技師培訓教材--泵與風機(泵與風機的選型)

1、THERMAL POWER PLANT OF YI ZHENG CHEMICAL FIRBLE CO.,LTD6 熱力發(fā)電廠常用的泵與風機 6.1 電廠常用的泵6.2 電廠常用的風機6.1 電廠常用的泵 鍋爐給水泵 液力耦合器 前置泵 凝結水泵 循環(huán)水泵 強制循環(huán)泵 灰渣泵鍋爐給水泵汽動給水泵組設備相對位置示意圖電動給水泵組設備相對位置示意圖大容量鍋爐給水泵工作特點 容量大(驅動功率大)。 轉速高。 壓力高。 水溫高。給水泵驅動方式 從驅動方式看：給水泵的主要任務是提高給水壓力。 加大葉輪外徑D2圓盤摩擦損失急劇增加，效率急劇下降； 增加級數(shù)軸需加長，零件增加，泵經(jīng)濟性及安全性都受到影響； 提

2、高轉速最經(jīng)濟有效的一種方法。 泵組通過變速調節(jié)改變給水流量和壓力，以適應單元機組啟停、負荷變化等的需要，提高機組變工況運行的經(jīng)濟性和安全可靠性。給水泵的結構型式 水平中開式多級離心泵 分段式多級離心泵 圓筒型雙殼體多級離心泵水平中開式多級離心泵結構特點 泵體(泵殼)作成沿軸中心線水平中開，分成上下兩部分，吸入管和排出管與下泵體(泵座)整體澆鑄，為消除軸向力，葉輪采用對稱排列的方式。優(yōu)點 拆卸裝配方便，只需將上泵體(泵蓋)吊開，即可取出或裝入整個轉子。缺點 體積大，泵體流道復雜，對鑄造加工技術要求高，造價高，僅適用于低壓、小容量機組的給水泵。分段式多級離心泵 結構特點 單殼體，將幾個相同的葉輪串

3、聯(lián)在同一根軸上，每級葉輪均有中段將水引入下一級，中段兩側有吸入段和吐出段，用幾根長頭雙螺栓把中段吸入及吐出段聯(lián)接成一個整體。 優(yōu)點 泵體由圓形中段組成，容易制造并可互換，造價低。圓筒型雙殼體多級離心泵（一） 結構特點 泵體是雙層套殼，外筒體為鑄鋼或鍛鋼圓筒。 內殼體與轉子(葉輪與軸組成轉子)組成一個完整的組合體，稱為芯包，套裝在圓筒型外殼內。 高壓側有圓形端蓋，與外殼用螺栓連接。圓筒型雙殼體多級離心泵（二） 優(yōu)點 內外殼體之間充滿由泵末級葉輪引入的高壓水，高壓水在兩層殼體間流動，使殼體上下受熱均勻。即使受到劇烈熱沖擊(負荷變化，給水溫度、壓力突然變化)也能保證泵的同心度。 檢修時不必拆除進出口

4、管路，也不必拆除與基礎相連接的外筒體。只要打開端蓋，整個芯包即可從高壓端整體抽出進行檢修，或將備用芯包放入外筒體，即可在較短時間內投入運行。因此，拆卸裝配十分方便、快捷。 運行時高度安全可靠，效率高。液力耦合器 一種利用液體傳遞轉矩的變速裝置，設在電動機與給水泵之間。 電動機轉速不變，用改變藕合器的轉矩，來達到改變給水泵轉速的目的。 主要優(yōu)點 在泵輪與渦輪間沒有任何機械連系，全靠液力傳動，故工作平穩(wěn)。 可進行無級調速液力耦合器的結構 主要部件有泵輪、渦輪及裝在泵輪上的旋轉內套組成。 泵輪與渦輪均具有較多的徑向葉片，為避免發(fā)生共振，一般渦輪的葉片數(shù)較泵輪少14片。 泵輪與主動軸聯(lián)接，泵輪轉速是由

5、電動機經(jīng)升速齒輪增速后保持某一恒定值。 渦輪與從動軸聯(lián)接，它由泵輪出門的工作油油壓來沖動渦輪旋轉，從而驅動從動軸帶動水泵轉動。液力耦合器工作原理 在泵輪與渦輪所組成的圓形空間，注入液體(工作油)，當泵輪旋轉時，帶動空腔中的液體旋轉，形成一個循環(huán)流動油環(huán)。 在離心力的作用下，使流體獲得能量，從內緣流向外緣（泵輪出口），然后以一定的壓力和速度流入渦輪，從外緣流入內緣，沖動渦輪旋轉，在渦輪中幾作液體釋放能量，帶動從動軸旋轉。 做功以后的工作油從渦輪流出又進入泵輪，重新獲得能量，如此周而復始，在泵輪獲得能量在渦輪中釋放能量，從而形成液力禍合器的連續(xù)工作過程，實現(xiàn)了無級變速的目的。液力耦合器的效率 工作

6、油在渦輪及泵輪中流動時，因有各種損失，要產(chǎn)生滑差，即泵輪的轉速恒大于渦輪的轉速。泵輪的出口油壓才能大于渦輪入口的油壓，以建立工作油的循環(huán)圓，從而傳遞轉矩。 傳動比i越大，則液力藕合器的傳動效率也越高。液力耦合器調速特性 分析結果表明:可以用改變工作油的油量來實現(xiàn)渦輪轉速的調節(jié)。 通過工作油泵和進油調節(jié)閥調節(jié)工作油的進油量， 通過控制勺形管的徑向位置來調節(jié)工作油的出油量。前置泵 大容量、高參數(shù)機組為防止給水泵發(fā)生汽蝕，在給水泵入口前均設置前置泵，作用是提高給水泵入口壓力。 給水泵輸送的是除氧器巾的飽和液體，水箱液面處于汽化狀態(tài)，為使給水泵進口壓力大于所輸送水溫下的飽和蒸汽壓力，要求有足夠的倒灌高

7、度，克服進水管路所產(chǎn)生的阻力損失以及泵內液體的壓力降，即必須汽蝕余量。安裝前置泵的必要性 當轉速提高后，必須汽蝕余量則成平方關系增加，要求的倒灌高度也大大增加。 加裝前置泵可以大大降低倒灌高度，而增加泵入口壓力，使其遠大于給水泵水溫下的飽和蒸汽壓力，從而可防止汽蝕的發(fā)生，保證了高速給水泵的安全運行。前置泵的結構型式(一)前置泵的結構型式(二)凝結水泵 凝結水泵的作用是抽出汽輪機凝汽器中的凝結水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。 從高度真空的凝汽器中抽取飽和狀態(tài)的凝結水，故容易吸入空氣和產(chǎn)生汽蝕。 要求凝結水泵具有較好的軸端密封、以防止空氣漏入泵中，并要求具有較高的抗汽蝕性能。 凝結水泵的轉速不宜過

8、高，一般在9801450rpm之間，且第一級葉輪往往作成雙吸式或在首級葉輪前加裝誘導輪。凝結水泵的結構型式循環(huán)水泵 循環(huán)水泵的作用是向汽輪機凝汽器、冷油器、發(fā)電機的空氣冷卻器供給冷卻水，其工作特點是冷卻水量大，壓力低，故要求循環(huán)水泵具有大流量，低揚程的特性，屬高比轉數(shù)泵。離心式循環(huán)泵軸流式循環(huán)泵 主要優(yōu)點 效率高，汽蝕性能好。 運行?？?。 安裝維護方便。 振動噪聲小。 結構特點 單級立式結構，裝有葉片安裝角的調節(jié)機構 半調節(jié)式是在工況發(fā)生變化時，需拆下葉輪，調節(jié)葉片安裝角度。 全調節(jié)式是在停機或不停機的情況下，通過葉片調節(jié)機構來改變葉片的安裝角，以滿足流量和揚程的要求。斜流式循環(huán)泵 SEA型泵

9、結構特點 抽芯式：將泵頂部泵蓋拆開后，抽芯部分(包括軸、葉輪、導葉等)均可被抽出，而與出口管路相聯(lián)的整個泵外筒體固定不動:因此拆卸裝配十分方便、快捷。 非抽芯式：泵轉子部件與固定部件組成一個整體，檢修時需將整個泵拆除。 主要優(yōu)點 體積小，重量輕，機組占地面積小，啟動前不需灌水。 效率高，泵效率可達83%一90%左右。 汽蝕性能好。 安全可靠，使用壽命長。斜流式循環(huán)泵結構強制循環(huán)泵 強制循環(huán)泵是用于強制循環(huán)汽包鍋爐的泵。 作用是保證高溫高壓的鍋爐水進行強制循環(huán)。 因汽包鍋爐隨工作壓力的提高，介質密度差減小，其自然循環(huán)的動力也隨之減小，在超高壓以上的汽包鍋爐自然循環(huán)較難建立。強制循環(huán)泵就成為亞臨界

10、汽包鍋爐水循環(huán)的主要動力源?；以?灰渣泵的作用是將鍋爐燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場。 灰渣水中的大塊灰渣必須經(jīng)碎渣機破碎至25mm以下。 灰渣泵輸送的是灰渣與水的混合物，泵的過流部件磨損很大，為防止過流部件迅速磨損，在泵體的內壁上裝有護套及前護板。它們和葉輪均采用錳鋼制造，泵軸則用優(yōu)質的碳鋼制造。 灰渣泵由于要經(jīng)常停泵檢修或更換磨損部件，所以必須裝設備用泵?；以玫慕Y構型式6.2 電廠常用的風機 送風機 引風機 一次風機 煙氣再循環(huán)風機 脫硫增壓風機送風機 送風機的作用是向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。 所輸送的空氣溫度與室溫相同，只要能保證供給爐膛所需要的空氣量及克服送風

11、管道系統(tǒng)的阻力即可，要求流量較大，壓力不高。 空氣中幾乎沒有燃料的飛灰，在結構上沒有特殊要求，與一般用途的通風機相同。離心送風機結構型式軸流式風機結構型式雙級軸流式送風機動葉可調式風機進口導葉調節(jié)的離心式風機曲線引風機 作用是把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。 煙氣是有害氣體，溫度較高，所以引風機的軸承要保持良好的冷卻，防止熱量傳至電機和軸承，在軸承箱內裝有水冷卻裝置。 引風機應有良好的密封性，以免煙氣外泄。 煙氣中含有飛灰，為防止引風機磨損，葉片和機殼的鋼板均需加厚，且采用耐磨材料，以延長使用壽命。引風機結構型式一次風機 在大容量機組，如鍋爐所采用的正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，一次

12、風分為兩路。 一路經(jīng)空氣預熱器加熱后送往磨煤機，起干燥煤粉的作用； 另一路冷一次風送往磨煤機入口與熱風混合，來調節(jié)磨煤機內風粉混合的溫度，防止細粉爆炸，同時又保證煤干燥適當。煙氣再循環(huán)風機 作用：將鍋爐省煤器出口的低溫煙氣抽出，然后送入爐膛，以調節(jié)過熱蒸汽的溫度。 煙氣再循環(huán)風機輸送的煙氣溫度很高，通常在300以，而且含有大量煙灰，因此要求它能耐高溫、耐腐蝕、耐磨損，而且結構上易于維修和更換。 煙氣再循環(huán)風機外殼內壁都裝有耐磨的錳鋼襯板。葉輪也用耐高溫、高強度的鋼板或不銹鋼制成。 葉片型式除考慮效率外，還必須考慮不易積灰，防止風機振動，故一般采用徑向式葉片。煙氣再循環(huán)風機結構脫硫增壓風機 脫硫

13、裝置的阻力較大，除用引風機克服煙風系統(tǒng)阻力外，還需要裝設脫硫增壓風機來克服脫硫裝置的阻力。 鍋爐煙風系統(tǒng)獨立的布置 在脫硫系統(tǒng)中的增壓風機或其他設備發(fā)生故障需要短期維修時，可以暫時用旁路排煙，不會影響引風機的效率，也不必整體停爐，增加了設備的可靠性。 脫硫裝置中不裝脫硫增壓風機 只有引風機，引風機要同時克服鍋爐煙風系統(tǒng)和脫硫裝置的阻力，需要提高引風機的全壓。引風機與脫硫增壓風機配置7 泵與風機的選型 7.1 泵的選型 7.2 風機的選型選型原則 運行經(jīng)濟、穩(wěn)定。 結構簡單、體積小、質量輕的泵或風機。 運行時安全可靠，抗汽蝕性能好。 對于有特殊要求的泵或風機，除以上要求外，還應盡可能地滿足以下要

14、求，如安裝地理位置受限制時應考慮體積要小，進出口管路要能配合等。 風機噪聲要低。 采用的流量、揚程(風壓)裕量滿足火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程DL5000-2000的規(guī)定。7.1 泵的選型 選型條件(一)輸送介質的物理化學性能 輸送介質的物理化學性能直接影響泵的性能、材料和結構，是選型時需要考慮的重要因素。 介質的物理化學性能包括：介質名稱、介質特性(如腐蝕性、磨蝕性、毒性等)、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力等。選型條件(一) 選型參數(shù)(1) 流量qV：是指泵單位時間輸送的介質量，工藝人員一般應給出正常、最小和最大流量。 選泵時，要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的1.05

15、1.10倍。 揚程H：一般要求泵的額定揚程為裝置所需揚程的1.101.15倍。 進口壓力P1和出口壓力P2：進、出日壓力指泵進出接管法蘭處的壓力，力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。選型條件(三) 選型參數(shù)（2） 溫度t：指泵的進口介質溫度，一般應給出工藝過程中泵進口介質的正常最高溫度。 裝置汽蝕余量。 操作狀態(tài)。分連續(xù)操作和間歇操作兩種。 現(xiàn)場條件 現(xiàn)場條件包括：泵的安裝位置，環(huán)境溫度，相濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險區(qū)域的劃分等級等條件。泵類型的選擇 泵的類型應根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質的物理和化學性質、操作周期和泵結構特性等因素合理選擇。 離心泵具有結構簡單，輸液無脈動，流量調節(jié)

16、簡單等優(yōu)點，因此除特定情況外，應盡可能選用離心泵。不選離心式泵的特定情況（一） 有計量要求時，選用計量泵。 揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復泵，如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。 揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和斜流泵。不選離心式泵的特定情況（二） 介質黏度較大(大于6501000mm2/s)時，可考慮選用轉子泵，如螺桿泵，或往復泵;砧度特別大時，可選用特殊設計的高勃度螺桿泵和高豁度往復泵。 介質含氣量5%,流量較小且粘度37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動，可選用往復泵。 對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵

17、、自吸式旋渦泵、容積式泵等。泵的系列選擇 泵的系列是指泵廠生產(chǎn)的同一類結構和用途的泵，如IS型清水泵，Y油泵，ZA型化工流程泵等。 當泵的類型確定后，就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質特性來選擇泵的系列和材料。泵型號的確定(一) 額定流量和揚程的確定 額定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值時，常取正常流量的1.051.10倍。 額定揚程一般取裝置所需揚程的1.051.1倍。 對粘度度大于20mm2/s，或含固體顆粒的介質，需換算成輸送清水時的額定流量和揚程，再進行以下工作。 查系列型譜圖 按額定流量和揚程查出初步選擇的泵型號，可能為1種，也可能為2種以上。泵型號的確定(二) 校核 按性能曲線校核

18、泵的額定工作點是否落在泵的高效工作區(qū)內； 校核泵的裝置汽蝕余量是否符合要求。不能滿足時，應采取有效措施加以實現(xiàn)。 符合上述條件者有2種以上規(guī)格時，要選擇綜合指標高者為最終選定的泵型號。具體可比較以下參數(shù)：效率(泵效率高者為優(yōu))、重量(泵重量輕者為優(yōu))和價格(泵價格低者為優(yōu))。原動機功率的確定 泵的軸功率P計算按額定流量以及額定揚程參考第二章計算。 原動機的配用功率PggmPPK采用綜合性能曲線圖選擇水泵 水泵綜合性能圖是將同一系列、不同型號的所有泵的性能曲線的合理的工作范圍（四邊形）表示在一個圖上。這個四邊形是以葉輪切割與不切割的qvH曲線和與設計點效率相差不大于7的等效率曲線所組成。利用水泵綜合性能圖選擇水泵的步驟(一) 求計算流量qv和計算揚程H； 選定設備的轉速n，算出比轉數(shù)ns； 根據(jù)ns的大小，決定所選水泵的類型（包括水泵的臺數(shù)和級數(shù)）； 根據(jù)所選的類型，在該型的水泵綜合性能圖上選取最合適的型號，確定轉速、功率、效率和工作范圍；利用水泵綜合性能圖選擇水泵的步驟(二) 從水泵樣本中查出該臺泵的性能曲線，根據(jù)泵在系統(tǒng)中的運行方式（單臺、并聯(lián)或串聯(lián)運行），繪出運行方式的工況曲線； 根據(jù)泵的管路特性曲線和運行方式的工況曲