电力机械设备

1、电 力 机 械 设 备 以电动机为原动机拖动的生产机械设备,本课程仅介绍应用最广泛、数童最多、容量和用电量大的三相异步电动机、泵和风机。,诸如以电动机拖动的泵、风机、卷扬机,占全国总用电量的1/3， 工业用电量的45%， 发电厂厂用电量的70%80%,占机组容量的5%10%,占全国总用电量的60%70%,第2章 电 力 机 械 设 备,泵与风机广泛地应用于冶金、化工、纺织、石油、煤炭、电力、国防、轻工和农业等生产部门，并越来越多地进入到人们的日常生活中去。 各类泵和风机在工作中的总耗电量是非常大的，90年代初，泵类消耗电量占全国总用电量的20.87%；风机占10.43%；占全国总耗电量的31.

2、3%,2.6 泵与风机,使流体的压力、流速增加,百万kW发电厂，厂用电占机组容量5%10%，而泵和风机占厂用电量的70%80%,将原动机的机械能转换成 流体的压力能和动能的一种动力设备,第2章 电 力 机 械 设 备,1泵按产生压力的大小分为 低压泵：压力在2MPa以下； 中压泵：压力在26MPa； 高压泵：压力在6MPa以上。,2风机按产生全压的大小分为 通风机：全压P15kPa； 鼓风机：全压P在15340kPa； 压气机：全压P340kPa。 通风机按产生全压的大小可分为 低压离心通风机：全压P1kPa； 中压离心通风机：全压P在13kPa； 高压离心通风机：全压P在315kPa； 低压

3、轴流通风机：全压P0.5kPa； 高压轴流通风机：全压P在0.55kPa。,2.6.1 泵与风机的分类,按产生压力的大小分类 ：,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,按工作原理分类：,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,2.6.2 泵与风机的结构和主要部件,图2.6.1离心泵的典型结构 1一叶轮；2一叶片；3一泵壳；4一吸水管；5一压水管；6一引水偏斗；7一底阀；8一阀门,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,一离心式泵的结构 和主要部件 叶轮、 吸入室、 压出室、 密封装置。 为了保证泵的正常工作，还须配备 进出水管 轴承架等。,2.6.2 泵与风机的

4、结构和主要部件,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,二离心式风机的结构和 主要部件 集流器、 叶轮、 机壳、 传动轴。,图2.6.4 离心式风机的构造示意图 1一集流器；2一叶轮；3一风机出口；4一机壳；5一轴；6-叶片,2.6.3 离心式泵与风机的工作原理,图2.6.5离心泵示意图 1一叶轮；2一压水室；3一吸入室；4扩散管,利用叶片随叶轮旋转时产生的离心力使流体获得能量，使流体通过叶轮后压能、动能都提高，从而将流体送到高处或远处。,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,离心风机的工作原理与离心泵相同。,泵的主要参数,体积流量： qv， m3/s 重量流量： qm

5、， kg/s 体积流量与重通流量的关系为: qm=qv,1.流量：,泵在单位时间内输送液体的体积或重量,2. 扬程(全压):,扬程单位重量液体通过泵以后所获得的能量增加值。,H： m,2.6.4泵与风机的性能参数和性能曲线,全压单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值， p： Pa。,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,以上三个功率的关系: PM P Pe,3.功率,(1)有效功率Pe 泵的输出功率,=单位时何内泵传递给液体的能量。,泵的总效率,(2)轴功率P: 原动机传递到泵轴上的功率，即泵的输入功率 (3)原动机功率PM,储备系数，可取1.11.3,第2章 电 力 机 械

6、设 备 2.6 泵与风机,4. 转速n: 泵或风机的转轴每分钟的转数(r/min ) ,一定的n，对应一定大小的 q、H （p） 、P n 改变时， q、H （p） 、P 都随之改变。 转速 n 是选用原动机转速和配置调速装置的依据,5泵与风机的性能曲线 反映上述参数之间变化关系的曲线。 性能曲线是指在一定的转速下，以流量qV作为基本变量，其他各参数随流量改变而变化的曲线。,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,5泵与风机的性能曲线,扬程随流量的增加而降低，效率随流量的增加而增加，其中最高效率点，即为泵的设计工况点。qV-P曲线变化较为缓慢，因此当流量增加时，原动机不容易过载这一点

7、对泵来说是颇为重要的。,当泵与风机装置在一定的管路系统中工作时，实际工作状况不仅取决于泵与风机本身的性能曲线，还取决于整个装置的管路特性曲线,图2.6.7 后弯式叶片离心泵的性能曲线 图2.6.8 后弯式叶片离心风机的性能曲线,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,1. 管路特性曲线,液体输送系统由泵和管路组成,当液体通过管路时，会消耗掉一部分能量,通过管路的流量与所消耗的能量间的关系称管路特性,Hst: 静压头，由液体吸入侧与排出侧的液面高度差、压力差决定，与qV无关,：阻力系数，由管道情况决定,2.工作点,M是工作点,2.6.5 泵与风机的运行,第2章 电 力 机 械 设 备

8、2.6 泵与风机,3泵与风机的联合工作 泵与风机的并联：两台或两台以上的泵或风机向同一压力管路输送流体的工作方式， 并联的主要目的：在保证扬程相同时增加流量，并联工作多在下列情况下采用： (1)当扩建机组，相应需要的流量增大，而原有的泵与风机仍可以使用时。 (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。 (3)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，使其能在高效率范围内工作，往往采用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。 热力发电厂的给水泵、循环水泵、送风机、引风机等常采用多台并联工作。,2.6.5 泵与风机的运行,第2章 电

9、 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,3泵与风机的联合工作 泵与风机的串联：前一台泵或风机的出口向另一台 泵或风机的入口输送流体的工作方式。 泵或风机串联工作的方式常用于下列情况： (1)设计制造一台新的高压泵或风机比较困难，而现有的泵或风机的容量已足够，只是扬程不够时。 (2)在改建或扩建后的管道阻力加大，要求提高扬程以输出较多流量时。,2.6.5 泵与风机的运行,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,4. 工况调节： 泵在运动期间，由于外界负载的变化，需要人为地改变它 的工作状况以满足外界负载要求的过程，称为工况调节， 实质上就是改变泵路系统的工作点。,工况调节方法：,出口节

10、流调节,入口节流调节,（1）节流调节,（3）变速调节,（2）汽蚀调节,第2章 电 力 机 械 设 备 2.6 泵与风机,2.7 泵与风机的节电方法,泵与风机的基本节电方法有： 1)减少不必要的运行时间。 2)采用高效率设备，如采用高效率传动装置、高效率节电型电动 机、节电型泵与风机等。 3)减少空气动力，包括高效控制流量、降低管道阻力、减少不必 要的流量等。 调速控制属于减少空气动力的节电方法，是一种有效的节电途径,2.7.1 调速节电原理,第2章 电 力 机 械 设 备,2.7.2 泵与风机调速方法的选择 1.根据泵与风机负载的性质选择调速方法 2.根据泵与风机容量选择调速方法 3.考虑调速范围的大小，能否满足流量、风压等要求 4.采用无极调速还是有级调速，要根据流量变化的规律确定 5.考虑调速装置的初投资和运行费用 6.考虑调速装置的效率 7.考虑调速装置的运行可靠性,1.泵与风机的叶轮改造节电 2.功率因数补偿节电 3.软启动节电,2.7.3 泵与风机的其他节电方法,第2章 电 力 机