由于流量过小，失速区域迅速扩大，发生堵塞，下游气体再次逆流。 这样重复的话，就会形成气流激烈的轴向振动，这就是喘鸣。 冲击波的频率通常是从1赫兹到10几赫兹。 在多级压缩机中，并非所有级都会同时发生旋转失速，但如果1级或数级发生旋转失速，则有可能发生喘振。 根据分析，在压缩机的工作转速小于设定修正值的情况下，压缩机首先在前级发生旋转失速，另一方面，在工作转速大于设定修正值

14、时，压缩机首先在最后几级发生旋转失速。 2020/8/6、12、5.5.2防止浪涌的方法、压缩机成为不稳定的浪涌动作状态，是从设定修正箱脱离后形成过大的正、负的冲孔角，压缩机失速或堵塞的结果。 因此，浪涌对策的指导思想是减小非设定修正情况时的冲角变化，避免旋转失速。 作为防止喘鸣的方法，通常有排气、旋转导向叶片、分轴压缩机等。 (1)排气是从压缩机流通部的一个或n段后抽出一部分空气，放入大气中，或者送到压缩机入口。当压缩机工作点进入不稳定的边界时，排气系统打开，此时排气口前后的流量不同，其上游各段的空气流量相对增加，下游的流量少(多个排气口的情况)或成为供气流量，调节了排气口前后各段的冲角的变

15、化。 转速低于设定修正值时，前段正的冲转角过大失速，后段负的冲转角过大闭塞，通过排气，这些冲转角的变化变小，低速下的前后段的匹配得到改善，压缩机动作的稳定性提高，防止冲击。 (2)旋转引导叶片对于旋转引导叶片在4.2中进行了叙述，需要减小冲孔角时向叶轮旋转方向旋转，需要增大冲孔角时向相反方向旋转。 例如低旋转时在前段出现过大的正突角，如果将导向叶片向叶轮旋转方向旋转，则动叶片列口的绝对速度流入角变小，正突角变小。 另外，若叶栅的流入角变化，则流出角的变化一般不大，因此，若转动导叶，则动叶栅的扭转速度减少，即，该段的消耗电力和压子减少，特性线上的等速线向低压比、小流量移动，压缩机的稳定工作范围扩大，压力比在45以下压力比大