選煤廠設備泵及管網

1、第八節(jié) 選煤廠流體機械本節(jié)重點1、離心泵工作原理及故障處理2、水泵的汽蝕現(xiàn)象3、鼓風機工作原理4、鼓風機“喘振”現(xiàn)象5、空壓機工作原理一、概述1、什么是流體機械？流體機械就是給空氣或水等流體介質增加能量的機械的總稱。2、流體機械的分類1葉片式：利用旋轉的葉片向流體傳遞能量2容積式：以改變流體的工作容積的方法向流體傳遞能量3無傳動式：無運動部件，而是利用一系列管件將一種流體的能量傳送給另一種流體。流體機械葉片式容積式無傳動式離心式混流式軸流式活塞式回轉式水環(huán)式齒輪式螺桿式射流泵氣泡泵3、選煤廠常用流體機械離心式水泵和雜質泵離心式鼓風機和通風機活塞式空氣壓縮機回轉式鼓風機和水環(huán)真空泵二、供水機械（

2、一）離心式水泵1、離心式水泵的基本組成1-泵殼導流、升壓2-葉輪把泵軸的機械能傳遞給水的唯一部件3-泵軸4-吸水管5-排水管6-底閥及濾水器7-閘門8-灌水漏斗2、離心水泵的工作原理泵開動前先在泵內注滿水，當葉輪由電動機帶動旋轉時，葉片帶動水一起旋轉，由于水受離心力作用，使葉輪外圍水壓升高，中心部分壓力減低。當排水管上閘門打開時，泵殼中有壓力的水經排水管排升一定高度，與此同時，由于泵入口處于低壓，使水池中的水在大氣壓力作用下，通過吸水管源源不斷地進入泵和葉輪內。葉輪外圍的泵殼呈螺旋形，其過水斷面是逐漸增加的，這樣可使泵殼中的水流速減低，把水的部分動能轉變?yōu)閴耗?。水泵能正常工作必須具備兩個基本條

3、件一是泵內必須先注滿水二是水泵葉輪必須由原動機帶動旋轉1注水裝置在水泵的泵殼頂部安裝灌水漏斗1，作為起動前泵灌水之用，為了在灌水時能逐出內部的空氣，泵殼頂端還設置放氣閥2。大型離心水泵為縮短灌水時間，可利用真空泵等注水。2濾水器及底閥安裝在吸水管進口處，濾水器可防止水中雜物進入水泵，堵塞葉輪及泵內流道，底閥是一個逆止閥，使水只能進入吸水管而不能返流，這樣可以防止水泵注水時水從吸水管下部流走。3排水閘閥安裝在水泵出水管路上靠近水泵附近，在啟動、停車和調節(jié)水泵流量時使用。4逆止閥防止水從排水管倒流回水泵，特別是水泵由于突然停電引起水流中斷，使管路系統(tǒng)發(fā)生水錘作用時，逆止閥可以保護水泵免受水錘沖擊波

4、的損害。5壓力表和真空表壓力表安裝在泵的出口處，用于指示檢測出口壓力真空表安裝在泵的進口處，用于指示檢測進口壓力1灌水漏斗2放氣閥3底閥及濾水器4閘門5逆止閥6壓力表7真空表3、離心泵的主要性能參數(shù)1揚程H （壓頭）單位重量的水通過水泵所獲得的能量（mH2O）2流量Q單位時間水泵排出的水的體積（m3/h 或 l/s）3軸功率N水泵軸輸入水泵的功率（kW）水泵有益功率（輸出功率）指水泵排出的水所獲得的功率Ne4效率：有益功率與軸功率之比，%5轉速：電機的轉速，n，r/min6水泵允許吸上真空高度4、水泵的汽蝕現(xiàn)象水泵產生汽蝕現(xiàn)象的過程當葉輪入口最低壓力等于當時水溫下的飽和蒸汽壓力（水開始氣化或沸

5、騰時的壓力）時，該處液體（在K點附近）開始氣化形成汽泡，汽泡隨水流到葉輪內的高壓區(qū)時，由于水的壓力上升又高于飽和蒸汽壓的值，此時汽泡又凝結成水，原來汽泡占據(jù)的空間由于體積突然收縮而形成空洞，周圍的水以很高的速度沖向空洞，在該處產生巨大的水力沖擊。此時，質點的動能變?yōu)樽冃文?，由于液體的變形很小，所以壓強很高，瞬時壓力可達數(shù)千大氣壓。由于水不斷的從K區(qū)流過，汽泡連續(xù)不斷的產生和凝結，因此這種水力沖擊以很高的頻率發(fā)生，當這種高頻沖擊發(fā)生在葉輪金屬表面時，將使金屬表面發(fā)生疲勞破壞而剝落，這就是汽蝕現(xiàn)象的主要破壞機理和發(fā)生過程。水泵發(fā)生汽蝕時，由于低壓下溶于液體中的有害氣體析出，也使金屬發(fā)生化學腐蝕，這

6、也增加了對金屬的破壞。汽蝕時葉輪發(fā)生海綿狀或蜂窩狀損壞。汽蝕嚴重時，短時間內就能使葉輪報廢。汽蝕發(fā)生時，一般伴有因高頻沖擊引起的噪音和振動。泵的流量減少，揚程和效率都顯著降低，嚴重時甚至完全不上水。防止水泵汽蝕的措施水泵吸水高度不能太大，要小于等于最大的水泵吸水高度采用較粗的吸水管徑，減小吸水管路流速。少用彎頭及閘門，減小吸水管阻力損失；管道長度應盡量縮短，并盡量減小濾水器和底閥的阻力。盡量采用水池水面高于水泵的壓入式布置方式。這樣水泵吸水口處于正壓之下，避免汽蝕的發(fā)生。5、離心泵的管道系統(tǒng)6、離心泵的調節(jié)當離心水泵的工作流量不符合生產要求時，有時并不需要更換水泵，而是設法對水泵進行調節(jié)。1改

7、變管道特性曲線的調節(jié)（排水閘門調節(jié)）利用排水管道上的閘門開啟度來改變管道的阻力系數(shù)，從而改變管道特性曲線和水泵的工況點。此方法的優(yōu)點是簡單、方便，不需增加設備，但不經濟。原因是閘門關小后，排水管的阻力增加了，致使管道損失比閘門關小前增加，由于克服阻力損失是功耗加大。故長期調節(jié)或調節(jié)幅度較大時，不宜采用。但可用在臨時性和小幅度調節(jié)中。2改變水泵特性曲線的調節(jié)減少葉輪數(shù)目多級水泵的揚程與葉輪數(shù)目成正比，當多級水泵的揚程高于實際需要時，可根據(jù)實際需要的揚程決定所需葉輪數(shù)目。確定需要的級數(shù)后，可拆除多余的葉輪。但只能拆除最后或中間一級，而不能拆除吸水側的第一級葉輪，因為這一葉輪拆除后，增加了吸水側的阻

8、力損失，將使水泵提前發(fā)生汽蝕。拆除多余的葉輪時，泵殼和軸均可保持原狀不動，但需在軸上加一個和葉輪尺寸相同的軸套，以保持整個轉子的位置固定不動。削短葉輪直徑因為削短葉輪直徑后，將使泵的揚程、流量和功率減小，從而使特性曲線改變。對于有導葉的多級水泵的葉輪，為了減小葉片車削后液流對導葉和泵殼的沖擊損失，一般只車削葉片的外徑，仍保留葉輪兩側的蓋板。對于有螺旋形壓水室的水泵，則蓋板和葉片可一同車削。改變水泵轉速水泵轉速改變時，其揚程、流量和功率按比例定律變化，從而使水泵特性曲線也相應改變。這種調節(jié)方法的優(yōu)點是：效率下降少，比較經濟，但需增加改裝費用或設備，實際應用受限制。改變水泵轉速的方法A、改變電機轉

9、速（在轉子電路中串接電阻、改變電機級數(shù)、改變電源頻率）B、更換皮帶輪直徑調速C、采用液力聯(lián)軸器（適用于大型設備）改變轉速時，增速范圍一般不能超過泵的額定轉速，以免發(fā)生機械強度不夠等問題。7、離心泵的啟動和停止1起動注滿水關閉排水管上閘門開動電動機開啟排水閘門水泵正常工作逐出泵內空氣轉速正常后關閉閘門啟動的原因閘門關閉泵的流量為零，零流量時泵的功率最小，電動機的啟動電流也最小，所以關閉閘門啟動可以減小起動功率和起動電流，并可縮短啟動時間。電機轉速達正常時，應迅速地逐漸打開閘門，不應在閘門關閉狀態(tài)下長時間（一般不超過3分鐘）空轉，否則引起泵內水過熱。2水泵的停止先關閉排水閘門，再停電動機。原因：為

10、了防止突然停泵引起管路中的水錘作用3雜質泵的起動和停止泵應在清水條件下起動，在達到正常轉速并打開排水閘門之后，應先輸送清水沖洗管路，然后再輸送礦漿。泵停車之前也應由打礦漿改打清水，待管路中礦漿全部被置換之后，再行停車。8、水泵運轉過程中的注意事項1注意軸承溫度，滑動軸承不得超過75，滾動軸承不得超過70。2填料箱的水封環(huán)要經常供水，松緊適度，過緊會使填料過熱甚至冒煙，過松將大量漏水。3定期更換軸承箱潤滑油，注意供油量合適。4定期檢查下列各點：葉輪入口密封環(huán)的間隙是否磨損過大，彈性聯(lián)軸器的連接是否牢固，吸水管是否漏氣，底閥有無堵塞及卡住現(xiàn)象。，各儀表是否準確。5運轉過程中出現(xiàn)噪音及不正常音響，應

11、立即停車檢查。9、離心泵常見故障及其排除方法1水泵吸不上水的原因及排除方法A、起動前未注滿水，其原因往往是吸水管下端底閥漏水。應及時修理底閥。B、吸水高度超過允許值或要求壓入式工作的砂泵灌注高度不夠。必須減小吸水高度或增加灌注高度。C、吸水管或濾水網被堵塞。應立即停泵檢查，疏通及沖洗堵塞處。D、吸水管接口或水泵填料箱漏氣。發(fā)生這種故障時，真空表讀數(shù)較低。必須修理吸水管或更換填料。E、水泵電動機的旋轉方向不對。應注意檢查電機線路，更換轉向。F、雜質泵內部流道被堵塞。應檢查泵體及葉輪，清除堵塞物，并注意防止各種雜物進入礦漿池。2水泵排水量較正常為低的原因及排除方法A、水泵轉速未達額定值，檢查原因予

12、以排除。B、吸水管或葉輪局部堵塞，應檢查清理堵塞處。C、水泵密封環(huán)間隙過大，多級泵水泵葉輪和導水圈未對中。必須更換密封環(huán)或重新安裝水泵，正確對中。D、水泵吸入側接口不嚴或填料箱有少量漏氣，應詳細檢查予以排除。E、水泵及雜質泵的流通部件嚴重磨損，內部損失增加，因而水泵揚程和流量下降、應檢修水泵，更換磨損部件。F、排水管道被沉積物部分堵塞而使管道阻力過大，應清洗管道，除掉內部沉積物。3水泵電機過負荷的原因及排除措施A、水泵安裝不正確，泵殼和轉子發(fā)生摩擦。B、平衡盤嚴重磨損，泵軸竄動過多，致使轉子和泵殼發(fā)生摩擦或卡住。應立即更換平衡盤上的承磨環(huán)，并調整平衡盤的間隙。C、雜質泵礦漿濃度過大，增大了泵的

13、功率。應對濃度加以控制。E、雜質泵因部件嚴重磨損，使泵的損失加大，增加泵的負荷。應進行定期檢修，更換易損部件。F、水泵選擇偏大，泵運轉時流量和功率超過要求。應對水泵進行調節(jié)，使工況向小流量移動，降低電機負荷。G、排水管道發(fā)生破裂，使管道阻力突然下降，因流量過大而使電機過負荷。（二）活塞式水泵1、活塞式水泵的工作原理1水缸2活塞3活塞桿4吸水閥5排水閥6曲柄7連桿8十字頭當原動機帶動曲軸旋轉時，通過曲柄、連桿和十字頭將旋轉運動變?yōu)榛钊谒字械耐鶑椭本€運動。活塞自左端向右移動時，水缸工作容積（陰影部分）增大并形成負壓，使水池中的水在大氣壓力的作用下，經濾水器和吸水管，推開吸水閥進入水缸。活塞到達

14、右端時，水缸的工作容積被水充滿，吸水過程結束。當活塞從右端向左移動時，水缸中水壓上升，吸水閥關閉，排水閥打開，開始排水。隨著活塞左移，水缸的工作容積逐漸減小，缸中的水被擠壓到排水管中?；钊频阶蠖耍潘Y束。隨后活塞右移又開始另一次吸水過程?；钊诟字忻客鶑鸵淮尉臀淮嗡⑴乓淮嗡?，稱為一個工作循環(huán)。因為水泵工作時，活塞在缸中往復運動所以這種水泵也稱作往復式水泵。2、活塞式水泵的工作特性1水泵啟動前不必注水。2水泵的流量決定于缸的尺寸和泵的轉速。3水泵工作揚程的高低完全決定于管道特性。4必須在閘門完全打開的情況下啟動。5水泵的流量是不均勻的。（三）泵房的布置根據(jù)泵的形式不同，分為臥式泵房和立式

15、泵房。根據(jù)地形及進水要求，分為地上式、地下式或半地下式。并列式順列式雙列式（四）管道系統(tǒng)閥門的選擇清水管道上選用結構簡單、輕巧靈活的閘閥。重介或礦漿管道選用耐磨損、易拆卸檢修、不易被雜物堵塞的閘閥。常用的閥類有暗桿楔式單閘板閘閥明桿平行式雙閘板閘閥電動閘閥截止閥旋轉閥或球閥隔膜式襯膠法蝶閥逆止閥三、送風機械1、概述選煤廠送風機械根據(jù)其產生的壓力大小分為以下四類：1空氣壓縮機（簡稱空壓機）產生的空氣計示壓力大于0.2MPa用作介質桶的介質攪拌和貯煤倉的氣力吹倉2鼓風機（包括壓風機）產生的空氣計示壓力為15-200kPa用作跳汰機的風源3通風機產生的空氣計示壓力為0-15kPa主要用于除塵、干燥、

16、鍋爐鼓風及廠房通風等場所4真空泵產生的空氣計示壓力小于零，具有一定真空度。真空泵及壓風機和真空過濾機配套使用，真空泵用于抽吸濾液，使粉煤脫水，壓風機輸送高壓空氣到過濾機，吹落濾網上的濾餅。2、通風機和通風管道1離心式通風機的基本結構和工作原理1葉輪2葉片3軸4機殼5進風口通風機工作原理主軸3帶動葉輪旋轉時，由于葉片與空氣相互作用，使空氣得到能量，并且和葉輪一起旋轉，空氣旋轉產生的離心力作用，將它甩向葉輪外圍并且壓力升高，而葉輪入口壓力降低，風機入口外面的空氣在大氣壓力作用下，源源不斷地進入葉輪，葉輪外圍甩出的高壓高速空氣，經螺殼型機殼4匯集，并將其部分動能轉化為靜壓能，然后從排出管排走。由于風

17、機是淹沒在大氣中工作，所以無需向水泵那樣起動前先注水。 2軸流式通風機基本組成及工作原理 氣流軸向流入和流出故稱軸流式1葉輪2葉片（放射狀）3電機4流線罩5集風器6整流器7擴壓器8外殼9尾罩軸流式通風機工作原理根據(jù)流體力學原理，氣流流過機翼型葉片時產生升力P，由于葉輪固定，不能被升力推動，根據(jù)作用力和反作用力原理，氣流作用給葉片升力的同時，葉片也作用給氣流一個和升力大小相等的反作用力F ，這個反作用力一方面推動氣流旋轉，另一方面又推動氣流從入口流向出口并且壓力增加。3通風機在管道中的工作方式A、吸入式風機入口和風管連接，風機出口通大，管中壓力為負壓，抽吸煙塵時用。B、壓入式出口與風管連接，入口

18、通大氣，管中壓力為正壓（大于大氣壓），鍋爐鼓風時用。C、混合式入口出口均和風管連接時選煤廠除塵用從吸塵罩到通風機的管道必須為吸入式，通風機出口到廠外的風管則為壓入式。3、空氣壓縮機1活塞式空氣壓縮機1氣缸2活塞3活塞桿4曲軸5吸氣閥6排氣閥7吸氣管8排氣管9空氣過濾器10貯氣罐活塞式空氣壓縮機的工作過程（工作循環(huán)）A、吸氣過程當活塞自左向右運動時，氣缸內的工作容積增大而壓力下降，外部的空氣在大氣壓力作用下，經過空氣過濾器9和吸氣管7，推開吸氣閥5進入氣缸，空壓機開始吸氣，當活塞到達氣缸右端時，吸氣終了。B、壓縮過程當活塞返回自右向左運動時，氣缸工作容積減小，壓力上升，首先將吸氣閥關閉，缸內空氣

19、受壓縮，隨著活塞左移，空氣壓力逐漸升高，直到壓力上升到略大于貯氣罐中的壓力。C、排氣過程當缸內壓力略大于貯氣罐壓力時，排氣閥6被推開開始排氣，隨著活塞左移，缸內壓縮空氣經排氣管8被不斷排到貯氣罐10中，活塞到達氣缸左端時排氣終了。D、膨脹過程排氣終了時，氣缸和活塞之間仍留有一定間隙，以防止活塞撞擊氣缸和氣閥，這一間隙的容積稱為余隙容積。由于余隙容積的存在，排氣終了時缸內的高壓空氣并不能排凈，在余隙容積中仍殘存著高壓空氣。當活塞自左向右返回運動時，排氣閥首先關閉，隨著缸內容積加大，殘存高壓氣體膨脹，壓力逐漸降低，直到缸內壓力下降到大氣壓力以下時，吸氣閥打開并開始吸氣。從排氣閥關閉到吸氣閥打開前的

20、這一過程稱為膨脹過程。這四個過程稱為空壓機的一個工作循環(huán)。活塞式空壓機的兩級壓縮在第1級氣缸壓縮后，將氣體導入中間冷卻器冷卻，然后再經第2級氣缸壓縮后，達到需要的壓力。在選煤廠為什么空壓機要用兩級壓縮？因為從排氣溫度公式計算，空壓機的壓縮比越大，排氣溫度越高，當排氣溫度過高時，氣缸內的潤滑油容易氧化、分解、汽化，有中雜質和空氣中的灰塵結合形成積碳，大量積碳隨空氣一同排出，分布在氣閥、排氣管道、貯氣罐上，它不但使閥片關閉不嚴，管道阻力增加，嚴重的是集碳層氧化發(fā)熱，導致爆炸。所以采用一級壓縮當要求氣壓較高時，尤其選煤廠要求壓力達到0.8MPa，采用一級壓縮是危險的。2螺桿式空壓機螺桿式空壓機工作原

21、理缸內平行裝有兩個螺桿型轉子，其中一個是陽轉子，一個是陰轉子，兩者的齒數(shù)不同，陽轉子有4個凸出的齒，陰轉子有6個凹形的齒，工作時兩轉子通過一對同步齒輪傳動，反向旋轉，轉子內的溝槽和氣缸內壁所構成的容積由于兩轉子的轉動和嚙合，不斷從吸氣側移向排氣側，從而實現(xiàn)氣體從一端吸入溝槽，并隨著轉動被轉子推向排氣側，使氣體壓縮，最后從排氣口排出。 螺桿式空壓機的工作過程 吸氣過程 當轉子的一對嚙合溝槽與吸氣口（在正上方）接通時，開始吸氣，轉子轉過一定角度，吸氣的溝槽越過吸氣口位置，這一溝槽吸氣完畢。圖 壓縮過程 從溝槽越過吸氣口，溝槽中的容積處于密閉狀態(tài)，轉子繼續(xù)旋轉，兩轉子由于相向轉動互相迎合，陽轉子齒縫

22、連續(xù)填塞陰轉子齒谷，使充滿氣的溝槽容積不斷減小，槽中氣體被壓縮。圖 隨著轉動這一溝槽與排氣孔相通，壓縮過程終止。圖 排氣過程 從溝槽與排氣孔口相通即開始排氣，兩個齒不斷嚙合，將壓縮后的氣體壓出排氣口，直到兩齒完全嚙合，溝槽內氣體被全部排出，排氣過程終了。圖由于螺桿上有幾對齒，吸、排氣過程相互交錯進行，故空壓機的吸、排氣式連續(xù)進行的。 螺桿式空壓機的優(yōu)點 體積小，結構緊湊，易損件少，運轉連續(xù)、平穩(wěn)，可以提高轉速。 影響空壓機供氣效率大小的因素 氣缸余隙容積 吸氣壓力降低 吸氣溫度升高 漏氣 貯氣罐（風包）的作用 穩(wěn)壓作用，減弱空壓機排出氣流的壓力波動。 貯存一定量壓力，對用氣的不均衡起一定的調節(jié)

23、作用。 罐內可分離出油和水，并定期排出。 空壓機冷卻系統(tǒng)的作用 提高空壓機的供氣效率 節(jié)省功率消耗 降低排氣溫度 增加空壓機工作的經濟性和安全性 空壓機的潤滑 空壓機有傳動潤滑系統(tǒng)和氣缸潤滑系統(tǒng)兩套獨立的潤滑系統(tǒng)。潤滑油除了減少摩擦，延長部件使用壽命，還起到冷卻和密封作用。由于氣缸內部溫度高，必須使用閃點高、粘度大、熱穩(wěn)定性好的壓縮機潤滑油，嚴禁使用一般機械油，一般用13號壓縮機油。傳動機構用40或50號機械油就可以。 空壓機的安全保護裝置 安全閥、釋壓閥、壓力繼電器和溫度保護裝置 空壓機為什么要調節(jié)？ 使用壓縮空氣的設備和機械往往是間歇工作的，而空壓機的排氣量是固定的。當供氣量大于需要量時，

24、風包壓力上升，甚至超過安全閥動作壓力，使安全閥動作，將壓氣排入大氣，造成浪費，為了穩(wěn)定供氣壓力，使壓力的供需相適應，必須裝設調節(jié)系統(tǒng)。 常用的調節(jié)裝置有 壓力調節(jié)器 減荷閥4、鼓風機1、離心式鼓風機1鼓風機的“喘振”現(xiàn)象產生的原因由于跳汰機工作時壓力和流量發(fā)生周期性變化，鼓風機和管路中阻力太大，出現(xiàn)類似喘氣的現(xiàn)象，還伴隨著低頻振動和聲響。消除的方法在鼓風機出口附近的排汽管上裝設旁通管和放風閥。關小吸氣管節(jié)流閥。2離心鼓風機啟動、停止、運轉中的注意事項起動首先進行手動盤車，各部分不應有不正常的聲響，然后開動輔助油泵向機組供油，起動前將排氣閥門關上，把旁通管的放風閥打開，再將進氣管的節(jié)流閥關小，當運行正常后，將排氣管閘門慢慢打開，放風閥關死。停止先將旁通管的放風閥打開，再將進氣管的節(jié)流閥關小，最后關上排氣閥門。運轉隨時觀察風壓及各儀表讀數(shù)，檢查軸承溫度。2羅茨鼓風機 羅茨鼓風機型號：GM80L-150S