泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行課件

1、14 泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行分析及選擇 14.1 管路性能曲線與工作點 14.2 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行 14.3 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié) 14.4 泵與風(fēng)機(jī)的選用 14.5 常見故障的分析與排除14 泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行分析及選擇 14.1 管路性能14.1 管路性能曲線與工作點14.1.1管路性能曲線 管路特性曲線也叫管路性能曲線，是指泵或風(fēng)機(jī)在管路系統(tǒng)中工作時，其實際揚(yáng)程（或壓頭）與實際流量之間的關(guān)系曲線。由圖可得方程14.1 管路性能曲線與工作點14.1.1管路性能曲線 管路Hst 靜壓頭（或稱靜揚(yáng)程），表達(dá)式為：又得到管路特性方程 Hst 靜壓頭（或稱靜揚(yáng)程），表達(dá)式為：又得到管路特性方離心泵管路特性曲線 管

2、路阻力愈大，即S愈大，則二次曲線愈陡。S1 S2 S3 對于水泵裝置離心泵管路特性曲線 管路阻力愈大，即S愈大，則二次曲線愈陡。因氣體密度很小，當(dāng)風(fēng)機(jī)吸入口與風(fēng)管出口高程差不是很大時，氣柱重量形成的壓強(qiáng)可忽略，其靜揚(yáng)程可認(rèn)為等于零。所以，風(fēng)機(jī)管路特性曲線的函數(shù)關(guān)系式為： 對于風(fēng)機(jī)裝置 S1 S2 QD ， HM=HDHC并聯(lián)運(yùn)行時的流量增加量Q=(QMQC)QC，增加的流量小于系統(tǒng)中一臺設(shè)備時的流量。也就是說，流量沒有增加一倍，即 QM2QC兩臺性能相同的泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)M點即為并聯(lián)運(yùn)行工況點。D點即為并兩臺性能不同的泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)QM= QB +QDQMHD，HBHC，則HMHB+HA表明，串聯(lián)運(yùn)

3、行的揚(yáng)程總是小于各單機(jī)獨立運(yùn)行時揚(yáng)程之和，同時串聯(lián)后的流量也增加了，這是因為總揚(yáng)程加大，使管路中流體的速度加大，流量隨之增加。 M點即為串聯(lián)運(yùn)行工況點。C、D點即為串聯(lián)運(yùn)行時單機(jī)的工況點 串聯(lián)運(yùn)行時，應(yīng)保證各單機(jī)在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。在串聯(lián)管路后面的單機(jī)，由于承受較高的揚(yáng)程(風(fēng)壓)作用，選機(jī)時應(yīng)考慮其構(gòu)造強(qiáng)度。風(fēng)機(jī)串聯(lián)，因操作上可靠性較差，一般不推薦采用。 一般說來，兩臺或兩臺以上的泵或風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行要比單機(jī)運(yùn)行效果差，工況復(fù)雜，分析麻煩。 串聯(lián)運(yùn)行時，應(yīng)保證各單機(jī)在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。在串14.3 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié) 實際工程中，隨著外界的需求，泵與風(fēng)機(jī)都要經(jīng)常進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，即進(jìn)行工況調(diào)節(jié)。如前所述，泵與

4、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時工況點的參數(shù)是由泵、風(fēng)機(jī)的性能曲線與管路性能曲線共同決定的。 工況調(diào)節(jié)的基本途徑是： （1）改變管道系統(tǒng)特性，如減少水頭損失、變水位、節(jié)流等； （2）改變水泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程（壓頭）性能曲線，如變速、變徑、變角、摘葉等。 14.3 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié) 實際工程中，隨14.3.1 節(jié)流調(diào)節(jié) 節(jié)流調(diào)節(jié)就是通過調(diào)節(jié)安裝在風(fēng)機(jī)吸入管及泵或風(fēng)機(jī)排出管上的閘閥、蝶閥等節(jié)流裝置來改變管道中的流量以調(diào)節(jié)泵或風(fēng)機(jī)的工況。優(yōu)點：調(diào)節(jié)流量，簡便易行，可連續(xù)變化。缺點：關(guān)小閥門時增大了流動阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不合理。閥門的關(guān)小額外增加的水頭損失為 相應(yīng)多消耗的軸功率為 14.3.1 節(jié)流調(diào)節(jié) 節(jié)流

5、調(diào)節(jié)就是通過調(diào)節(jié)安裝14.3.2 變速調(diào)節(jié) 變速調(diào)節(jié)就是在管路特性曲線不變的情況下，用改變轉(zhuǎn)速的方法來改變泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而達(dá)到改變泵或風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，即改變工作點的目的。由相似律可知，轉(zhuǎn)速改變時泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)變化如下 14.3.2 變速調(diào)節(jié) 變速調(diào)節(jié)就是在管路特性曲線不變的情況變速調(diào)節(jié)工況分析 nnA、B兩點不滿足運(yùn)動相似條件。 曲線為轉(zhuǎn)數(shù)n時泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線。曲線為管路性能曲線。兩線交點A就是工況點。將工況點調(diào)節(jié)至管路性能曲線上的B點，通過B點的泵或風(fēng)機(jī)性能曲線，轉(zhuǎn)數(shù)為n。變速調(diào)節(jié)工況分析 nnA、B兩點不滿足運(yùn)動相似條件。 曲線變速調(diào)節(jié)工況分析 nn相似工況點應(yīng)滿足以下關(guān)系：

6、 得相似工況曲線方程為： 繪出通過B點的相似工況曲線,與轉(zhuǎn)數(shù)n的性能曲線I交于C點，在圖中讀數(shù)QC。B點與C點是相似工況點，C點又在轉(zhuǎn)數(shù)為n的性能曲線上。因此有：相似工況曲線變速調(diào)節(jié)工況分析 nn相似工況點應(yīng)滿足以下關(guān)系： 得相似工改變泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法（1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 變頻調(diào)速是目前最常用的方法，它通過改變電機(jī)輸入電源的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)無級調(diào)速，該法調(diào)速范圍寬、效率高且變頻裝置體積小。缺點是調(diào)速系統(tǒng)（包括變頻電源、參數(shù)測試設(shè)備、參數(shù)發(fā)送與接收設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等），價格較貴，檢修和運(yùn)行技術(shù)要求高，對電網(wǎng)產(chǎn)生某種程度的高頻干擾等。（2）改變皮帶輪直徑 可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。這種

7、方法的缺點是調(diào)速范圍有限，并且要停機(jī)換輪。 （3）采用液力耦合器 所謂液力耦合器是指在電機(jī)和泵或風(fēng)機(jī)之間安裝的通過液體來傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動設(shè)備。這種調(diào)節(jié)法通常沒有附加的能量損失，也不致過多降低效率，比較經(jīng)濟(jì)。但調(diào)節(jié)措施較復(fù)雜麻煩，若采用變頻調(diào)節(jié)或液力聯(lián)軸器還會增加投資，因此在中小型設(shè)備中應(yīng)用并不普遍。 改變泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法（1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)速在確定水泵調(diào)速范圍時，應(yīng)注意如下幾點：（1）調(diào)速水泵安全運(yùn)行的前提是調(diào)速后的轉(zhuǎn)速不能與其臨界轉(zhuǎn)速重合、接近或成倍數(shù)。（2）水泵一般不輕易地調(diào)高轉(zhuǎn)速。（3）合理配置調(diào)速泵與定速泵臺數(shù)的比例。 （4）水泵調(diào)速的合理范圍應(yīng)使調(diào)速泵與定速泵均能運(yùn)行于各自的高效段內(nèi)。在

8、確定水泵調(diào)速范圍時，應(yīng)注意如下幾點：14.3.3 變角調(diào)節(jié) 變角是改變?nèi)~片的安裝角度。對葉片可調(diào)的軸流泵或風(fēng)機(jī)，變角可改變泵或風(fēng)機(jī)性能曲線，以改變水泵或風(fēng)機(jī)裝置的工況點，稱變角調(diào)節(jié)。 大型風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有供調(diào)節(jié)用的導(dǎo)流葉片。當(dāng)改變導(dǎo)流葉片的角度時，能使風(fēng)機(jī)性能發(fā)生變化。 由于進(jìn)口導(dǎo)流葉片既是風(fēng)機(jī)的組成部分，又屬于整個管路系統(tǒng)，因此進(jìn)口導(dǎo)流器的調(diào)節(jié)既改變了風(fēng)機(jī)性能曲線，也使管路系統(tǒng)特性發(fā)生變化。 采用導(dǎo)流器的調(diào)節(jié)方法，增加了進(jìn)口的撞擊損失，從節(jié)能角度看，不如變速調(diào)節(jié)，但比閥門調(diào)節(jié)消耗功率小，也是一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法。此外，導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)比較簡單，可用裝在外殼上的手柄進(jìn)行調(diào)節(jié)，在不停機(jī)的情況下進(jìn)行

9、，操作方便靈活，這是比變速調(diào)節(jié)優(yōu)越之處。 14.3.3 變角調(diào)節(jié) 變角是改變?nèi)~片的安14.3.4 變徑調(diào)節(jié) 變徑調(diào)節(jié)是將離心泵葉輪車削去一部分后，裝好再運(yùn)行用以改變水泵特性的一種調(diào)節(jié)方法，這種調(diào)節(jié)方法具有不可逆的特點。這也是離心泵所特有的調(diào)節(jié)方法。在一定車削量范圍內(nèi) ，葉輪的切削要符合車削定律。對于水泵，制造廠通常對同一型號泵，出標(biāo)準(zhǔn)葉輪外，還提供幾種經(jīng)過車削的葉輪供選用。 14.3.4 變徑調(diào)節(jié) 變徑調(diào)節(jié)是將離心泵葉輪車削去一部分后14.4 泵與風(fēng)機(jī)的選用14.4.1選用原則 選擇泵與風(fēng)機(jī)的一般原則是：保證泵或風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的正常、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，即所選擇的泵或風(fēng)機(jī)不僅能滿足管路系統(tǒng)流量、揚(yáng)程（風(fēng)壓）

10、的要求，而且能保證泵或風(fēng)機(jī)經(jīng)常在高效段內(nèi)穩(wěn)定的運(yùn)行，同時泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)。14.4 泵與風(fēng)機(jī)的選用14.4.1選用原則 選擇選擇時應(yīng)考慮以下幾個具體原則：（1）首選泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足生產(chǎn)上所需要的最大流量和揚(yáng)程或壓頭的需要，并使其正常運(yùn)行工況點盡可能靠近泵或風(fēng)機(jī)的設(shè)計點，從而保證泵或風(fēng)機(jī)長期在高效區(qū)運(yùn)行，以提高設(shè)備長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。（2）力求選擇結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕及高轉(zhuǎn)速的泵或風(fēng)機(jī)。（3）所選泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)保證運(yùn)行安全可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好。（4）對于有特殊要求的泵或風(fēng)機(jī)，還應(yīng)盡可能滿足其特殊要求。（5）必須滿足介質(zhì)特性的要求。（6）機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小。（7）經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到

11、設(shè)備費、運(yùn)行費、維修費和管理費的總成本最低。（8）離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點。選擇時應(yīng)考慮以下幾個具體原則：14.4.2 選用程序及注意事項 （1）充分了解泵或風(fēng)機(jī)的用途、管路布置、地形條件、被輸送流體狀況、水位以及運(yùn)輸條件等原始資料。（2）根據(jù)工程要求，合理確定最大流量與最高揚(yáng)程或風(fēng)機(jī)的最高風(fēng)壓。然后分別加10%20%不可預(yù)計（如計算誤差、漏耗等）的安全量作為選用泵或風(fēng)機(jī)的依據(jù)，即：（3）根據(jù)已知條件選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備類型，制造廠給出的產(chǎn)品樣本中通常都列有該類型泵或風(fēng)機(jī)的適用范圍。應(yīng)盡量選擇系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、性能優(yōu)良的

12、產(chǎn)品。（4）泵或風(fēng)機(jī)類型確定以后，要根據(jù)已知的流量、揚(yáng)程或壓頭選定具體設(shè)備型號。并應(yīng)使工作點處在高效率區(qū)域。14.4.2 選用程序及注意事項 （1）充分了解泵或風(fēng)機(jī)的（5）應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況，考慮是否采用并聯(lián)或串聯(lián)工作方式，是否應(yīng)有備用設(shè)備。（6）確定泵或風(fēng)機(jī)型號時，同時還要確定其轉(zhuǎn)速、原動機(jī)型號和功率、傳動方式、皮帶輪大小等。性能參數(shù)表上若附有所配用的電機(jī)型號和配用件型號可以直接套用，若采用性能曲線圖選擇，圖上只有軸功率曲線，需另選電機(jī)型號及傳動配件。泵或風(fēng)機(jī)進(jìn)出口方向應(yīng)注意與管路系統(tǒng)相配合。對于泵，還應(yīng)查明允許吸入口真空高度或必須氣蝕余量，并核算安裝高度是否滿足要求。（7）應(yīng)當(dāng)注意，產(chǎn)品樣本

13、提供的數(shù)據(jù)是在規(guī)定條件下得出的。例如對于風(fēng)機(jī)來說，一般是按空氣溫度為20、大氣壓為101.325 Pa下進(jìn)行實驗得出的資料，而鍋爐引風(fēng)機(jī)的樣本數(shù)據(jù)是按氣體溫度為200、大氣壓為101325 Pa得出的。當(dāng)實際使用條件與樣本規(guī)定條件不同時，應(yīng)按下式對性能參數(shù)加以修正：（5）應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況，考慮是否采用并聯(lián)或串聯(lián)工作方式，是否（8）確定泵的臺數(shù)和備用率：對正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，一般只用一臺，因為一臺大泵與并聯(lián)工作的兩臺小泵相當(dāng)，（指揚(yáng)程、流量相同），大泵效率高于小泵，故從節(jié)能角度講寧可選一臺大泵，而不用兩臺小泵，但遇有下列情況時，可考慮兩臺泵并聯(lián)合作：流量很大，一臺泵達(dá)不到此流量；對于需要有50%的備用

14、率大型泵，可改兩臺較小的泵工作，一臺備用（共三臺）；對某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作，不用備用泵，在一臺泵檢修時，另一臺泵仍然能承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送；對需24小時連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，應(yīng)有備用泵。（8）確定泵的臺數(shù)和備用率：14.4.3 水泵的選擇方法及步驟 離心泵的選擇方法一般有三種，即用“水泵性能表”、“水泵綜合性能曲線圖”及“常用泵的使用范圍圖”進(jìn)行選擇。第一種方法適用在水泵結(jié)構(gòu)型式已定的情況下單臺泵的選泵，表11.4為IS型單級單吸離心泵的性能示例（摘錄）；第二、第三種方法只能大致決定所選泵的類型；常用的是第二種方法。不管是哪種選擇法，在選定了泵之后，還要進(jìn)行驗算，即檢查泵

15、在管路中運(yùn)行時的工況是否符合要求，是否在高效率區(qū)運(yùn)行，若不是，則說明所選擇的泵不合適，應(yīng)重選?，F(xiàn)對第二種選擇方法進(jìn)行介紹！14.4.3 水泵的選擇方法及步驟 離心泵的選擇方型號流量Q揚(yáng)程H電機(jī)功率kw轉(zhuǎn)速n效率%吸程m葉輪直徑mmIS50-32-1608-12.5-1635-32-2832900557.2160IS50-32-2508-12.5-1686-80-721129003.57.2250IS65-50-12517-25-3222-20-1832900697125IS65-50-16017-25-3235-32-2842900667160IS65-40-25017-25-3286-80-

16、72152900487250IS65-40-31517-25-32140-125-115302900397315 IS型離心泵性能表（摘錄） 型號流量Q揚(yáng)程H電機(jī)功率kw轉(zhuǎn)速n效率%吸程m葉輪直徑mmI所謂離心泵的“綜合性能曲線圖”就是將某種類型的各種規(guī)格型號的泵的性能曲線的工作部分(四邊形)繪在一個圖上所得到的綜合性能圖。圖中各個四邊形是以葉輪切割與不切割的Q-H曲線和與設(shè)計點效率相差不大于7%的等效率曲線所組成。曲線1-2表示葉輪直徑未切割時的Q-H曲線，曲線3-4表示切割后的Q-H曲線，曲線1-4和2-3均是等效率曲線。 所謂離心泵的“綜合性能曲線圖”就是將某種類型的各種規(guī)格型號的BA型離心泵選擇曲線 BA型離心泵選擇曲線 具體步驟是：首先，確定泵的類型；其次，正確地計算出流量和揚(yáng)程 ，并考慮10%20%的富裕量，作為選擇泵的參數(shù)之依據(jù)；第三，在該類型的“水泵性能選擇曲線圖”上選取合適的型號，確定轉(zhuǎn)速、功率、效率等；第四，從“水泵樣本”中查出該臺泵的性能曲線(如是聯(lián)合運(yùn)行，則應(yīng)繪出聯(lián)合運(yùn)行的性能曲線)；第五，在該臺泵的性能曲線圖(或其聯(lián)合運(yùn)行性能曲線圖)上繪出管道特性曲線，決定出泵在管路中的工