第六章泵与风机的调节与运行总结课件.ppt

1、第六章第六章 泵与风机的调节与运行泵与风机的调节与运行第一节第一节 管路性能曲线和泵与风机工作点管路性能曲线和泵与风机工作点第二节第二节 泵与风机的调节泵与风机的调节第四节第四节 液力偶合器液力偶合器第五节第五节 泵与风机的联合运行泵与风机的联合运行第六节第六节 泵与风机的启动、运行和维护泵与风机的启动、运行和维护第七节第七节 泵与风机的不稳定工况泵与风机的不稳定工况第一节第一节 管路性能曲线和泵与风机的工作点管路性能曲线和泵与风机的工作点泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且

2、还取决风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且还取决于管路系统的性能，即于管路系统的性能，即管路特性曲线管路特性曲线。由这两条曲线的交点来。由这两条曲线的交点来决定泵与风机在管路系统中的运行工况。决定泵与风机在管路系统中的运行工况。一、管路性能曲线一、管路性能曲线管路性能曲线管路性能曲线就是流体在管路系统中通过的就是流体在管路系统中通过的流量与所需要的能量之间的关系曲线。流量与所需要的能量之间的关系曲线。wphgppHH wghppp)(2VwKqh管路性能曲线表明：管路性能曲线表明：对一定的管路系对一定的管路系统来说，通过的流量越多，需要外界统来说，通过的流量越多，需要外界提供的能量

3、越大；管路性能曲线的形提供的能量越大；管路性能曲线的形状、位置取决于管路装置、流体性质状、位置取决于管路装置、流体性质和流动阻力。和流动阻力。图图6-1 管路性能曲线管路性能曲线图图6-2 泵的工作点泵的工作点二、泵或风机的工作点二、泵或风机的工作点如果将如果将其一转速下其一转速下泵或风机性能泵或风机性能曲线和管路性能曲线按曲线和管路性能曲线按同一比例同一比例绘于同一坐标图上，则两条曲线绘于同一坐标图上，则两条曲线相交于相交于M点，即工作点。点，即工作点。M点为能量供需平衡点。点为能量供需平衡点。A点：点：HAHA，多余的能量必使，多余的能量必使管内流体加速，流量增大，直到管内流体加速，流量增

4、大，直到移至移至M点。点。B点：点：HBHB，能量供不应求，能量供不应求，使流量减少，工作点向使流量减少，工作点向M点移动。点移动。图图6-2 泵的工作点泵的工作点图图6-3 风机的工作点风机的工作点因为真正克服管路阻力的只是因为真正克服管路阻力的只是全压中的静压部分，所以有时全压中的静压部分，所以有时风机还用风机还用静压工作点静压工作点N。图图6-4 泵与风机的不稳定工作区泵与风机的不稳定工作区驼峰状性能曲线与管路性能曲线交点驼峰状性能曲线与管路性能曲线交点可能有两个，其中在泵与风机性能曲可能有两个，其中在泵与风机性能曲线的线的下降段的交点为稳定工作点下降段的交点为稳定工作点。为什么为什么K

5、点不稳定？点不稳定？思考：思考：某台可变速运行的离心泵在转速某台可变速运行的离心泵在转速n0下的运行工况点下的运行工况点为为M(qVM，pM)，如下图所示。当降转速后，流量减小到，如下图所示。当降转速后，流量减小到qVA，试定性确定这时的转速。试定性确定这时的转速。第二节第二节 泵与风机的调节泵与风机的调节所谓调节所谓调节，就是在运行中按照客观要求，用人为的方法改变，就是在运行中按照客观要求，用人为的方法改变工作点的位置。工作点的位置。方法：方法：分别或同时改变这两条性能曲线使工作点位置改变。分别或同时改变这两条性能曲线使工作点位置改变。一、节流调节一、节流调节节流调节是通过改变管路系统调节阀

6、的开度，使管路曲线形节流调节是通过改变管路系统调节阀的开度，使管路曲线形状发生变化来实现工作位置点的改变。节流调节分状发生变化来实现工作位置点的改变。节流调节分出口端节出口端节流调节和入口端节流调节流调节和入口端节流调节两种方法。两种方法。1、出口端节流调节、出口端节流调节多余的能量多余的能量H完全消耗在调节阀完全消耗在调节阀的节流损失上。的节流损失上。应用在离心泵，调节简单可靠。应用在离心泵，调节简单可靠。2、入口端节流调节、入口端节流调节 主要用于主要用于风机风机上，它是通过改上，它是通过改变变入口挡板入口挡板开度来调节流量。开度来调节流量。H1 H2，入口挡板调节比入口挡板调节比出口节流

7、调节损失小，运行经济出口节流调节损失小，运行经济性要好一些。性要好一些。但是，对于水泵来说，不可采但是，对于水泵来说，不可采用入口端节流调节。用入口端节流调节。二、入口导流器调节二、入口导流器调节 入口导流器调节是离心风机广泛采用的一种调节方式，通入口导流器调节是离心风机广泛采用的一种调节方式，通过改变入口导流器的装置角使风机性能曲线改变来实现调节。过改变入口导流器的装置角使风机性能曲线改变来实现调节。导流器全开时，导流器的叶片角为导流器全开时，导流器的叶片角为0o，气流沿径向进入叶轮。，气流沿径向进入叶轮。图图6-7 叶轮入口速度三角形叶轮入口速度三角形图图6-7 入口导流器调节性能曲线入口

8、导流器调节性能曲线由于进口导流叶片既是风机的组成部分，又属于整个管路系由于进口导流叶片既是风机的组成部分，又属于整个管路系统，因此进口导流器的调节既改变了风机性能曲线，也使管统，因此进口导流器的调节既改变了风机性能曲线，也使管路性能曲线发生变化。当风机导流叶片角度分别为路性能曲线发生变化。当风机导流叶片角度分别为0o、30o、60o时，风机的工作点分别为时，风机的工作点分别为1、2、3。轴向导流器轴向导流器径向导流器径向导流器三、旁通调节三、旁通调节旁通调节是在泵或风机的出口管路上安装一个带调节阀门的旁通调节是在泵或风机的出口管路上安装一个带调节阀门的回流管路回流管路2，当需要调节输出流量时，

9、通过改变变回流管路，当需要调节输出流量时，通过改变变回流管路2上阀门的开度，从输出流体中引出一部分返回到泵与风机入上阀门的开度，从输出流体中引出一部分返回到泵与风机入口，从而在泵与风机运行流量不变的情况下，改变输出流量，口，从而在泵与风机运行流量不变的情况下，改变输出流量，达到调节流量的目的。达到调节流量的目的。图图610 旁通调节旁通调节1压力管路；压力管路；2回流管路回流管路应用：应用：锅炉给水泵为防锅炉给水泵为防止在小流量区可能发生止在小流量区可能发生汽蚀二设置再循环管路，汽蚀二设置再循环管路，进行旁通调节。进行旁通调节。四、动叶调节四、动叶调节动叶调节是在泵与风机转速不变的情况下，通过

10、改变动叶片动叶调节是在泵与风机转速不变的情况下，通过改变动叶片安装角安装角b b来改变泵与风机的性能曲线形状、使工作点位置改来改变泵与风机的性能曲线形状、使工作点位置改变，从而实现工况调节的。变，从而实现工况调节的。ib2211uumvvuvtg改变叶片安装角改变叶片安装角b，冲角，冲角i和和也随之发生变化。从而使扬程也随之发生变化。从而使扬程（全压）、流量发生变化，以达到工况调节的目的。（全压）、流量发生变化，以达到工况调节的目的。图图611 动叶可调轴流泵性能曲线动叶可调轴流泵性能曲线固固6-14 动叶可调轴流风机与入口导流器调节的离心风动叶可调轴流风机与入口导流器调节的离心风机性能曲线比

11、较机性能曲线比较五、液位调节（汽蚀调节）五、液位调节（汽蚀调节）液位调节就是利用水泵系统中吸水箱内水位的升降来调节流液位调节就是利用水泵系统中吸水箱内水位的升降来调节流量。由于泵入口液柱（压力）降低，泵内发生汽蚀，使水泵量。由于泵入口液柱（压力）降低，泵内发生汽蚀，使水泵性能曲线突然下降。不同液位高度相应的汽蚀性能曲线与管性能曲线突然下降。不同液位高度相应的汽蚀性能曲线与管路性能曲线交点即为一系列工作点。路性能曲线交点即为一系列工作点。图图614 水泵液位调节水泵液位调节图图614 水泵液位调节水泵液位调节（1）汽轮机负载正常，水泵工作点为）汽轮机负载正常，水泵工作点为M；（2）汽轮机负载减小

12、，凝结水量小于水泵流量时，热水井中）汽轮机负载减小，凝结水量小于水泵流量时，热水井中水位下降，入口压力降低，水泵汽蚀，工作点移至水位下降，入口压力降低，水泵汽蚀，工作点移至M1；（3）若汽轮机负载继续减小，则工作点移至）若汽轮机负载继续减小，则工作点移至M2。所以，不同的倒灌高度对应着不同的工作点，自动达到了调所以，不同的倒灌高度对应着不同的工作点，自动达到了调节流量的目的。节流量的目的。wgvahHgppNPSH0说明：说明：（1）采用汽蚀调节对泵的通流部件损坏并不十分严重，而）采用汽蚀调节对泵的通流部件损坏并不十分严重，而可使泵自动调节流量，减少运行人员，降低水泵耗电约可使泵自动调节流量，

13、减少运行人员，降低水泵耗电约30%40%；（2）在中小型发电厂的凝结水泵上被广泛采用，大型电厂）在中小型发电厂的凝结水泵上被广泛采用，大型电厂设备安全性非常重要，一般不采用汽蚀调节；设备安全性非常重要，一般不采用汽蚀调节；（3）实际工作中，必须比较采用汽蚀调节的经济效益，以）实际工作中，必须比较采用汽蚀调节的经济效益，以及由于汽蚀所增加的检修工作量的相关问题；及由于汽蚀所增加的检修工作量的相关问题；（4）汽蚀泵的叶轮采用抗汽蚀材料。）汽蚀泵的叶轮采用抗汽蚀材料。六、变速调节六、变速调节1、变速调节原理及节能效果、变速调节原理及节能效果/)(/11HHgqHgqPBVAVA)11)()(11HH

14、gqHHgqBVBVA点轴功率点轴功率/1BVBHgqP)11(11BVBVHgqHgqB点轴功率点轴功率/1HgqPPPVBA变速调节节省的功率为变速调节节省的功率为2、变速措施、变速措施定速电机定速电机变速电机变速电机汽轮机驱动汽轮机驱动液力偶合器液力偶合器油膜（粘液）滑差离合器油膜（粘液）滑差离合器电磁转差离合器电磁转差离合器【例【例61】在转速在转速n1960r/min时，时，10SN53型凝结水泵的型凝结水泵的H1qv1性能曲性能曲线绘于右图中。试求当该泵的转速降低线绘于右图中。试求当该泵的转速降低到到n2900r/min运行时，管路系统中流运行时，管路系统中流量减少了多少量减少了多

15、少?管路性能曲线方程式管路性能曲线方程式H805300qv2。解：解：（1）绘出管路性能曲线；）绘出管路性能曲线；（2）比例定律求）比例定律求H2、qV2；（3）作）作H2qv2性能曲线，得交点性能曲线，得交点B，求得流量减少，求得流量减少16.3。1212121211121286410.0)960900()()/(91875.0960900HHnnHHsLqqnnqqVVVV【例【例62】某水泵在转速为某水泵在转速为n11450r/min时的性能曲线和管路时的性能曲线和管路性能曲线如图所示，若把流量调性能曲线如图所示，若把流量调节为节为qv8m3/h，比较采用节流调，比较采用节流调节和变速调

16、节各自所消耗的功率。节和变速调节各自所消耗的功率。假定泵原来效率为假定泵原来效率为65，节流调，节流调节后效率为节后效率为63。)(38.110002111kWHgqPVA解：解：)(64.010001222kWHgqPVA)(29.110001kWHgqPVA第四节第四节 液力偶合器液力偶合器液力偶合器又称液力偶合器又称液力联轴器液力联轴器，主要由泵轮、涡轮、旋转内套、，主要由泵轮、涡轮、旋转内套、勺管等组成；一般泵轮与涡轮叶片数差勺管等组成；一般泵轮与涡轮叶片数差14片。片。一、液力偶合器传动原理一、液力偶合器传动原理循环圆：循环圆：泵轮与涡轮所组成的轴面腔室；泵轮与涡轮所组成的轴面腔室；

17、勺管：勺管：可以在旋转内套与涡轮间的腔室中移动，以调节循环可以在旋转内套与涡轮间的腔室中移动，以调节循环圆内的工作油量。圆内的工作油量。图图621 液力偶合器速度三角形液力偶合器速度三角形由动量矩方程得泵轮作由动量矩方程得泵轮作用于工作油的力矩为：用于工作油的力矩为：)(1122rvrvqMuPuPVop工作油作用于涡轮上的工作油作用于涡轮上的力矩为：力矩为：)(1221rvrvqMuTuTVTo根据流体力学原理，泵轮与涡轮之间的轴向间隙无叶片，所根据流体力学原理，泵轮与涡轮之间的轴向间隙无叶片，所以无粘性流体在旋转方向上的以无粘性流体在旋转方向上的动量矩不变动量矩不变，即，即 rvu常数。常

18、数。uTuPuTuPvvvv1221；所以，在所以，在忽略各项损失忽略各项损失的情况下，可以认为：的情况下，可以认为：MP偶合器的输入力矩，即泵轮力矩；偶合器的输入力矩，即泵轮力矩；MT偶合器的输出力矩，即涡轮力矩。偶合器的输出力矩，即涡轮力矩。TPMM偶合器的效率偶合器的效率为为：PTPPTTnnMM设泵轮与涡轮的设泵轮与涡轮的速比为速比为 i，则，则结论：结论：忽略各种损失的情况下，液力偶合器的传动效率等于忽略各种损失的情况下，液力偶合器的传动效率等于传动的速比。传动的速比。PTnni速比与速比与滑差率滑差率 s 有下列关系有下列关系：液力偶合器的速比一般为液力偶合器的速比一般为0.970

19、.98，滑差一般为，滑差一般为0.020.03。snnniPTP11根据相似理论，同一系列几何相似的液力偶合器，在相似工况根据相似理论，同一系列几何相似的液力偶合器，在相似工况下传递的力矩值，与液体的下传递的力矩值，与液体的g、泵轮转速泵轮转速nP的平方和直径的平方和直径D的的五次方成正比。五次方成正比。52DgnMPPP泵轮系数泵轮系数P表示为：表示为：P是液力偶合器的重要参数，其值高，说明偶合器的能容高、是液力偶合器的重要参数，其值高，说明偶合器的能容高、性能好。性能好。52DgnMPPP二、液力偶合器的特性二、液力偶合器的特性1、偶合器的外特性：、偶合器的外特性：是在泵轮转速是在泵轮转速

20、nP、工作油密度、工作油密度及运动粘及运动粘性系数性系数不变的条件下，泵轮力矩不变的条件下，泵轮力矩MP（MT）、效率）、效率与速比与速比 i 的的函数关系。函数关系。图图622 液力偶合器的外特性液力偶合器的外特性（1）扭拒）扭拒MP（MT）随速比的增）随速比的增加而降低。加而降低。i1 即即 nPnT，扭拒为零；，扭拒为零；i0 即即 nT0时，扭拒时，扭拒MP(MT)达到达到最大；最大；制动工况制动工况，制动扭拒。，制动扭拒。图图622 液力偶合器的外特性液力偶合器的外特性（2）液力偶合器的效率）液力偶合器的效率随着速随着速比比 i 的增加而直线上升。的增加而直线上升。当效率高达当效率高

21、达A点（点（i=0.985）后，效）后，效率曲线急剧下降到率曲线急剧下降到C点（点（i=0.99）（3）设计工况点，液力偶合器应）设计工况点，液力偶合器应具有尽可能大的扭矩，亦就是尽具有尽可能大的扭矩，亦就是尽可能大的力矩系数可能大的力矩系数P。（4）i0 时，扭矩应尽可能地小。它意味着防护性能好、时，扭矩应尽可能地小。它意味着防护性能好、脱离性能好，因空转而损失的发热少。脱离性能好，因空转而损失的发热少。图图624 液力偶合器部分充油时外特性液力偶合器部分充油时外特性2、偶合器的充液率、偶合器的充液率通常外特性是指液力偶合器在全通常外特性是指液力偶合器在全充油量情况下的输出特性曲线。充油量情

22、况下的输出特性曲线。0VVC 充油量不同时，所有扭矩曲线都充油量不同时，所有扭矩曲线都交于交于 i=1.0这一点。这一点。三、液力偶合器传动的功率损失三、液力偶合器传动的功率损失通过前面的学习我们知道通过前面的学习我们知道=i，那么速比较小的情况下，是否，那么速比较小的情况下，是否偶合器的损失较大呢？偶合器的损失较大呢？设泵轮功率为设泵轮功率为 PP，涡轮功率为，涡轮功率为 PT，则，则iPPPTTP/根据比例定律，得根据比例定律，得 下标下标0表示最高效率点表示最高效率点 300)(TTTTnnPP030030)()(TTTPPTTPiiPnnnnP代入，得代入，得0302TPPiiP PT

23、PPi偶合器传动损失的功率为偶合器传动损失的功率为TPPPP因为因为结论：结论：（1）i0，制动工况，涡轮静止；，制动工况，涡轮静止；（2）i2/3，功率损失最大值时的速比。，功率损失最大值时的速比。（3）i2/3时，虽然传动效率随时，虽然传动效率随 i 的降低而下降，但损失功率小的降低而下降，但损失功率小于于2/3处，原因是泵与风机功率与转速成处，原因是泵与风机功率与转速成3次方关系。次方关系。03032TTPPiiiPPP所以所以解得解得 i=0及及 i=2/3。032)(0302TPiiidiPd为求出偶合器最大传动功率损失，对上式求导为求出偶合器最大传动功率损失，对上式求导四、液力偶合

24、器的特点四、液力偶合器的特点1、可以实现无级变速、可以实现无级变速 液力偶合器的调速范围为液力偶合器的调速范围为 i=0.20.98，实际运行中当，实际运行中当i0.4时常出现不稳定状况。时常出现不稳定状况。2、可以满足锅炉点火工况要求、可以满足锅炉点火工况要求 锅炉点火时，要求给水量较小。锅炉点火时，要求给水量较小。3、可以空载启动，离合方便、可以空载启动，离合方便 利用液力偶合器的充、放油，可实现无油空载启动原利用液力偶合器的充、放油，可实现无油空载启动原动机。动机。4、可以隔离振动、可以隔离振动 泵轮与涡轮无机械连接。泵轮与涡轮无机械连接。5、对动力过载起保护作用、对动力过载起保护作用

25、动力过载时可有效保护原动机。动力过载时可有效保护原动机。6、液力偶合器运转时，有一定功率损失、液力偶合器运转时，有一定功率损失 最大功率损失处速比为最大功率损失处速比为 i=2/3。第五节第五节 泵与风机的联合运行泵与风机的联合运行一、并联运行一、并联运行并联运行并联运行就是两台或两台以上泵或风机同时向同一管路系统输就是两台或两台以上泵或风机同时向同一管路系统输送流体的工作方式。主要目的是为了增加泵或风机的流量。送流体的工作方式。主要目的是为了增加泵或风机的流量。图图633 两台相同性能泵并联运行两台相同性能泵并联运行1、相同性能的泵并联运行、相同性能的泵并联运行特点：特点：各泵性能曲线在同一

26、扬各泵性能曲线在同一扬程下流量相加。程下流量相加。（1）在忽略非共用段管路阻在忽略非共用段管路阻力前提下，力前提下，并联时总流量等于并联时总流量等于每台泵流量之和，即每台泵流量之和，即qVA=2qVB，而而HA=HB。（2）并联时每台泵的流量比）并联时每台泵的流量比它单独运行时的流量减少了，它单独运行时的流量减少了，即即qVBHC。（4）对于经常处于并联运行）对于经常处于并联运行的泵，为提高其运行的经济性，的泵，为提高其运行的经济性，应按应按？点点选择泵。选择泵。（5）为保证运行时电动机不致过载，对于离心泵，应）为保证运行时电动机不致过载，对于离心泵，应按按？点点选择电动机配套功率；而对于轴流

27、泵则应选择电动机配套功率；而对于轴流泵则应按按？点点选择。选择。B点点B点点C点点B点点B点点C点点2、不同性能的泵并联运行、不同性能的泵并联运行（1）图）图6-34的合成性能曲线只有的合成性能曲线只有在在A点右侧点右侧才能正常工作。才能正常工作。图图6-34 不同性能泵并联运行不同性能泵并联运行（2）图）图6-35的合成性能曲线只的合成性能曲线只有在有在A点右侧区域点右侧区域内是泵的稳定内是泵的稳定工作点。工作点。3、说明：、说明：（1）并联泵或风机的性能曲线差异不要太大；）并联泵或风机的性能曲线差异不要太大；（2）并联越多增加流量越少，即每台泵输送流量减少，不宜）并联越多增加流量越少，即每

28、台泵输送流量减少，不宜过多。过多。4、并联运行的场合、并联运行的场合（1）当扩建机组，相应的需要流量增大，而对原有的泵与风机）当扩建机组，相应的需要流量增大，而对原有的泵与风机仍可以使用时；仍可以使用时；（2）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，）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，即一用一备或多用一备等；即一用一备或多用一备等；（3）由于外界负荷变化很大，流量变化幅度相应很大，为了发）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，使其能高效率范围内工作，往往采用挥泵与风机的经济效果，使其能高效率范围内工作，往往采用两台或数台并联工作，

29、以增减运行台数来适应外界负荷变化的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。要求时。二、串联运行二、串联运行泵或风机泵或风机首尾相接串联在同一管路系统首尾相接串联在同一管路系统中，依次传送同一流中，依次传送同一流量的工作方式为泵或风机串联运行。串联的主要目的是为了量的工作方式为泵或风机串联运行。串联的主要目的是为了提高泵或风机的扬程或全压。提高泵或风机的扬程或全压。1、相同性能的泵串联运行、相同性能的泵串联运行特点：特点：同一流量下对应工况点的同一流量下对应工况点的扬程相迭加。扬程相迭加。（1）总流量与串联工作的每台）总流量与串联工作的每台采的流量相等，即采的流量相等，即q

30、VAqVB。（2）总扬程为串联工作时每台）总扬程为串联工作时每台泵扬程之和，即泵扬程之和，即HA2HB。（3）串联后总流量和总扬程都）串联后总流量和总扬程都增加了。增加了。图图636 同性能泵串联运行同性能泵串联运行（4）管路性能曲线越陡峭，串）管路性能曲线越陡峭，串联后扬程增加得越明显。联后扬程增加得越明显。图图636 同性能泵串联运行同性能泵串联运行（5）串联运行时泵的压力逐级）串联运行时泵的压力逐级升高，要求工作在后面的泵的强升高，要求工作在后面的泵的强度要高，避免泵受损坏；串联台度要高，避免泵受损坏；串联台数最好不要超过数最好不要超过2台。台。（6）对于经常处于串联运行的泵，）对于经常

31、处于串联运行的泵，为提高其运行的经济性，应按为提高其运行的经济性，应按？点点选择泵；考虑泵不发生汽蚀，选择泵；考虑泵不发生汽蚀，应应按按？点点的流量确定泵的几的流量确定泵的几何安装高度。何安装高度。（7）为保证运行时电动机不致过载，对于离心泵，应）为保证运行时电动机不致过载，对于离心泵，应按按？点点选择电动机配套功率；而对于轴流泵则应选择电动机配套功率；而对于轴流泵则应按按？点点选择。选择。C点点B点点B点点B点点2、不同性能的泵串联运行、不同性能的泵串联运行特点：特点：同一流量下对应工况点扬同一流量下对应工况点扬程相迭加。程相迭加。工作范围限制在工作范围限制在A左侧左侧。3、串联工作的场合、

32、串联工作的场合（1）设计制造一台新的高压的泵或风机比较困难，而现有的）设计制造一台新的高压的泵或风机比较困难，而现有的泵或风机的容量已足够，只是压头不够时。泵或风机的容量已足够，只是压头不够时。（2）在改建或扩建的管道阻力加大，要求提高扬程以输出较）在改建或扩建的管道阻力加大，要求提高扬程以输出较多流量时。多流量时。三、相同性能泵联合工作方式的选择三、相同性能泵联合工作方式的选择 如果用两台性能相同的泵远行来增加流量时，可以来用两台如果用两台性能相同的泵远行来增加流量时，可以来用两台泵并联或串联的方法，但是究竟那种方法有利，这要取决于泵并联或串联的方法，但是究竟那种方法有利，这要取决于管路特性

33、曲线，如图所示。管路特性曲线，如图所示。（1）图中性能曲线）图中性能曲线I是两台泵单是两台泵单独运行时的曲线。独运行时的曲线。II是两台泵并是两台泵并联运行时的性能曲线，联运行时的性能曲线，III是两台是两台泵串联运行时的性能曲线。泵串联运行时的性能曲线。（2）图中表示三种不同陡度的）图中表示三种不同陡度的管路特性曲线管路特性曲线1、2、3，其中，其中管路特性曲线管路特性曲线3是这两种运行方是这两种运行方式优劣的界限。式优劣的界限。（3）管路性能曲线）管路性能曲线2与并联性能与并联性能曲线交于曲线交于A2，与串联性能曲线交，与串联性能曲线交于于A2，而，而qVA2 qVA2。（4）管路性能曲线

34、）管路性能曲线1与并联性能与并联性能曲线交于曲线交于B2，与串联性能曲线交，与串联性能曲线交于于B2，而，而qVB2 qVB2，即串联工，即串联工作点作点B2的流量大于并联工作点的流量大于并联工作点B2的流量。的流量。结论：结论：管路系统装置中，若要通过增加泵的台数来增加流量，管路系统装置中，若要通过增加泵的台数来增加流量，应该首先考虑管路性能曲线的陡、坦程度，然后选择并联还应该首先考虑管路性能曲线的陡、坦程度，然后选择并联还是串联运行。是串联运行。【例【例6-3】两台性能完全相同的】两台性能完全相同的20Sh13型离心泵并联运行，该泵的型离心泵并联运行，该泵的性能曲线及并联工作性能曲线绘于图

35、，试分别求出两台及三台泵并性能曲线及并联工作性能曲线绘于图，试分别求出两台及三台泵并联运行时流量增加的百分数。忽略非共用管段的阻力时，输水管路联运行时流量增加的百分数。忽略非共用管段的阻力时，输水管路性能曲线方程式为性能曲线方程式为HC2010qV2（式中（式中qV的单位以的单位以m3/s计）。当管计）。当管路性能曲线方程式为路性能曲线方程式为HC20100qV2时（式中时（式中qV的单位以的单位以m3/s计），计），其流量增加的百分数又将如何变化其流量增加的百分数又将如何变化?解：本题采用作图法求解解：本题采用作图法求解管路性能曲线管路性能曲线DE1与泵性能曲线相交的三个工作点流量为与泵性能

36、曲线相交的三个工作点流量为：一台泵：一台泵：qV1=730L/s；两台泵：两台泵：qV2=1160L/s，159%；三台泵：三台泵：qV3=1360L/s，186%；管路性能曲线管路性能曲线DE1与泵性能曲线相交的三个工作点流量为与泵性能曲线相交的三个工作点流量为：一台泵：一台泵：qV1=450L/s；两台泵：两台泵：qV2=520L/s，116%；三台泵：三台泵：qV3=540L/s，120%；MMMMMMFm)(0M电动机转矩；电动机转矩；M0总的阻力矩；总的阻力矩；Mm由于各种机械摩擦所产生的阻力矩；由于各种机械摩擦所产生的阻力矩；MF由于流体各种摩阻所产生的阻力矩；由于流体各种摩阻所产

37、生的阻力矩；M在启动过程中，转子的加速转矩。在启动过程中，转子的加速转矩。ab曲线：曲线：总阻力矩随泵转速的变化；总阻力矩随泵转速的变化；ef 曲线：曲线：电动机启动转矩曲线；电动机启动转矩曲线；MP：电动机额定转矩。电动机额定转矩。PM图图6-39 泵启动过程中转速与转矩关系泵启动过程中转速与转矩关系第六节第六节 泵与风机的启动、运行和维护泵与风机的启动、运行和维护一、泵与风机的启动特性一、泵与风机的启动特性图图6-39 泵启动过程中转速与转矩关系泵启动过程中转速与转矩关系结论：结论：为使泵正常启动，应使泵的启动功率为最小，所以为使泵正常启动，应使泵的启动功率为最小，所以离心泵应关闭出口阀启

38、动，而轴流泵则应把入口、出口阀离心泵应关闭出口阀启动，而轴流泵则应把入口、出口阀均打开后再启动。均打开后再启动。图中图中MP为电动机额定功率的转矩，为电动机额定功率的转矩，曲线的交点曲线的交点A为启动过程的稳定为启动过程的稳定点，若泵的阻力矩过大，转矩平点，若泵的阻力矩过大，转矩平衡点上移，如处于衡点上移，如处于A点，则很可点，则很可能使电动机过载而损坏。能使电动机过载而损坏。二、泵的启动、运行维护、停泵及事故处理二、泵的启动、运行维护、停泵及事故处理1、启动程序、启动程序（1）检查：）检查：电源、泵与电动机本身、润滑系统等等。电源、泵与电动机本身、润滑系统等等。（2）泵在启动前的状态。）泵在

39、启动前的状态。离心泵泵腔和吸水管内充满水，离心泵泵腔和吸水管内充满水，出口阀出口阀关闭关闭。轴流泵泵体浸入水中、将出口阀适当。轴流泵泵体浸入水中、将出口阀适当打开打开。给。给水泵暖泵完毕。水泵暖泵完毕。（3）合闸启动。）合闸启动。合闸后不超过合闸后不超过24min，转速达到额定转速，转速达到额定转速后，逐渐开启离心泵的出口阀，增加流量，并达到满负荷，后，逐渐开启离心泵的出口阀，增加流量，并达到满负荷，而且运行时流量不小于该泵要求的最小流量。而且运行时流量不小于该泵要求的最小流量。2、正常维护、停泵和事故处理、正常维护、停泵和事故处理（1）正常运行与维护：）正常运行与维护：进出口压力、电流电压、

40、轴承温度、进出口压力、电流电压、轴承温度、振幅等。振幅等。（2）停泵。）停泵。要注意离心泵应关闭出口阀后再停泵，给水泵要注意离心泵应关闭出口阀后再停泵，给水泵还需开启暖泵系统使其慢慢地冷却，待泵转子停转后再停拧还需开启暖泵系统使其慢慢地冷却，待泵转子停转后再停拧润滑油系统。润滑油系统。（3）常见事故及其处理方法。）常见事故及其处理方法。三、风机的启动、运行维护和故障处理三、风机的启动、运行维护和故障处理（1）离心风机）离心风机应关闭进口挡板启动；应关闭进口挡板启动；轴流风机轴流风机应适当开启应适当开启挡板启动；若为动叶可调则关闭叶片启动。挡板启动；若为动叶可调则关闭叶片启动。（2）高温风机）高

41、温风机，为预防过载采取加热气体，并随时监测电，为预防过载采取加热气体，并随时监测电流确定是否过载。流确定是否过载。（3）运行与维护）运行与维护：压力、电流电压、轴承温度、振幅等。：压力、电流电压、轴承温度、振幅等。（4）常见事故分性能方面和机械方面。）常见事故分性能方面和机械方面。四、暖泵四、暖泵1、原因：、原因：高温高压给水泵在启动过程中由于高温给水通过，高温高压给水泵在启动过程中由于高温给水通过，使泵体温度从常温很快升高到使泵体温度从常温很快升高到100200，这就必然造成了，这就必然造成了泵体内外和各个部分之间的温差。若没有足够长的传热时间泵体内外和各个部分之间的温差。若没有足够长的传热

42、时间和适当控制温升的措施，必然使泵各处膨胀不均、造成泵体和适当控制温升的措施，必然使泵各处膨胀不均、造成泵体各部分变形、磨损、振动和轴承抱轴等事故。各部分变形、磨损、振动和轴承抱轴等事故。2、暖泵：、暖泵：在较短的时间内使泵体各处以允许的温升、均匀的在较短的时间内使泵体各处以允许的温升、均匀的膨胀达到进入工作状态前的要求。膨胀达到进入工作状态前的要求。3、正暖：、正暖：一般在冷态下启动时采用，即暖泵水取自除氧器，一般在冷态下启动时采用，即暖泵水取自除氧器，热水从泵吸入口端暖水管流入泵内，暖泵后从泵出口端流热水从泵吸入口端暖水管流入泵内，暖泵后从泵出口端流出，然后经暖泵水管放泄到集水箱或地沟，出

43、，然后经暖泵水管放泄到集水箱或地沟，水温较低水温较低。4、倒暖：、倒暖：热态下启动时常采用，倒暖热水取自给水压力母热态下启动时常采用，倒暖热水取自给水压力母管或另一台泵出口，从给水泵出口端进入泵内，暖泵后经管或另一台泵出口，从给水泵出口端进入泵内，暖泵后经水泵入口流回除氧器，水泵入口流回除氧器，水温较高水温较高。倒暖由于暖泵水能回收，。倒暖由于暖泵水能回收，因何比较经济。因何比较经济。第七节第七节 泵与风机的不稳定工况泵与风机的不稳定工况一、风机旋转脱流一、风机旋转脱流1、脱流、脱流当冲角增加到某一个临界值时，流体在叶片凸面的流动遭到当冲角增加到某一个临界值时，流体在叶片凸面的流动遭到破坏，边

44、界层严重分离，阻力大大增加，升力急剧减小，压破坏，边界层严重分离，阻力大大增加，升力急剧减小，压力迅速下降。这种现象称为力迅速下降。这种现象称为脱流或失速脱流或失速。泵与风机不稳定工况有旋转脱流、喘振、汽蚀等现象。泵与风机不稳定工况有旋转脱流、喘振、汽蚀等现象。图图641 流体绕流叶型和脱流的产生流体绕流叶型和脱流的产生（a）零冲角流动；（）零冲角流动；（b）冲角增大，尾部出现脱流；（）冲角增大，尾部出现脱流；（c）失速）失速2、旋转脱流、旋转脱流（1）定义：）定义：一旦某一个或某些叶片上首先产生了脱流，这个一旦某一个或某些叶片上首先产生了脱流，这个脱流就会在整个叶栅上逐个叶片地传播，称为脱流

45、就会在整个叶栅上逐个叶片地传播，称为旋转脱流。旋转脱流。图图642 动叶旋转脱流的形成动叶旋转脱流的形成（2）旋转脱流的传播方向与叶）旋转脱流的传播方向与叶轮转向相反，而传播角速度小轮转向相反，而传播角速度小于叶轮旋转角速度。于叶轮旋转角速度。（3）旋转脱流）旋转脱流叶片前后压力叶片前后压力变化变化交变应力交变应力叶片损坏或共叶片损坏或共振振 二、风机的喘振二、风机的喘振当风机处于不稳定工作区运行时，可能会出现当风机处于不稳定工作区运行时，可能会出现流量、全压的大流量、全压的大幅度波动幅度波动，引起风机及管路系统周期性的剧烈振动，并伴随着，引起风机及管路系统周期性的剧烈振动，并伴随着强烈的噪声

46、，这种现象叫作强烈的噪声，这种现象叫作喘振喘振。1、喘振发生的过程、喘振发生的过程节流调节节流调节减少风机流量时减少风机流量时临界点临界点KD（管路容量较大，（管路容量较大，瞬间管内压力瞬间管内压力风机压力）风机压力）流体倒流，管内压力降到小流体倒流，管内压力降到小于于B点点风机工作移至风机工作移至E点点工作点为工作点为D点（点（qVAqVD）保持流量平衡滑向保持流量平衡滑向D点点风机风机重复重复EKDBE2、防止和消除喘振的措施、防止和消除喘振的措施（1）在）在风机选型及管路设计时应尽量使工作点避开不稳定区风机选型及管路设计时应尽量使工作点避开不稳定区。（2）设置再循环管或放气设置再循环管或

47、放气阀，使通过风机的流量大于阀，使通过风机的流量大于qvk，以防，以防止风机运行落入不稳定区。止风机运行落入不稳定区。（3）设计管路时应避免容积过大的管段，避免促成喘振的客观设计管路时应避免容积过大的管段，避免促成喘振的客观条件条件。（4）采用适当的调节方式，使风机稳定工作区扩大。）采用适当的调节方式，使风机稳定工作区扩大。风机产生喘振需具备的条件：风机产生喘振需具备的条件：（1）风机在不稳定工作区运行，且风机工作点落在）风机在不稳定工作区运行，且风机工作点落在pqV性性能曲线的上升段。能曲线的上升段。（2）风机的管路系统具有较大容积，并与风机构成一个弹）风机的管路系统具有较大容积，并与风机构

48、成一个弹性的空气动力系统。性的空气动力系统。（3）系统内气流周期性波动频率与风机工作整个循环的频）系统内气流周期性波动频率与风机工作整个循环的频率合拍，产生共振。率合拍，产生共振。三、并联工作的三、并联工作的“抢风抢风”现象现象风机并联运行时，有时会出现一台风机流量特别大，而另一台风机并联运行时，有时会出现一台风机流量特别大，而另一台风机流量特别小的现象，若稍加调节则情况可能刚好相反，原风机流量特别小的现象，若稍加调节则情况可能刚好相反，原来流量大的反而减小。如此反复下去，使之不能正常并联运行。来流量大的反而减小。如此反复下去，使之不能正常并联运行。这种现象称为这种现象称为抢风现象。抢风现象。

49、若合成工作点为若合成工作点为C，则两台风机，则两台风机阻力稍有差别或系统风量稍有波阻力稍有差别或系统风量稍有波动，就可能使一台风机流量较大动，就可能使一台风机流量较大在在C1点工作，仍属于正常工作，点工作，仍属于正常工作，而另一台风机流量较小在而另一台风机流量较小在C2点处点处于不稳定工作状态。于不稳定工作状态。为避免风机出现抢风现象，首先不采用具有不稳定性能的为避免风机出现抢风现象，首先不采用具有不稳定性能的风机，同时在低负荷时可以单台运行，当单台风机满足不风机，同时在低负荷时可以单台运行，当单台风机满足不了需要时，再启动第二台参加并联运行。了需要时，再启动第二台参加并联运行。思考题：思考题：6-2、6-4、6-5、6-8