泵與風(fēng)機(jī)-3-結(jié)構(gòu)

1、結(jié) 構(gòu)泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 泵的主要部件泵的主要部件 離心泵的主要部件軸流泵的主要部件 風(fēng)機(jī)主要部件風(fēng)機(jī)主要部件 離心式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造 軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造電廠常用泵與風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)電廠常用泵與風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu) 離心泵的主要部件 葉輪 軸 吸入室 導(dǎo)葉 壓水室 密封裝置 軸向推力平衡裝置 葉輪是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能傳遞給液體，提高液體能量的核心部件。 圖 2-1 葉輪的形式 （a）,(b) 封閉式葉輪 （c）半開式葉輪 （d）開式葉輪 軸 軸是傳遞扭矩的主要部件。 軸徑按強(qiáng)度、剛度及臨界轉(zhuǎn)速確定。 中小型泵多采用水平軸，葉輪間距離用軸套定位。 近代大型泵則采用階梯軸，不等孔徑的葉輪用熱套法裝在軸上，并利用漸開

2、線花鍵代替過去的短鍵。此種方法，葉輪與軸之間沒有間隙，不致使軸間竄水和沖刷，但拆裝困難 吸入室 離心泵吸人管法蘭至葉輪進(jìn)口前的空間過流部分稱為吸人室。其作用是在最小水力損失情況下，引導(dǎo)液體平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的流速盡可能均勻地分布。導(dǎo)葉 導(dǎo)葉又稱導(dǎo)流器、導(dǎo)輪，分徑向式導(dǎo)葉和流道式導(dǎo)葉兩種，應(yīng)用于節(jié)段式多級(jí)泵上作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。 徑向式導(dǎo)葉如圖所示，它由螺旋線、擴(kuò)散管、過渡區(qū)(環(huán)狀空間)和反導(dǎo)葉(向心的環(huán)列葉柵)組成。壓水室 壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭(對(duì)節(jié)段式多級(jí)泵是到后級(jí)葉輪進(jìn)口前)的過流部分。其作用是收集從葉輪流出的高速液體，并將液體的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，然后引入壓水管。 壓水

3、室按結(jié)構(gòu)分為螺旋形壓水室、環(huán)形壓水室和導(dǎo)葉式壓水室。 密封裝置 離心泵密封裝置有密封環(huán)(又稱口環(huán)、卡圈)和軸端密封兩部分。 (1)密封環(huán) 其作用是減小葉輪與泵體之間的泄漏損失；另一方面可保護(hù)葉輪，避免與泵體摩擦。 (2)軸端密封(簡稱軸封) 在泵的轉(zhuǎn)軸與泵殼之間有間隙，為防止泵內(nèi)液體流出，或防止空氣漏人泵內(nèi)(當(dāng)人口為真空時(shí))，需要進(jìn)行密封。 目前電廠各種泵采用的軸端密封裝置有： 填料密封、機(jī)械密封、迷宮式密封和浮動(dòng)環(huán)密封。密封環(huán) 由于離心泵葉輪出口液體是高壓，人口是低壓，高壓液體經(jīng)葉輪與泵體之間的間隙泄漏而流回吸人處，所以需要裝密封環(huán)。 其作用是減小葉輪與泵體之間的泄漏損失；另一方面可保護(hù)葉輪

4、，避免與泵體摩擦。填料密封 帶水封環(huán)的填料密封結(jié)構(gòu)。 它由填料箱4、水封環(huán)5、填料3、壓蓋2和壓緊螺栓等組成，是目前普通離心泵最常用的一種軸封結(jié)構(gòu)。 實(shí)物彩圖實(shí)物彩圖端部填料箱實(shí)物圖機(jī)械密封 機(jī)械密封是無填料的密封裝置。 它由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧和密封圈等組成 動(dòng)環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)，并能作軸向移動(dòng)；靜環(huán)裝在泵體上靜止不動(dòng)。這種密封裝置是動(dòng)環(huán)靠密封腔中液體的壓力和彈簧的壓力，使其端面貼合在靜環(huán)的端面上(又稱端面密封)，形成微小的軸向間隙而達(dá)到密封的。為了保證動(dòng)靜環(huán)的正常工作，軸向間隙的端面上需保持一層水膜，起冷卻和潤滑作用。 新發(fā)展就是在動(dòng)環(huán)座軸套上增設(shè)了名叫高魯皮夫反向螺旋槽 這一結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是使旋轉(zhuǎn)

5、套上的螺紋與靜止襯套里口的螺紋方向相反，因而在幾乎所有的情況下，都能使泄漏返回水提高壓力，經(jīng)過通道 8 強(qiáng)制進(jìn)人動(dòng)環(huán) 1 和靜環(huán) 2 的間隙中去，以帶走摩擦熱和沖掉氣泡雜質(zhì)等。迷宮式密封 迷宮式密封在現(xiàn)代高速鍋爐給水泵上也廣泛應(yīng)用，常用的有炭精迷宮密封及金屬迷宮密封。其密封原理是：由軸套密封片與炭精環(huán)組成微小間隙，流體通過間隙時(shí)壓力降低，速度升高，但在密封片間的空間速度能轉(zhuǎn)為壓力能，從而減少間隙兩側(cè)壓差，達(dá)到密封的目的。如圖為炭精迷宮密封。 浮動(dòng)環(huán)密封 浮動(dòng)環(huán)密封是靠軸(或軸套)與浮動(dòng)環(huán)之間的狹窄間隙產(chǎn)生很大的水力阻力而實(shí)現(xiàn)密封的。采用機(jī)械密封與迷宮式密封原理結(jié)合起來的一種新型密封，稱浮動(dòng)環(huán)密

6、封。 浮動(dòng)環(huán)密封是靠軸(或軸套)與浮動(dòng)環(huán)之間的狹窄間隙產(chǎn)生很大的水力阻力而實(shí)現(xiàn)密封的。 軸向力及其平衡 離心泵在運(yùn)行時(shí)，由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不相等，尤其是高壓水泵，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的壓差作用力，此作用力的方向與離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平行，故稱為軸向力。 (1)軸向力產(chǎn)生的原因及其計(jì)算 (2)軸向力的平衡 軸向力產(chǎn)生的原因及其計(jì)算軸向力的平衡 采用雙吸葉輪和對(duì)稱排列的方式平衡軸向力 采用平衡孔和平衡管平衡軸向力 采用平衡盤平衡軸向力 采用平衡鼓平衡軸向力 平衡鼓、平衡盤及推力軸承組合裝置 單級(jí)泵可采用雙吸葉輪 多級(jí)泵采用對(duì)稱排列的方式 采用平衡孔和平衡管平衡軸向力 單吸單級(jí)泵，可在葉輪后蓋板上開

7、一圈小孔平衡孔 單吸單級(jí)泵，在后蓋板泵腔接一平衡管 平衡盤 平衡鼓 平衡鼓的優(yōu)點(diǎn)是沒有軸間間隙，當(dāng)軸向竄動(dòng)時(shí)，避免了與靜止的平衡圈發(fā)生摩擦。但由于它不能完全平衡變工況下的軸向力，因而單獨(dú)使用平衡鼓時(shí)，還必須裝設(shè)止推軸承。而一般都采用平衡鼓與平衡盤組合裝置 平衡鼓、平衡盤以及推力軸承聯(lián)合平衡法 由于平衡鼓能承受5080左右的軸向力，這樣就減少了平衡盤的負(fù)荷，從而可稍放大平衡盤的軸向間隙，避免了因轉(zhuǎn)子竄動(dòng)而引起的摩擦。 平衡鼓首先承受軸向推力，而彈簧式雙向止推軸承只承擔(dān) 10 的軸向推力，其余的軸向推力則由平衡盤自動(dòng)平衡。 經(jīng)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)效果比較好，所以目前大容量高參數(shù)的分段式多級(jí)泵大多數(shù)采用

8、這種平衡方式。軸流泵的主要部件軸流泵的主要部件 軸流泵的特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程低。 其主要部件有： 1、吸入喇叭管； 2、進(jìn)口導(dǎo)葉； 3、葉輪； 4、輪轂； 5、軸承； 6、出口導(dǎo)葉； 7、出水彎管； 8、軸； 9、推力軸承 10、聯(lián)軸器 葉輪 葉輪是軸流泵提高液體能量的唯一部件。它裝在葉輪外殼內(nèi)，由動(dòng)葉頭、輪轂4、葉片3等組成，大型軸流泵的葉輪通常還設(shè)有專門的動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 動(dòng)葉頭呈流線形錐體狀，用于減小液休流人葉輪前的阻力損失。 輪觳4用來安裝葉片及其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通常有圓柱形、圓錐形和球形三種。 葉片裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的輪觳上，又稱動(dòng)葉片，其作用是對(duì)液體作功，提高其能量。 葉片的形式有固定式、半調(diào)式和全調(diào)

9、式三種。 離心式風(fēng)機(jī)離心式風(fēng)機(jī)的主要部件 離心式風(fēng)機(jī)主要由葉輪、機(jī)殼、導(dǎo)流器、集流器、進(jìn)氣箱以及擴(kuò)散器等組成 葉輪 一般由前盤（蓋板）、后（中）盤（蓋板）、葉片和輪轂（軸盤）等組成。 其結(jié)構(gòu)有焊接和鉚接兩種形式。 葉輪前盤的形式有：平前盤、錐前盤和弧形前盤等幾種 葉片形狀葉片 前向葉輪一般都采用圓弧型葉片，后向葉輪中，大型風(fēng)機(jī)多采用翼型葉片，對(duì)于除塵效率較低的燃煤鍋爐引風(fēng)機(jī)可采用圓弧型或平板型葉片。 集流器 進(jìn)風(fēng)口又稱集流器。其作用是使氣流能均勻的充滿葉輪的進(jìn)口，在流動(dòng)損失最小的情況下進(jìn)人葉輪。 離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口有圓筒形、圓錐形、弧形、錐筒形、錐弧形、弧筒形等多種。 大型風(fēng)機(jī)多采用弧形或錐弧

10、形進(jìn)風(fēng)口，以提高風(fēng)機(jī)的效率。軸流式風(fēng)機(jī)的主要部件 軸流式風(fēng)機(jī)的主要部件有：葉輪、集風(fēng)器、整流罩、導(dǎo)葉和擴(kuò)散筒等，如圖所示。近年來，大型軸流式風(fēng)機(jī)還裝有調(diào)節(jié)裝置和性能穩(wěn)定裝置。 1、進(jìn)氣室；2、外殼；3、動(dòng)葉片；4、導(dǎo)葉；5、擴(kuò)散筒；6、擴(kuò)壓器；7、導(dǎo)流體；8、軸；9、軸承；10 、聯(lián)軸器葉輪 葉輪由輪轂和葉片組成，其作用和離心式葉輪一樣，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。 輪轂的作用是用以安裝葉片和葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的，其形狀有圓錐形、圓柱形和球形三種。 葉片多為機(jī)翼形扭曲葉片。葉片做成扭曲形，其目的是使風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況下，沿葉片半徑方向獲得相等的全壓。為了在變工況運(yùn)行時(shí)獲得較高的效率，大型軸流風(fēng)機(jī)的葉片一般

11、做成可調(diào)的，即在運(yùn)行時(shí)根據(jù)外界負(fù)荷的變化來改變?nèi)~片的安裝角。導(dǎo)葉 葉輪前僅設(shè)置前導(dǎo)葉； 葉輪后僅設(shè)置后導(dǎo)葉； 葉輪前后均設(shè)置有導(dǎo)葉。前導(dǎo)葉的作用是使進(jìn)入風(fēng)機(jī)前的氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，把氣流由軸向引為旋向進(jìn)入，且大多數(shù)是負(fù)旋向(即與葉輪轉(zhuǎn)向相反)，這樣可使葉輪出口氣流的方向?yàn)檩S向流出。后導(dǎo)葉在軸流式風(fēng)機(jī)中應(yīng)用最廣。氣體軸向進(jìn)入葉輪，從葉輪流出的氣體絕對(duì)速度有一定旋向，經(jīng)后導(dǎo)葉擴(kuò)壓并引導(dǎo)后，氣體以軸向流出。 導(dǎo)葉和葉輪性能穩(wěn)定裝置在額定流量下運(yùn)行時(shí)，KSE不起任何作用。如果流量減小，葉輪外緣的一部分或整個(gè)進(jìn)口截面將出現(xiàn)失速，產(chǎn)生切向氣流(旋渦)，當(dāng)切向氣流很大時(shí)，氣流開始反向倒流。如果無KSE裝置，則葉輪

12、進(jìn)口截面上的氣流越來越不穩(wěn)定；若帶有KSE裝置，反向倒流被錐形部和旁路而就地獲得穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子進(jìn)口不再被阻。因反向倒流進(jìn)入了旁路內(nèi)轉(zhuǎn)折，葉柵再通過環(huán)形槽回流，并與主流會(huì)合，從而保證了軸流風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。性能穩(wěn)定裝置，又稱KSE裝置(該裝置由前蘇聯(lián)的3K伊凡諾夫發(fā)明)。電廠常用泵與風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)電廠常用泵與風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)鍋爐給水泵 鍋爐給水泵作用是將經(jīng)過加熱除氧的高溫水升壓到某一額定壓力后送往鍋爐。凝結(jié)水泵 凝結(jié)水泵又稱冷凝泵。其作用是將汽輪機(jī)排汽在凝汽器中凝結(jié)的水排出，并經(jīng)低壓加熱器送至除氧器。凝結(jié)水泵工作狀態(tài)特殊，它從真空狀態(tài)的凝汽器中抽吸凝結(jié)水，因此要求凝結(jié)水泵的抗汽蝕性能和人口側(cè)軸封裝置要好

13、。 凝結(jié)水泵的型式有臥式和立式兩種。 通常小容量機(jī)組采用臥式凝結(jié)水泵，多為NB型結(jié)構(gòu) 大容量機(jī)組則采用立式凝結(jié)水泵 立式中開帶前置誘導(dǎo)輪的兩級(jí)離心泵。 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵的吸入口、壓出口均與泵軸平行地布置在泵體的一側(cè)；第一級(jí)葉輪和第二級(jí)葉輪對(duì)稱排列，以平衡軸向力；泵殼采用雙蝸殼結(jié)構(gòu)以平衡徑向力；首級(jí)葉輪出口通過泵殼的導(dǎo)管引人次級(jí)葉輪；為了改善水泵的抗汽蝕性能，使首級(jí)葉輪吸入口面積大于次級(jí)葉輪吸人口面積，且還在首級(jí)葉輪前裝置了誘導(dǎo)輪。由于泵體是軸向中開式結(jié)構(gòu)，所以拆卸、檢查和維修十分方便。循環(huán)水泵 循環(huán)水泵的作用是向凝汽器輸送大量的冷卻水，以保證冷卻汽輪機(jī)排出的乏汽，使之凝結(jié)成水。循環(huán)水泵的工作特點(diǎn)

14、是流量大、揚(yáng)程低。200MW機(jī)組配套的沅江48-35型立式離心泵國產(chǎn)125和300MW機(jī)組配套的50ZLQ50型立式軸流循環(huán)水泵近代大容量的循環(huán)泵，不僅要求流量大，而且也希望揚(yáng)程也有所提高，所以目前國內(nèi)外已發(fā)展使用性能界于離心式和軸流式之間的混流式水泵.電廠循環(huán)水泵采用這種大流量、中揚(yáng)程的混流泵最為適宜 立式離心循環(huán)水泵 該泵為單級(jí)單吸立式離心泵，吸人口朝下，便于布置吸人管道。 該泵與常規(guī)電廠配套用循環(huán)水泵相比有以下特點(diǎn)：具有常規(guī)電廠循環(huán)水泵的多工況性能和凝結(jié)水泵的吸人抗汽蝕性能。立式軸流循環(huán)水泵 與300MW機(jī)組配套的 50ZLQ50型立式軸流循環(huán)水泵，泵的過流部件由吸人喇叭管、葉輪、導(dǎo)葉和

15、出水彎管組成。 其特點(diǎn)是流量大、揚(yáng)程低。 大型軸流泵流量為 830m3s，甚至可達(dá)5060m3s，揚(yáng)程一般小于25m，通常的使用揚(yáng)程為412m。蝸殼式混流水泵蝸殼式混流水泵立式混流水泵灰渣泵 熱力發(fā)電廠鍋爐燃燒后的灰渣需要排除而設(shè)置有灰渣泵，該泵輸送的介質(zhì)是含有灰渣顆粒的液體，通常大塊灰渣經(jīng)碎渣機(jī)破碎至25mm以下與水混合而被輸送至廠外。無軸封式鍋爐循環(huán)泵 用于現(xiàn)代強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐的強(qiáng)制循環(huán)泵，直流鍋爐強(qiáng)制循環(huán)泵及輔助循環(huán)泵， 般 均采用無軸封結(jié)構(gòu)，稱為無軸封泵。 這種泵的作用是使水在一定通道內(nèi)作強(qiáng)制循環(huán)，它通過下降管從汽包中吸水，無軸封泵的泵部分是一般的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所不同的是電動(dòng)機(jī)部分，電動(dòng)機(jī)有濕式電動(dòng)機(jī)與屏蔽式電動(dòng)機(jī)兩種。屏蔽式電動(dòng)機(jī)因電動(dòng)機(jī)置于屏蔽套內(nèi)，故效率比濕式電動(dòng)機(jī)低510，送風(fēng)機(jī) 鍋爐爐膛燃燒需要足夠的空氣而設(shè)有送風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般不超過15kPa。 目前國內(nèi)較多采用G4型高效機(jī)翼型后彎葉片離心式風(fēng)機(jī)。 該風(fēng)機(jī)葉輪是由葉片焊接于弧錐形前盤與平板形后盤中間而構(gòu)成的。葉輪用鉚釘固定在輪轂上，輪轂用平鍵與軸 連接。為了調(diào)節(jié)風(fēng)量，在風(fēng)機(jī)進(jìn)口裝有軸向或簡易導(dǎo)流器。 現(xiàn)代大容量鍋爐送風(fēng)機(jī)更多地采用軸流式，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、調(diào)節(jié)效率高等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)氣箱1、轉(zhuǎn)子(動(dòng)葉6)、導(dǎo)葉7、主軸承5、中間軸3、聯(lián)軸器10及罩殼11與進(jìn)出口管路相連的膨脹