泵与风机的选型
泵与风机课件(3)
泵与风机课件(3)一、引言泵与风机是工业生产中不可或缺的重要设备，广泛应用于各个领域。
泵主要用于输送液体，风机主要用于输送气体。
本课件将介绍泵与风机的原理、类型、性能参数、选型和应用等方面的知识，帮助大家更好地了解和掌握这两种设备。
二、泵的原理与类型1.原理泵的工作原理是通过旋转的叶轮或螺旋，使液体产生离心力，从而实现液体的输送。
泵的叶轮或螺旋在电机的驱动下旋转，使液体在泵壳内产生压力差，从而将液体输送至需要的地方。
2.类型(1)离心泵：利用离心力将液体输送出去的泵。
离心泵具有结构简单、体积小、重量轻、运行稳定等优点，广泛应用于各种液体的输送。
(2)螺旋泵：利用螺旋的旋转将液体输送出去的泵。
螺旋泵具有输送距离长、扬程高等特点，适用于输送粘度较高的液体。
(3)柱塞泵：利用柱塞的往复运动产生压力差，实现液体的输送。
柱塞泵具有输送压力高、流量调节方便等优点，适用于高压、小流量的液体输送。
(4)隔膜泵：利用隔膜的往复运动产生压力差，实现液体的输送。
隔膜泵具有输送压力高、输送介质广泛等优点，适用于各种特殊工况的液体输送。
三、风机的原理与类型1.原理风机的工作原理是通过旋转的叶轮，使气体产生离心力，从而实现气体的输送。
风机叶轮在电机的驱动下旋转，使气体在风机壳内产生压力差，从而将气体输送至需要的地方。
2.类型(1)离心风机：利用离心力将气体输送出去的风机。
离心风机具有结构简单、运行稳定、噪音低等优点，广泛应用于各种气体的输送。
(2)轴流风机：气体沿风机轴线方向流动的风机。
轴流风机具有风量大、噪音低、结构紧凑等优点，适用于需要大流量、低压力的气体输送。
(3)混流风机：介于离心风机和轴流风机之间，气体既有径向流动又有轴向流动的风机。
混流风机具有结构紧凑、噪音低、风量适中等优点，适用于中等风量、中等压力的气体输送。
(4)鼓风机：利用高速旋转的叶轮，将气体压缩后输送出去的风机。
鼓风机具有输送气体压力高、风量大的优点，适用于需要高压、大风量的气体输送。
泵与风机可分为哪几大类
1． 泵与风机可分为哪几大类？发电厂主要采用哪种型式的泵与风机？为什么？答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机发电厂主要采用叶片式泵与风机。
其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。
轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。
故一般用于大流量低扬程的场合。
目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。
2． 水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系？答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程；单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压联系：二者都反映了能量的增加值。
区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m 。
全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa 。
3． 离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？答：离心泵叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。
吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。
导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。
密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。
轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏到泵外。
离心风机叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。
集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。
进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。
4． 目前火力发电厂对大容量、高参数机组的引、送风机一般都采用轴流式风机，循环水泵也越来越多采用斜流式（混流式）泵，为什么？答：轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。
5.泵与风机的选型
《制冷流体机械》 授课：陈礼 余华明 压缩机总述 制冷流体机械》
第一节 泵与风机的性能参数
1.1流量 1.1流量 单位时间内泵与风机所输送的流体数量称为流量， 单位时间内泵与风机所输送的流体数量称为流量，它可以表示为体积流 流量 表示，单位为m3/s m3/h）、质量流量（ qm表示 单位为Kg/s m3/s、 ）、质量流量 表示， Kg/s） 量（用q表示，单位为m3/s、m3/h）、质量流量（用qm表示，单位为Kg/s） 和重力流量（ qG表示 单位为N/s）。最常用的是体积流量 表示， N/s）。最常用的是体积流量q 和重力流量（用qG表示，单位为N/s）。最常用的是体积流量q。 1.2泵的扬程和风机的全压 1.2泵的扬程和风机的全压 单位质量的液体在泵内所获得的有效机械能叫泵的扬程， 单位质量的液体在泵内所获得的有效机械能叫泵的扬程，也即每单位 扬程 质量液体在泵内获得的净机械能，以符号H表示，单位为：mH2O。 质量液体在泵内获得的净机械能，以符号H表示，单位为：mH2O。 单位体积的气体在风机内所获得的有效机械能叫风机全压。 单位体积的气体在风机内所获得的有效机械能叫风机全压。 全压 以符号p表示，单位为： N/m2。 以符号p表示，单位为： N/m2。
qp qm
=(
D2 p D2 m
)
3
n p η vp nm η vm
2.扬程（全压） 2.扬程（全压）相似关系 扬程
D2 p = H m D2 m Hp
3.功率相似关系 3.功率相似关系
5
2
np n m
η hp η hm
2
D2 p = D Pm 2 m Pp
《制冷流体机械》 授课：陈礼 余华明 压缩机总述 制冷流体机械》
泵与风机的选用 风机的选用
（1）根据机械能衡算式，计算输送系统所需的操作条件下的风
压并换算成实验条件下的风压HT。
（2）根据所输送气体的性质(如清洁空气，易燃、易爆或腐蚀
性气体以及含尘气体等)与风压范围，确定风机类型。若输送的是
清洁空气，或与空气性质相近的气体，可选用一般类型的离心通
风机。
（3）根据实际风量q(以风机进口状态计)与实验条件下的风压
d —排气系数，其值约为（0.8~0.95）0。
② 轴功率与效率 单级压缩机绝热压缩理论功率Na为
式中 Na—绝热压缩理论功率， kW。 实际轴功率N为
式中 N—轴功率，kW； a—绝热总效率， 一般a =0.7~0.9，设计完善的压
缩机a 0.8。 3、多级压缩 实际生产中压缩比可以很大，但压缩比太大，使得容
以下三类： 低压离心通风机，出口风压低于1 kPa（表压）； 中压离心通风机，出口风压为1~3 kPa（表压）； 高压离心通风机，出口风压为3~15 kPa（表压）。 常用的中、低压离心通风机有：4-72型；常用的高
压离心通风机有8-18型和9-27型。
2、离心通风机的选用
离心通风机的选用和离心泵的情况相类似，其选择步骤为：
式中 T1，T2—分别为吸入、排出气体的温度，K； p1，p2—分别为吸入、排出气体的压强，kPa； V1-V4—每一次压缩循环的吸气量，m3； m—多变压缩指数，由实验确定。其值大于1，小于对应
气体的绝热指数，压缩机的冷却效果越好， m值越接近于1。
以上两式说明：压缩功耗与吸入的气量成正比；压缩 比增大，排气温度升高，功耗增大；多变指数越大，T2和 W也越大。
个过程。 见压缩机实际工作循环。 ② 压缩过程中气体温度变化和功耗 等温压缩过程的功耗最小，见图中1-2-3-4围成的面积;而绝热
泵与风机火电厂常用泵与风机
泵与风机火电厂常用的泵与风机
2、LDTN型凝结水泵
在300MW及600MW机组使用，由沈阳水泵 上生产，图为9LDTN-2C型。
两级单吸叶轮，首级入口较大且有诱导 轮，以提高抗汽蚀性能。
泵与风机火电厂常用的泵与风机
泵与风机火电厂常用的泵与风机
图为大容量机组选用的 NLT型凝结水泵。
凝结水泵主要有卧式和立式两种。一般小容量机组采用 Nb或NS型卧式，而大中容量机组都采用立式结构。
立式结构占地面积小、叶轮处于最低位置，增加了泵的 倒灌高度；为了提高泵的转速，以减轻重量，并满足抗汽
泵与风机火电厂常用的泵与风机
蚀性能要求，均加装诱导轮。
1、NL型凝结水泵 300MW以下机组多
采用NL型凝结水泵， 如图。 两级叶轮，对称布置， 首级叶轮前装有诱导 轮。
双壳体圆筒式多级给水泵，其内壳体又分为：分段式和水平中开式
泵与风机火电厂常用的泵与风机
1、分段式多级给水泵 300MW机组配套给水泵DG500-240型，共8级，首级 叶轮双吸，浮动环密封。
泵与风机火电厂常用的泵与风机
泵与风机火电厂常用的泵与风机
2、圆筒形双壳体多级离心泵 双层套壳，内壳体与转子组成一个完整的结合体， 装在铸钢或锻钢的圆筒形外壳体内。 外壳体的高压端有坚固的端盖，端盖与圆筒式外壳 用螺栓连接。 内外壳体之间充满由最后一级叶轮排出的高压水，使 壳体受热均匀，热应小，同心性好。
泵与风机火电厂常用的泵与风机
泵与风机火电厂常用的泵与风机
DG型前置泵
泵与风机火电厂常用的泵与风机
YNKN型前置泵
二、凝结水泵 作用是：将汽轮机中排出的乏气在凝汽器中凝结的水 抽出，送往除氧器。
风机、水泵变频器选型原则
风机、水泵变频器选型方法一、第一需要注意：1.罗茨风机及潜水泵及齿轮泵等不是平方转矩的风机水泵类负载，是恒转矩负载，平方转矩类风机水泵负载一般都是针关于离心风机及水泵来的，这种负载在出口封闭状况下出口压力升到额定压力后就不高升了，因为没有流量所以负荷降低。
2.风机水泵类负载一般在设计时是依照最大需量设计的，存在充裕功率。
关于这种负载使用变频器按需使用就有节能的空间。
二、正确的掌握变频器驱动的机械负载对象的转速——转矩特征，是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。
风机、泵类的负载为平方转矩负载。
跟着转速的降低，所需转矩以平方的比率降落，低频时负载电流小，电机过热现象不会发生；但有些负载的惯量大，一定设定长的加快时间，或再启动时的大转矩惹起的冲击，所以选型时需考虑裕量；另：当电机以高出基频转速以上的转速运转时，负载所需的动力随转速的提升而急剧增添，易高出电机与变频器的容量，将致使运转中止或电机发热严重。
关于恒转矩负载，要采用G型的变频器； P 型变频器合用于一般的风机和离心式水泵等负载。
（罗茨风机、螺杆泵、泥浆泵、来去式柱塞泵等则要用G型）：1)依据负载特征选择变频器：如负载为恒转矩负载需选G型变频器；如负载为风机、泵类负载应选择风机、泵类P型变频器。
因为风机、水泵会跟着转速增鼎力矩。
而刚启动时力矩较小。
2)选择变频器时应以实质电机电流值作为变频器选择的依照，电机的额定功率只好作为参照。
此外 , 应充足考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。
所以用变频器给电动机供电与用工频电网供电对比较，电动机的电流会增添 10％而温升会增添20％左右。
所以在选择电动机和变频器时，应试虑到这种状况，适合留有余量，以防备温升过高，影响电动机的使用寿命。
3)变频器若要长电缆运转时，此时应当采纳举措克制长电缆对地耦合电容的影响，防止变频器卖力不够。
所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
06 泵与风机的运行及选型 111
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。
Hc-qV
3、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qVmaxHg(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。
3、串联运行时应注意的问题
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。
• 讨论：1）若A、B均为敞开于大气的水池，则 • pA pB pa ，
Hc Ht hw • 2）对于闭式循环系统， H t 0
• 管路的扬程 H c 为克服循环系统的流动损失 hw • 流动损失与流量的平方成正比 hw
2 l v 2 hw qV d 2g
泵与风机运行中的主要问题1旋转失速对于已有机器当u一定时流量减少流体进入叶轮的速增大流体不能沿叶片形状流动冲向流道一侧而叶道之间相互影泵及风机与管路联合工作机器与管路形成一个系统当机器时而增加时而减少会引起强烈流体脉动振动及噪声
第六章
泵与风机的运行及选型
管路特性曲线及工作点
• 第一节
管路特性曲线及工作点
管路特性曲线及工作点 • 2．风机的稳定工作。风机是靠静压头克服 流动损失，工作点M是静压性能曲线 qV pst 与管路特性曲线的交点。 若泵与风机的性能曲线不变，工作点将 随管路特性曲线的变化而变化，同理管路 特性曲线一定，工作点随泵及风机性能的 变化而变。
08第七章泵与风机的选型
裕量（附加值）
H (1.05 ~ 1.10)Hc
3）运行安全可靠（驼峰形状）；
4）泵的噪声要尽可能的小；
5）当流量较大时，宜采用多台并联运行，并应尽可能选择同型号水泵。
6）进出口方向应注意与管路系统相配合；
7）利用允许吸上真空高度核算几何安装高度；
1. 泵的选型
140.00
水塔
选型举例：
例题：清水池向水塔供水，如图。清水池最高水位标高为 112.00，最低水位为108.00；水塔地面标高为115.00，最高水 位标高为140.00，水塔容积40m3，要求1h内充满水。已知吸 水管路水头损失hw1=1.0m，压水管路水头损失hw2=2.5m。 试选择水泵。
4）尽量避免采用多机并联与串联，不可避免时，应选同型号。
2. 风机的选型
选型举例
例题：某地大气压为98.07kPa，输送温度为70℃的空气，风量 为11500m3/h，管道阻力为2000kPa，试选用风机、应配用的电 机及其他配件。
（1）确定额定流量、额定风压：
qv=1.1×11500=12650m3/h p=1.1×2000=2200Pa
2. 风机的选型
风机的型号举例
G4-13.2-11 No 18 D 右 90°
风机出口位置在竖直方向
从电动机端正视为顺时针 传动方向为单吸，单支架，悬臂支 承，联轴器传动
叶轮直径D2=1800mm，机号为18 十位数字1代表单吸，个位数字1代 表第一次设计
风机的比转速ny=13.2 最高效率点的压力系数为0.437乘10 后取整数 锅炉送风机
IS系列离心泵型谱图：
方案I：IS80-50-200A 型水泵（1用1备）：流量为47m3/h时，扬程为44.5m， 转速2900r/min，电机功率11kW，效率67%，NPSHr=2.5m；
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直径较小、运行经济的风机为所决定的风机。
11
选择曲线是用
把在
下，
上工作范围内工况点的
的
D2，
n、
u2以及相应的 qV、 p、 Pgr
的一种曲线，也称同系列通风机的对数坐标图。
选择曲线表示了同系列通风机的主要参数n、D2、u2、qV、p、 及Pgr等之间的关系。图3-17是G-4-13.2（73）型离心通风机的
0
Psh
10.13 104 pa
273 t 273 t0
（4-29） （4-30）
9
（2）根据计算流量和计算全压，从安全、经济角度出发确定 合理的运行方式和设备台数。
（3）由已定的选择参数，在风机的性能选择曲线上作相应坐 标轴的垂线，其交点即可知道所选风机的机号、转速和轴功率。10
2、利用“通风机的性能选择曲线”选择风机
如果运行工况点偏离最高效率区，则说明此泵在系统中运行 的经济性不佳，应当考虑重选。
这是泵选择中常用的一种方法，可以很方便地选取所需要的 水泵，其步骤如下：
（1）确定计算流量qV 和计算扬程H； （2）选定转速n，计算比转速ns； （3）根据比转速的大小，决定所选泵的类型（包括级数）； （4）根据所选类型，在该泵的系列型谱中选取合适的规格；5
8
这是最常用的一种方法，可得到满意的效果，其步骤如下：
（1）确定风机的计算流量 qV 和计算全压 p，并将其换算为正
常状态下的值（风机制造厂提供性能选择曲线时的状态），以0
表示。其换算方法如下：
qV0= qV
（4-28）
p0
p
0
p 10.13104 pa
273 t 273 t0
Psh 0
Psh
（1）根据计算流量qV 和计算扬程H，在某一类型的水泵性能 中，查找某一规格的泵，使其与性能表中列出的具有代表性的流
量、扬程相等或相近。
如果有两种以上规格的泵都能同时满足计算流量和扬程，则
，若在该类型的泵
中查找不到合适的规格，则可考虑选定与计算相近的规格。
。
4
（2）检查泵在系统中的运行情况，看它在流量、扬程变化范 围内，泵是否处在高效区附近工作。
泵与风机的选型
泵与风机的选择是指，用户根据使用要求，在泵与风机的已 有系列产品中，选择一种适用的而不需要另外设计、制造的泵与 风机的过程。
选择的总的原则
选择的主要内容 一、泵的选择 二、风机的选择
1
选择的主要内容
确定泵与风机的型式（类型）、台数、规格（大小）、转速 以及原动机的配套功率。其具体选择程序大致如下：
（1）充分了解整个装置的用途、管路布置、地形条件、被输
送流体的状况（如、 、pa）以及运行条件等原始资料。
（2）根据实际要求, 确定最大流量qVmax和最大扬程Hmax或最 大全压pmax。视用途不同分别加上适当的安全裕量， 作为选用泵 与风机的依据。
例如, 我国《火力发电厂设计技术规程》规定：锅炉引风机
选择曲线。
便于选择风机产品（由制造厂提供风机）。 12
13
三、三组等值线及其特点
等机号线所通过的几条性能曲线表示在 下的性能曲线
等转速线所通过的几条性能曲线表示在 的性能曲线，转速为电机的铭牌转速或配上皮带轮后所能达 到的转速；
等功率线其功率为电机系列产品的功率，即
线则不一定通过性能曲线中的最高效率点；
的风量裕量不低于10，全压裕量不低于20，汽包锅炉给水泵
的流量裕量为锅炉最大连续蒸发量的10，其相应的扬程裕量
为20，即
2
qห้องสมุดไป่ตู้ =1.10qVmax
H=1.20Hmax
或
p =1.20pmax
（4-25） （4-26） （4-27）
式中 qV、H（p）——分别为计算流量和计算扬程（全压）。 （3）根据已知条件，选用适当的泵与风机的类型，并同时考
根据对所需风机的要求和工作特点，选择几种可用的风机类 型，查出其最高效率点所对应的流量系数 qV 和全压系数 p，选择 时可把几种类型进行列表计算，以便于比较。
（1）确定计算流量qV 和计算全压p，并将计算参数qV、p 换算
到标准状态的性能参数qV20、p20。
15
（2）利用流量系数和压力系数公式
7
（5）根据所选规格，从“泵类产品样本”中可找到相应的泵 性能曲线，再根据泵在系统中的运行方式以及系统的管路性能， 检查泵在系统中的运行情况。
（6）对于在运行中需要经常进行流量调节的大型泵，为提高 其运行经济性，要通过经济性比较，选定合适的调节方式。
二、风机的选择
1、利用“风机性能表”选择风机
此方法与利用泵性能表选择泵类似，故不再重复。
当交点不是刚好落在风机的性
能曲线上时，通常是在满足风量的
条件下由垂直线往上找出最接近的
一条性能曲线上的点；并由该点所
在的性能曲线分别查出其最高效率
点时所选风机的机号、转速和轴功
率；经密度换算，求出该机号在需
要参数状态下的轴功率。
若出现多台可选的情况，应分
析，核查运行工况点是否处于高效区。一般选取转速较高、叶轮
，等Pgr
在使用时，应先
，然后再查用。
化为
14
2、利用“通风机的性能选择曲线”选择风机 （4）对需要经常调节流量的大型风机，根据负荷变化情况， 通过技术经济分析，合理地选择调节方式。
3、利用无因次性能曲线选择风机 无因次性能曲线代表了相似的同类风机的性能，用之可以实
现不同类型风机的性能比较。因此，利用无因次性能曲线选择风 机，对于确定可用风机的类型比较容易，其方法大致如下：
虑选择流量调节方式。
例如：给水泵、凝结水泵、锅炉送、引风机等都有专用的产
品类型可供选择。
（4）根据已知的计算流量、计算扬程或全压确定其规格。
（5）对整个系统，包括管道、流量调节方式等进行投资、运 行管理费、可靠性、安全性等方面的全面经济和技术比较。 3
一、泵的选择
此方法是在上述程序( 1 )、( 2 )、( 3 )的基础上（即泵类型已 确定了的情况下）进行选择的，其步骤如下：
qV 20
D
2 2
4
u2qV
p20 20u22 p
（4-31） （4-32）
（三）最大允许切割量和切割高效区
6
• (二)比转数是编制泵与风机系 列的基础。
• 系列是指同类结构泵或风机， 将这些泵与风机的工作范围画 在一张型谱上，供选用。
• (三)用比转数进行泵和风机的 相似设计
• 无论用相似设计，还是速度系 数法设计，都需要利用比转数 选择优良的模型或合理的速度 系数。