泵與風機技師培訓教材§0緒論本章要點泵與風機的用途主要性能參數主要工作部件工作原理§0緒論初識泵與風機1、學科角度：是《流體力學》的應用和發展。2、能量角度：是能量轉換設備，機械能：原動機流體。泵:輸送液體風機：輸送氣體一、泵與風機在國民經濟建設中的應用§0-1泵與風機在國民經濟中的應用

二、泵與風機在火力發電廠中的應用一、泵與風機在國民經濟建設中的應用1、泵與風機屬通用機械的范疇：它們在國民經濟的各個部門中應用十分廣泛。農業方面：排澇、灌溉,清選等；采礦工業：坑道的通風及排水；冶金工業：各種冶煉爐的鼓風以及氣體和液體的輸送；石油工業：輸油和注水；化學工業：高溫、腐蝕性氣體的排送；一般工業：廠房、車間空調以及原子防護設備的通風等。一、泵與風機在國民經濟建設中的應用2、定量分析：據統計，泵與風機耗電約占全國總用電量的百分比逐步從原30%向40%過渡。

數量之多可見其：應用之廣地位之重3、節能---節能強制認證汽輪機系統循環水泵凝結水泵疏水泵補給水泵鍋爐給水泵鍋爐系統送風機一次風機排粉機引風機灰渣泵沖灰水泵二、泵與風機在（火）電廠中的應用液壓泵升壓泵生水泵射水泵工業水泵1、從應用角度看：循環水泵凝結水泵鍋爐給水泵冷卻劑循環泵

二、泵與風機在（核）電廠中的應用蒸汽發生器

控制棒

燃料元件反應堆1、從應用角度看：二、泵與風機在電廠中的應用

泵與風機是電廠的耗電大戶，特別是給水泵素有“電老虎”之稱。據統計，各種泵與風機的耗電量約占廠用電的70~80%（采用汽動給水泵除外）約為機組容量的5~10%左右；其中泵約占50%，風機約占30%。

2、從經濟角度看：【例】據估計目前我國各種泵約450萬臺，每年用電量約300億度，泵的效率每提高1%，可節約電10億多度。因此，泵與風機在設計和應用時必須考慮節能。

3、從安全角度看：【例】現代大型鍋爐容量大、汽包的水容積相對較小，如果鍋爐給水泵由于某種原因發生故障而中斷給水，則汽包在一、二分鐘甚至更短的時間內就可“干鍋”，引發重大設備事故。

總之，泵與風機的安全經濟運行是與整個電廠的安全經濟運行密切相關的。

由于泵與風機故障而引起停機、停爐的事例是很多的，并且由此造成了很大的直接和間接的經濟損失，應引起我們的足夠重視。二、泵與風機在電廠中的應用一、分類

1、按泵與風機所產生的全壓高低分類：§0-2

泵與風機的分類及工作原理

高壓

大于6MPa中壓處于2~6MPa

低壓小于2MPa泵風機

通風機鼓風機處于15~340kPa壓氣機大于340kPa

低壓離心小于1kPa中壓離心處于1~3kPa高壓離心高于3kPa低壓軸流小于0.5kPa高壓軸流處于0.5~5kPa一、分類

2、按泵與風機工作原理分類：葉片式容積式離心式軸流式混流式往復式回轉式其它真空泵射流泵水擊泵泵羅茨風機螺桿風機離心式軸流式混流式風機葉片式容積式往復式回轉式葉氏風機離心泵示意圖軸流泵示意圖混流泵示意圖葉輪葉輪葉輪壓出室吸入室擴散管導葉導葉泵殼

工作原理：工作葉輪旋轉時葉輪上的葉片將能量連續地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠處。二、工作原理

（一）葉片式泵與風機離心式：沿徑向；軸流式：沿軸向；混流式：沿斜向。流體的出流方向不同。流體流動特點:二、工作原理

（一）葉片式泵與風機

1、離心式泵與風機的工作原理

葉片迫使流體隨葉輪旋轉,并對流體沿其運動方向作功；

葉輪連續地旋轉，流體也就連續地吸入、排出，形成離心式泵與風機的連續工作。

葉輪的旋轉作用使流體在葉輪中心形成低壓區，在吸入端壓強的作用下，流體經吸入室從葉輪中心流入，并在葉輪中獲得機械能后進入壓出室；風機葉輪離心泵模型離心泵剖面圖二、工作原理

（一）葉片式泵與風機

1、離心式泵與風機的工作原理

流體沿軸向流入葉片通道，當葉輪在原動機驅動下旋轉時，旋轉著的葉片給繞流流體一個軸向的推力，此葉片的推力對流體作功，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉輪連續旋轉即形成軸流式泵與風機的連續工作。FLV啟動渦附著渦大小：方向：FL二、工作原理

（一）葉片式泵與風機

2、軸流式泵與風機的工作原理

2、軸流式泵與風機的工作原理入口靜葉動葉出口靜葉入口靜葉調節機構軸流泵二、工作原理

（一）葉片式泵與風機

混流式泵與風機的葉輪形狀介于離心式和軸流式之間，故其工作原理兼有兩者的特點。葉輪導葉二、工作原理

（一）葉片式泵與風機

3、混流式泵與風機的工作原理

（二）容積式泵與風機（又稱定排量式）1、往復式活塞泵原理圖活塞泵模型

通過工作室容積周期性變化而實現輸送流體的泵與風機。根據機械運動方式的不同還可分為往復式和回轉式。二、工作原理

2、回轉式懸片式真空泵（二）容積式泵與風機（又稱定排量式）二、工作原理

齒輪泵雙螺桿泵2、回轉式

（二）容積式泵與風機（又稱定排量式）二、工作原理

雙螺桿泵羅茨風機2、回轉式

（二）容積式泵與風機（又稱定排量式）二、工作原理

（三）其它類型的泵與風機射流泵

無法歸入前面兩大類的泵與風機。這類泵與風機主要特點是利用具有較高能量的工作流體來輸送能量較低的流體。例如，液環泵、射流泵等。二、工作原理

液環泵上述三種類型的泵與風機中，用途最廣泛的是葉片式泵與風機。這是因為，與其它類型相比，葉片式泵與風機具有效率高、性能可靠、容易調節等優點，特別是可以制成各種能頭及流量的泵與風機以滿足不同的需求。所以在火力發電廠及其它工業中得到了廣泛的應用。因此，我們將著重討論葉片式泵與風機。考慮到火力發電廠廠用泵與風機的實際情況，我也對活塞泵和柱塞泵、齒輪泵和螺桿泵、羅茨風機以及液環泵和射流泵等的工作原理與性能作了一般性介紹，供大家參考。二、工作原理

【例0-1】水泵在如圖所示的管路系統中工作時，若吸水池液面的壓強為pe1，壓水池液面的壓強為pe2，且兩水池液面的高度差為HZ，吸水管和壓水管的流動損失之和為hw，試推導在這種情況下，泵揚程的表達式。【解】設泵的揚程為H，在如圖所示的1-1、2-2截面上，應用粘性流體總流的伯努利方程得：

由已知可得：(Ze2－Ze1)=HZ，Ve1≈0，Ve2≈0。將其代入上式，即可得該情況下泵揚程的表達式為：

上式表明：泵的揚程可由它的實際工作參數求出。此時，揚程H不一定是額定參數，其值會隨著工作條件的改變而變化。§0-3泵與風機的主要部件一、離心式泵與風機的主要部件（一）離心泵的主要部件

葉輪、吸入室、壓出室、密封裝置等1、葉輪

葉輪是實現能量轉換的主要部件。作用：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能。葉輪的好壞，對泵效率的影響很大。結構：主要由前蓋板、葉片、后蓋板和輪轂組成。（一）離心泵的主要部件（一）離心泵的主要部件

2、吸入室：離心泵吸水管法蘭接頭至葉輪進口的空間。作用：以最小的阻力損失，引導液體平穩地進入葉輪，并使葉輪進口處的液體流速分布均勻。

分類：錐形吸入室、環形吸入室、半螺旋形吸入室

3、壓出室：又稱機殼。收集來自葉輪的液體，并使部分流體的動能轉換為壓力能，最后將流體均勻地引向次級葉輪或導向排出口。

分類：螺旋形壓出室、環形壓出室（一）離心泵的主要部件

4、導葉又稱導流器、導輪，分徑向式導葉和流道式導葉兩種，應用于節段式多級泵上作導水機構。作用：匯集前一級葉輪流出的液體，并在最小損失的條件下，引入次級葉輪的進口或壓出室，同時在導葉內還把部分動能轉換為壓力能。

分類：經向式導葉、流道式導葉（一）離心泵的主要部件

4、導葉----徑向式導葉

由螺旋線、擴散管、過渡區(環狀空間)和反導葉(向心的環列葉柵)組成。螺旋線和擴散管部分稱正導葉，液體從葉輪中流出，由螺旋線部分收集起來，而擴散管將大部分動能轉換為壓能，進入過渡區，起改變流動方向的作用，再流入反導葉，并把液體引向次級葉輪的進口。正反導葉是一個連續的整體，正導葉進口到反導葉的出口形成單獨的流道。流動損失小，但結構復雜。

4、導葉----徑向式導葉5、密封裝置：主要用來防止壓力增加時流體的泄漏

分為：密封環和軸端密封密封環---為防止高壓流體通過葉輪進口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口，在葉輪進口外圈與泵殼之間加密封環。（一）離心泵的主要部件（一）離心泵的主要部件5、密封裝置：軸端密封-----填料密封（一）離心泵的主要部件5、密封裝置：軸端密封-----機械密封

（二）離心風機的主要部件1.葉輪結構：主要由前盤、葉片、后盤和輪轂組成。葉片輪轂軸前盤后盤空心葉片板式葉片

（二）離心風機的主要部件前彎徑向后彎1.葉輪前盤有直前盤、錐形前盤和弧形前盤葉片輪轂軸前盤后盤

（二）離心風機的主要部件2.蝸殼

（二）離心風機的主要部件作用：匯集葉輪流出的氣流，并引向出口，同時將氣流的一部分動能轉變成壓力能。蝸殼的外形：阿基米德螺旋線、對數螺旋線蝸殼出口擴壓器:因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉方向偏斜，所以擴壓器一般做成向葉輪一邊擴大，其擴散角θ通常為6°～8°。離心通風機蝸殼出口附近有“舌狀”結構，一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機殼內循環流動。蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌2.蝸殼

（二）離心風機的主要部件3.集流器集流器裝置在葉輪前，它應使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流通過它時的阻力損失應該最小。圓筒形：葉輪進口處會形成渦流區，直接從大氣進氣時效果更差。圓錐形：好于圓筒形，但它太短，效果不佳。弧形：好于前兩種，錐弧形：最佳，高效風機基本上都采用此種集流器。

（二）離心風機的主要部件§0-3泵與風機的主要工作部件二、軸流式泵與風機的主要工作部件主要部件：葉輪導葉吸入室擴壓筒等1.葉輪作用：同離心式相同。葉輪型式：固定葉片、半調節葉片、全調節葉片葉片形狀:葉片為扭曲形狀，一般4-6片

2.導葉作用:能使通過葉輪前后的流體具有一定的流動方向，并使其阻力損失最小。前導葉:裝在葉輪進口前的導葉后導葉:裝在葉輪出口處的導葉3.吸入室注意：泵---吸入室風機---集流器喇叭形吸入室和肘行吸入室兩種，其中大型軸流泵多采用肘行，軸流風機一般采用喇叭形4.擴壓筒作用：將流體的動能部分地轉換為壓力能。結構形式：筒形、錐形；擴散角度：要避免流體的邊界層分離，以保證擴壓器內流動損失最小、擴壓效果好，一般取5～20°（常取7～9°）。

§0-4

泵與風機的基本性能參數

泵與風機的基本性能參數主要有：流量qV、能頭（揚程H或全壓p）、軸功率Psh、有效功率Pe、效率和轉速n等。一、流量

二、能頭

三、功率和效率

四、轉速

五、其它基本性能參數

一、流量

泵與風機在單位時間內所輸送的流體量，通常用體積流量qV表示，單位為m3/s，m3/h。

對于非常溫水或其它液體也可以用質量流量qm表示，單位為kg/s，kg/h。qm和qV的換算關系為：qm=

qV

測量時,泵以出口流量計算，而風機則以進口流量計算。二、能頭

單位重力（體積）流體通過泵（風機）所獲得的機械能。

對于泵：通常用揚程H表示，單位為m；

說明：下標“1、2”表示泵與風機進口和出口截面；和泵比較略去了gZ。對于風機：通常用全壓p表示，單位為Pa。三、功率和效率

原動機傳動裝置泵與風機原動機配套功率：Pgr=KPg，K為容量安全系數（額定條件下）。效率：傳動效率：

tm四、轉速泵與風機軸每分鐘的轉數，通常用n

表示，單位為r/min。有效功率：（kW）

軸功率：傳到泵與風機

軸上的功率

（kW）

原動機輸出功率：