1、1,5 泵與風(fēng)機的運行 5.1 管路特性曲線及工作點 5.2 泵與風(fēng)機的聯(lián)合工作 5.3 運行工況的調(diào)節(jié) 5.4 泵與風(fēng)機運行中的主要問題,周大慶 動力系,泵與風(fēng)機,2,5 泵與風(fēng)機的運行 5.1 管路特性曲線及工作點 5.2 泵與風(fēng)機的聯(lián)合工作 5.3 運行工況的調(diào)節(jié) 5.4 泵與風(fēng)機運行中的主要問題,3,泵管路系統(tǒng)裝置,4,連續(xù)性方程,the equality of mass discharges,The equality of volumetric discharges,5,17世紀初，英國年輕科學(xué)家哈維（W.Harvey）運用伽利略倡導(dǎo)的定量研究原則，測量出人的心臟每小時泵出約540磅

2、（245Kg）的血，相當于人體重的兩倍多，這么多血來自何方流向何方呢？哈維通過實驗和邏輯思維否定了統(tǒng)治人類1400多年的陳舊觀念，大膽提出從動脈到靜脈的血液循環(huán)理論，雖然當時還不知道毛細血管的存在。直至45年后從發(fā)明的顯微鏡里首次觀察到毛細血管，證實了哈維的理論。血液循環(huán)理論是流體連續(xù)性原理的勝利，在科學(xué)史上有里程碑的意義。,6,能量守恒方程,泵輸出的能量,7,泵提供的能量用來克服系統(tǒng)中兩容器液面的靜壓差及管路系統(tǒng)的阻力損失并將液體提升 高度。,液面靜壓差,提升幾何高度,水頭損失,靜揚程,管路特性曲線方程,管路特性曲線方程,管路中通過的流量與所需要的能量 之間的關(guān)系曲線,8,工作點,泵本身的性

3、能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上，則這兩條曲線相交于M點，則M點即泵在管路中的工作點。,在工作點上，泵提供的能量（揚程）等于裝置需要的能量（揚程）。,9,某些泵與風(fēng)機具有駝峰形的性能曲線，若工作點處于泵或風(fēng)機的上升區(qū)段，則為不穩(wěn)定工作點。 若風(fēng)機工作在不穩(wěn)定工作點,不僅風(fēng)機的流量為零，而且可能出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。,不穩(wěn)定工作點,10,5 泵與風(fēng)機的運行 5.1 管路特性曲線及工作點 5.2 泵與風(fēng)機的聯(lián)合工作 5.3 運行工況的調(diào)節(jié) 5.4 泵與風(fēng)機運行中的主要問題,11,泵與風(fēng)機的聯(lián)合工作,并聯(lián)工作,串聯(lián)工作,12,泵與風(fēng)機的并聯(lián)工作 為什么要采用并聯(lián)方式工作? 泵并聯(lián)后的管路特性曲線

4、.,13,某一用戶一天內(nèi)的流量需求變化,14,流量變化范圍大； 若僅選用一臺泵，則該泵須按滿足最大流量來選擇； 由于流量變化，必須對泵運行工況進行調(diào)節(jié)，將導(dǎo)致效率下降，能量損失。 為了保證供水的可靠性，須設(shè)置100的備用泵，增加了投資。,15,理由一：為了適應(yīng)外界負荷變化的要求； 理由二：當擴建機組時，相應(yīng)需要的流量增大 ，而原有的泵與風(fēng)機仍可以使用； 理由三：增加運行的可靠性。,采用并聯(lián)方式的原因,16,17,I、II為相同性能泵的性能曲線，重合在一起； III為管路特性曲線； I+II為泵并聯(lián)工作時的性能曲線；,18,M點為并聯(lián)時的工作點，HM，qvM; B點為并聯(lián)時單泵的工作點， HB，

5、qvB; C點為未并聯(lián)工作泵的工作點，Hc，qvc;,19,并聯(lián)工作的特點,并聯(lián)工作的特點之一：揚程彼此相等，總流量為每臺泵輸送流量之和； 并聯(lián)工作的特點之二：并聯(lián)后的總流量大于一臺泵單獨工作的流量，而小于單獨工作流量的2倍； 并聯(lián)工作的特點之三：并聯(lián)后的揚程比單泵工作時大。,20,并聯(lián)工作的特點,并聯(lián)工作的特點之四：管路特性曲線越平坦，并聯(lián)后的流量越大； 并聯(lián)工作的特點之五：泵性能曲線越平坦，并聯(lián)后的流量越?。?21,泵與風(fēng)機的串聯(lián)工作 應(yīng)用場合： （1）增大揚程； （2）提高抗汽蝕能力。,22,串聯(lián)工作的特點之一：流量彼此相等，揚程為每臺泵揚程之和； 串聯(lián)工作的特點之二：串聯(lián)后的總揚程大于

6、一臺泵單獨工作的揚程，而小于單獨工作揚程的2倍； 串聯(lián)工作的特點之三：串聯(lián)后的流量比單泵工作時大。,23,相同性能泵聯(lián)合工作的選擇 泵的并聯(lián)與串聯(lián)工作都能達到增加流量的目的； 工作方式的選擇主要取決于管路特性曲線的陡坦程度，另外再考慮效率因素； 當管路特性曲線平坦時，采用并聯(lián)方式增大的流量大于串聯(lián)增大的流量。,24,5 泵與風(fēng)機的運行 5.1 管路特性曲線及工作點 5.2 泵與風(fēng)機的聯(lián)合工作 5.3 運行工況的調(diào)節(jié) 5.4 泵與風(fēng)機運行中的主要問題,25,外界負荷的變化,工況的變化,流量的變化,工作點位置的變化,性能曲線形狀的變化,管路特性曲線改變,泵性能曲線改變,兩條曲線同時改變,26,運行

7、工況調(diào)節(jié)的主要方式 節(jié)流調(diào)節(jié) 變速調(diào)節(jié) 動葉調(diào)節(jié) 汽蝕調(diào)節(jié),27,節(jié)流調(diào)節(jié),出口節(jié)流調(diào)節(jié),入口節(jié)流調(diào)節(jié),僅改變管道特性曲線,同時改變管道特性曲線與泵性能曲線,28,出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式,Tank 1,Tank 2,Pump,29,管道特性曲線方程 為凈揚程 為水頭損失系數(shù),30,31,當出水閥門部分關(guān)閉時, 公式 中 值是 增加? 減小?,問題,32, 增加 減小 出口節(jié)流調(diào)節(jié)是通過在管路中增加一個額外的水力阻力來實現(xiàn)的。 如果流量不變，則揚程增加。,33,Centrifugal machine throttle diagram,隨著閥門的關(guān)閉，工況點從a b c, 逐漸向左上方移動。,問題,若閥

8、門完全關(guān)閉，那么工況點應(yīng)在哪一點？,34,隨著閥門開度的減小， 功率下降； 流量減??； 效率下降； 水頭上升.,35,為節(jié)流損失水頭。,36,因此 功率損失可由下式計算 由此可見，調(diào)整幅度越大，節(jié)流水頭損失越大，功率損失也越大.,37,如果上水箱壓力 增加，則工作點又會發(fā)生怎樣的變化？,38,Condition variation with pressure p2 increase,上水箱壓力變化則會使管道特性曲線發(fā)生整體平移； 壓力增加，管道特性曲線向上平移，工作點向左上方移動； 壓力下降，管道特性曲線向下平移，工作點向右下方移動。,39,出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式簡評 優(yōu)點: 簡單可靠，得到廣泛使用

9、 . 缺點: 能量損失大，不經(jīng)濟，且只能單向調(diào)節(jié).,40,入口端節(jié)流 通過改變安裝在泵或風(fēng)機進水側(cè)上的閥門的開度來改變輸出流量。 同時改變了管路特性曲線及泵與風(fēng)機本身的性能曲線。 入口節(jié)流能量損失小于出口節(jié)流，但易引起汽蝕，因此僅在風(fēng)機上使用。,41,入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié) 導(dǎo)流器型式,42,導(dǎo)流器調(diào)節(jié)機理,導(dǎo)流器調(diào)節(jié)是通過改變泵與風(fēng)機本身性能曲線來實現(xiàn)的。,43,導(dǎo)流器調(diào)節(jié)方式比出口節(jié)流能節(jié)省824的功率。,44,變速調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)機理:通過轉(zhuǎn)速的改變，來改變泵與風(fēng)機的性能曲線，使流量、揚程（全壓）及功率相應(yīng)的改變。,或,45,變速調(diào)節(jié)的方式,汽輪機驅(qū)動,定速電動機加液力耦合器驅(qū)動,雙速電動機,直流電動

10、機,交流變速電動機，變頻調(diào)節(jié),46,改變動葉安裝角調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)原理：改變動葉的安裝角，改變泵與風(fēng)機的性能曲線的形狀，從而調(diào)節(jié)了工況點的位置。 動葉調(diào)節(jié)的優(yōu)點：可在較大的流量范圍內(nèi)保持高效率。 動葉調(diào)節(jié)的缺點：增加了一套較為復(fù)雜的動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)。,47,葉片的切割與加長 調(diào)節(jié)原理：改變轉(zhuǎn)輪葉片的外徑，改變泵與風(fēng)機的性能參數(shù)。切割轉(zhuǎn)輪，外徑減小，泵與風(fēng)機的流量、揚程（全壓）和功率減少；加長轉(zhuǎn)輪，外徑增大，泵與風(fēng)機的流量、揚程（全壓）和功率增加。,48,切割定律,對于低比轉(zhuǎn)速的泵與風(fēng)機來說，葉輪外徑稍有變化，其出口寬度變化不大，甚至可認為不變。,49,對于中、高比轉(zhuǎn)速的泵與風(fēng)機來說，葉輪外徑稍有變化，會

11、使出口寬度增大或減小，且與外徑成反比。,50,切割拋物線,低比轉(zhuǎn)速,中、高比轉(zhuǎn)速,切割拋物線的意義：曲線上的點反映了切割前后H與qv的變化關(guān)系，只有在同一條切割拋物線的點才滿足切割定律。,51,求切割與加長量的步驟,根據(jù)新的流量，由管路特性曲線， 求相應(yīng)的揚程。,由新的流量及相應(yīng)的揚程，求切割比例常數(shù)及切割拋物線方程。,繪制切割拋物線，求其與水泵性能曲線的交點。,根據(jù)切割定律，求新的葉輪 外徑大小。,52,汽蝕調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)機理：借凝汽器熱井水位的變化引起凝結(jié)水泵的汽蝕來調(diào)節(jié)泵的出水量。,應(yīng)用場合：中小型發(fā)電廠中的凝結(jié)水泵。,53,5 泵與風(fēng)機的運行 5.1 管路特性曲線及工作點 5.2 泵與風(fēng)機

12、的聯(lián)合工作 5.3 運行工況的調(diào)節(jié) 5.4 泵與風(fēng)機運行中的主要問題,54,一、泵與風(fēng)機的振動 （一）流體流動引起的振動 1 汽蝕 2 旋轉(zhuǎn)脫流（失速） （1）脫流（失速） （2）旋轉(zhuǎn)脫流（失速）,55,3 喘振現(xiàn)象 當具有駝峰形流量揚程性能曲線的泵與風(fēng)機在其曲線上K點以左的范圍內(nèi)工作時，會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象（飛動現(xiàn)象）。,防止喘振的措施,選好泵與風(fēng)機,限制流量范圍,改變轉(zhuǎn)速,采用可動葉片調(diào)節(jié),合理設(shè)計管路布置,56,4 壓力脈動引發(fā)振動 是由于非定常流的不穩(wěn)定性引起的。 （二）機械引起的振動 1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡 2 轉(zhuǎn)子中心不正 3 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速（共振轉(zhuǎn)速） 4 動靜部件之間的摩擦 5 平衡盤設(shè)

13、計不良 6 原動機引起振動,57,二、軸向力、徑向力及平衡 1 軸向力 （1）軸向力的組成 葉輪兩側(cè)的壓力差 流向改變產(chǎn)生的反沖力 轉(zhuǎn)輪的重量 （2）軸向力的平衡 采用雙吸泵或?qū)ΨQ排列的方式 采用平衡孔和平衡管 采用平衡盤或平衡鼓,58,59,60,2 徑向力 （1）徑向力的組成 偏離設(shè)計工況時，葉輪周向壓力分布不均勻，產(chǎn)生R； 反沖力 T （2）徑向力的平衡 采用雙層壓水室 采用兩個壓水室相差180布置,61,62,三、此外，還存在汽蝕、噪聲、磨損、暖泵等運行問題。,63,四、泵的起動及停機 （一）泵的起動 1 泵起動前應(yīng)首先檢查電源。 2 檢查水泵與電動機座螺絲是否擰緊，用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器，注

14、意水泵內(nèi)部是否有摩擦和撞擊聲，若有則應(yīng)查明原因及排除，否則不能起動。 3 檢查各軸承潤滑是否充分。 4 檢查填料箱的填料壓緊情況，其壓蓋不能太緊或太松。,64,5 檢查水泵吸水池（或水箱）中水位是否在規(guī)定水位上，濾網(wǎng)上有無雜物。 6 檢查水泵出口壓力表、入口真空表和連接表的小閥門是否打開，指針是否指在零位，電動機的電流表是否指在堆零位。 7 出水管路上的閥門要關(guān)閉（若是軸流泵，則要打開）。 8 打開放氣閥，向水泵灌水或用真空泵抽出空氣，待水泵放氣閥冒水或確認泵室及吸水管中的空氣抽盡后，即可關(guān)閉放氣閥和抽氣閥。,65,9 合上電動機開關(guān)，注意觀測電流表指標的起動電流，若起動電流過大，則應(yīng)停止起動

15、查明原因。 10 當水泵轉(zhuǎn)速達到額定數(shù)值時，若其它情況都一切正常，則慢慢打開出水閥門，之后水泵完成起動過程，進入正常的運行工況。 （一）泵的停機 離心泵在停機前要先關(guān)閉出水閥門； 冬季較長時間停泵時，應(yīng)交泵內(nèi)的存水放凈，以免凍壞水泵。,66,第六章 熱力發(fā)電廠中常用的泵與風(fēng)機,一、鍋爐給水泵 向鍋爐連續(xù)供給具有一定壓力和溫度的給水，其安全運行直接影響到鍋爐的安全運行。 工作特點： 容量大 轉(zhuǎn)速高 壓力高 水溫高,67,二、液力耦合器 是一種利用液體傳遞轉(zhuǎn)矩的變速裝置。 工作特點： 全靠液力傳動，工作平穩(wěn)； 可進行無級調(diào)速。,68,三、前置泵 設(shè)置在給水泵前面，提高給水泵入口壓力，防止給水泵汽蝕。 工作特點： 轉(zhuǎn)速較低； 具有較好的抗汽蝕性能。,69,四、凝結(jié)水泵 用于抽出汽輪機凝汽器中的凝結(jié)水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。 工作特點： 轉(zhuǎn)速較低； 要求具有較好的抗汽蝕性能。,70,四、循環(huán)水泵 是向汽輪機凝汽器、冷油器、發(fā)電機的空氣冷卻器提供冷卻水。 工作特點： 冷卻水量大； 揚程低。,71,五、強制循環(huán)泵 用于強制循環(huán)汽包鍋爐的泵，其作用是保證高溫高壓的鍋爐水進行強制循環(huán)。 工作特點： 高溫高壓的工作環(huán)境； 六、灰渣泵 將鍋爐燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場。 工作特點： 過流部件磨