流体机械原理

第五章 泵与风机的运行 第一节 管路特性曲线及工作点 第二节 泵与风机的联合工作 第三节 运行工况的调节 第四节 叶片的切割与加长 第五节 泵与风机的运行中的问题

流体机械原理

第一节 管路特性曲线及工作点一、管路系统性能曲线p” 流量计 压强表 HZ 调阀

对于泵p '' p ' Hc H z hw H st qv2 g

真空计

泵

Hst--称为管路系统的静能头；2 对于风机 pc ' qV

p’

阀门

泵的系统装臵

即，管路系统的静能头为零。

流体机械原理H c H st qV2

Hc

Pc

qV2p p g" '

pc ' qV2

H

st

Hz

泵的管网特性曲线图

风机的管网特性曲线图

流体机械原理 二、工作点 泵或风机 1、同比例 的性能曲线的交点； 管路系统 2、实质：反映了两者的能量供与求的平衡关系。Hc

管网特性曲线

HM

M

泵性能曲线

qVM

流体机械原理 三、运行工况点的稳定性1、稳定工况点条件是：dH c dH > dqV dqVH M Hc-qV H-qV

K

2、不稳定工况点条件是：dH c dH dqV dqVO qV

泵运行工况点的稳定性

3、有驼峰→不稳定工作区→喘振。 注意：具有驼蜂形性能曲线的泵或风机运行时会出现不稳定 工况点，对于这一类泵或风机应使工况点保持在曲线的下降 段，以保证运行的稳定性。

流体机械原理

第二节 泵与风机的联合工作一、泵与风机的串联运行 设计制造一台新的高压泵或风机比较闲难，而现 有的泵或风机的容量已足够，只是扬程不够时。 在改建或扩建后的管道阻力加大，要求提高扬程 以输出较多流量时。

流体机械原理1、什么是串联运行：前一台泵向后一台泵的入 口输送流体的运行方式。 2、串联运行的目的：一般来说，泵串联运行的主要

目的是提高扬程，但实际应用中还有安全、经济的作用。 3、串联运行的特点：串联各泵所输送的流量均相 等；而串联后的总扬程为串联各泵所产生的扬程之和。 即：H Hii 1 n

(若将H 改为p,则适用于风机) (忽略泄漏流量)

qV qVi

流体机械原理4、串联运行工况点H H Ⅱ M Ⅰ、Ⅱ C O 同性能泵串联运行 Ⅲ Ⅲ

Hc-qV

M1BⅡ BⅠ M2

Ⅰ

B

H-qV qV

O

qVB qVM2

qV

不同性能泵串联运行

5、串联运行时应注意的问题1 宜适场合：Hc-qV 较陡，H-qV 较平坦。 2 安全性：经常串联运行的泵, 应由qVmax Hg(或Hd) 防 止汽蚀；对于离心泵和轴流泵, 应按Pshmax Pgr 驱动电机不 致过载。

流体机械原理3 经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点的 流量相等或接近。在选择设备时，按C点选择泵。

4 启动程序(离心泵):启动时，首先必须把两台

泵的出 口阀门都关闭，启动第一台，然后开启第一台泵的出口阀门； 在第二台泵出口阀门关闭的情况下再启动第二台。5 泵的结构强度：由于后一台泵需要承受前一台泵的升压,

故选择泵时，应考虑到两台泵结构强度的不同。6 串联台数：串联运行要比单机运行的效果差，由于运行 调节复杂, 一般泵限两台串联运行；由于风机串联运行的操作 可靠性差，故一般不采用串联运行方式。

流体机械原理 二、泵与风机的并联运行 (以泵为例) 当扩建机组，相应需要的流量增大，而原有的泵与风 机仍可以使用时。 电厂中为了避免一台泵或风机的事故影响主机主炉停 运时. 由于外界负荷变化很大.流量变化幅度相应很大.为 了发挥泵与风机的经济效果，使其能在高效率范围内工 作，往往采用两台或数台并联工作，以增减运行台数来 适应外界负荷变化的要求时。

流体机械原理1、什么是并联运行：两台或两台以上的泵向同一压力管 路输送流体时的运行方式。

2、并联运行的目的：一般来说，并联运行的主要目的包括： 增大流量；台数调节；一台设备故障时，启动备用设备。 3、并联运行的特点 并联各泵所产生的扬程均相等；而 并联后的总流量为并联各泵所输送的流量之和。即：H Hi qV qVin i 1

(若将H改为p,则适用于风机)

泵并联后的性能曲线的作法：把并联各泵的性能曲线H-qV 上同一扬程点的流量值相加。

流体机械原理4、并联运行工况点H Hc-qVH(m) B1 Ⅱ B 1

B2

M

O

M B C

B 2

Ⅰ

Ⅰ

H-qVE F O qVB qVC qVM qVO ∑hFO-qVⅡ

Ⅱ qV ∑hEO-qVⅠ

同性能泵并联运行

不同性能泵并联运行

5、并联运行时应注意的问题

1 宜适场合：Hc-qV较平坦，H-qV 较陡。 2 安全性：经常并联运行的泵, 应由qVmax Hg(或Hd) 防 止汽蚀；对于离心泵和轴流泵, 应按Pmax Pgr 驱动电机不 致过载。

流体机械原理3 经济性：对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都 在高效区工作，应使各泵最佳工况点的流量相等或接近。在选

择设备时，按B点选择泵。4 并联台数：从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加

的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不 经济。

流体机械原理

第三节引 言

泵与风机的运行工况调节

1、什么是运行工况调节 泵与风机运行时，其运行工况点需要随着主机负荷的变化 而改变，这种实现泵与风机运行工况点改变的过程称为运行工 况调节。 2、调节方式分类 非变速调节和变速调节

3、主要内容 常用调节方式的工作原理、优缺点及适用场合；典型并联 运行工况调节。

流体机

械原理 一、非变速调节常用的调节方式主要有：节流调节、离心泵的汽蚀调节、 分流调节、离心式和轴流式风机的前导叶调节、混流式和轴流

式风机的动叶调节等。(一)、节流调节

H N h M K

前提条件： n≡C 实施方法：改变节流部件的开度。 分 类：出口端和进口端节流。

N

M

qV

1.出口端节流调节

H N h PK gqVN ( H N h) N 运行效率： j PN gqVN H N / N HN

qVN qVM

qV

流体机械原理优缺点： 简单、可靠、方便、调节装臵初投资很低；节流损失 很大，调节量↑→严重，单向：小于额定流量的方向。 适用场合： 离心式小容量泵与风机采用，并逐渐被代替；轴流式

泵与风机不采用该方式(qV↓→P↑→电动机过载)。2.进口端节流调节 经 济 性：比出口端节流经济。p C1

32 M2

1 Ⅰ

适用场合： 仅在风机上使用。

h

B Ⅱ qVB qVM qV

泵不采用进口端节调节 (会使泵的吸入管路阻力增加而导 致泵进口压强的降低，有引起泵汽蚀的危险)。

h

流体机械原理(二)汽蚀调节 什么是汽蚀调节： 泵出口调节阀全 开，负荷变化→凝汽 器热井中水位变化→Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ A H Ⅱ Ⅰ M M1 M2 qVM1 qVM qV H-qV Hc-qV

qVM2

汽蚀→凝结水泵输出流量，使之与汽轮机排汽量达到自动平衡。 适用场合： 汽蚀调节方式一般多在中小型火力发电厂的凝结 水泵上采用，而大型机组则不宜采用汽蚀调节。 H-qV 和Hc-qV →平坦→流量调节范围↑。 注意： 排汽量 →泵内汽蚀 。为使长期处于低负荷下的凝结 水泵安全运行，在设计制造方面应采用耐汽蚀材料；在运行中， 可考虑同时应用分流调节。

流体机械原理(三)前导叶调节(风机) 离 心 式：入口导流器调节 前导叶调节 轴(混)流式：入 口 静 叶调节 1、离心式风机的入口导叶调节 常用导流器结构：(a)轴向导流器

(b)简易导流器(c)斜叶式导流器

流体机械原理工作原理： pT= (u2 2u-u1 1u)

正预旋→ 1u ↑和 2u↓→ pT ↓ 导流器的作用： 节流→风机内部局部阻力损失和冲击损失 经济性： 和出口节流相比，分析计算表明：4-73型锅炉送、 引风机, 当调节流量在60%~90%qV max时, 功率节约：轴向导流 器约15%~24%;简易导流器约8%~13%。 优点： 构造简单、装臵尺寸小、运行可靠和维护管理简便、 初投资低。

流体机械原理适用场合： 目前，离心式风机普遍采用这种调节方式。对于 大型机组离心式送、引风机，由于调节范围大，可采用入口导叶

和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节范围内都具有较 高的调节经济性。2、轴流式和混流式风机的入口静叶调节入

口静叶 出口静叶

动叶

工作原理：图解

入口静叶 调节机构

流体机械原理工作原理： 与离心式风机轴向导流 器相似。 调节特性： 1 双向： 正预旋→减 小流量。100%机组额定负荷流量工况点 安全流量的最大流量点 负预旋调节

2 MCR点选在 max点， TB点选择在 max点的大流量侧。 经济性及其适用场合：比只能作正预旋调节的离心风机入口 导流器调节具有更高的运行经济性，故国内火力发电厂的锅炉引

风机有不少均采用了入口静叶调节的子午加速轴流式风机。