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1、第八节 选煤厂流体机械 本节重点 1、离心泵工作原理及故障处理 2、水泵的汽蚀现象 3、鼓风机工作原理 4、鼓风机“喘振”现象 5、空压机工作原理,一、概述 1、什么是流体机械？ 流体机械就是给空气或水等流体介质增加能量的机械的总称。 2、流体机械的分类 1叶片式：利用旋转的叶片向流体传递能量 2容积式：以改变流体的工作容积的方法向流体传递能量 3无传动式：无运动部件，而是利用一系列管件将一种流体的能量传送给另一种流体。,流体机械,叶片式,容积式,无传动式,离 心 式,混 流 式,轴 流 式,活 塞 式,回 转 式,水 环 式,齿 轮 式,螺 杆 式,射 流 泵,气 泡 泵,3、选煤厂常用流体
2、机械 离心式水泵和杂质泵 离心式鼓风机和通风机 活塞式空气压缩机 回转式鼓风机和水环真空泵,二、供水机械 （一）离心式水泵 1、离心式水泵的基本组成,1-泵壳导流、升压 2-叶轮把泵轴的机械能传递给水的唯一部件 3-泵轴 4-吸水管 5-排水管 6-底阀及滤水器 7-闸门 8-灌水漏斗,2、离心水泵的工作原理 泵开动前先在泵内注满水，当叶轮由电动机带动旋转时，叶片带动水一起旋转，由于水受离心力作用，使叶轮外围水压升高，中心部分压力减低。 当排水管上闸门打开时，泵壳中有压力的水经排水管排升一定高度，与此同时，由于泵入口处于低压，使水池中的水在大气压力作用下，通过吸水管源源不断地进入泵和叶轮内。
3、叶轮外围的泵壳呈螺旋形，其过水断面是逐渐增加的，这样可使泵壳中的水流速减低，把水的部分动能转变为压能。,水泵能正常工作必须具备两个基本条件 一是泵内必须先注满水 二是水泵叶轮必须由原动机带动旋转,1注水装置 在水泵的泵壳顶部安装灌水漏斗1，作为起动前泵灌水之用，为了在灌水时能逐出内部的空气，泵壳顶端还设置放气阀2。大型离心水泵为缩短灌水时间，可利用真空泵等注水。 2滤水器及底阀 安装在吸水管进口处，滤水器可防止水中杂物进入水泵，堵塞叶轮及泵内流道，底阀是一个逆止阀，使水只能进入吸水管而不能返流，这样可以防止水泵注水时水从吸水管下部流走。 3排水闸阀 安装在水泵出水管路上靠近水泵附近，在启动、停
4、车和调节水泵流量时使用。,4逆止阀 防止水从排水管倒流回水泵，特别是水泵由于突然停电引起水流中断，使管路系统发生水锤作用时，逆止阀可以保护水泵免受水锤冲击波的损害。 5压力表和真空表 压力表安装在泵的出口处，用于指示检测出口压力 真空表安装在泵的进口处，用于指示检测进口压力,1灌水漏斗2放气阀3底阀及滤水器 4闸门5逆止阀6压力表7真空表,3、离心泵的主要性能参数 1扬程H （压头） 单位重量的水通过水泵所获得的能量（mH2O） 2流量Q 单位时间水泵排出的水的体积（m3/h 或 l/s） 3轴功率N 水泵轴输入水泵的功率（kW） 水泵有益功率（输出功率）指水泵排出的水所获得的功率Ne 4效率
5、：有益功率与轴功率之比，% 5转速：电机的转速，n，r/min 6水泵允许吸上真空高度,4、水泵的汽蚀现象,水泵产生汽蚀现象的过程 当叶轮入口最低压力等于当时水温下的饱和蒸汽压力（水开始气化或沸腾时的压力）时，该处液体（在K点附近）开始气化形成汽泡，汽泡随水流到叶轮内的高压区时，由于水的压力上升又高于饱和蒸汽压的值，此时汽泡又凝结成水，原来汽泡占据的空间由于体积突然收缩而形成空洞，周围的水以很高的速度冲向空洞，在该处产生巨大的水力冲击。 此时，质点的动能变为变形能，由于液体的变形很小，所以压强很高，瞬时压力可达数千大气压。由于水不断的从K区流过，汽泡连续不断的产生和凝结，因此这种水力冲击以很高
6、的频率发生，当这种高频冲击发生在叶轮金属表面时，将使金属表面发生疲劳破坏而剥落，这就是汽蚀现象的主要破坏机理和发生过程。,水泵发生汽蚀时，由于低压下溶于液体中的有害气体析出，也使金属发生化学腐蚀，这也增加了对金属的破坏。汽蚀时叶轮发生海绵状或蜂窝状损坏。汽蚀严重时，短时间内就能使叶轮报废。 汽蚀发生时，一般伴有因高频冲击引起的噪音和振动。泵的流量减少，扬程和效率都显著降低，严重时甚至完全不上水。,防止水泵汽蚀的措施 水泵吸水高度不能太大，要小于等于最大的水泵吸水高度 采用较粗的吸水管径，减小吸水管路流速。 少用弯头及闸门，减小吸水管阻力损失；管道长度应尽量缩短，并尽量减小滤水器和底阀的阻力。
7、尽量采用水池水面高于水泵的压入式布置方式。这样水泵吸水口处于正压之下，避免汽蚀的发生。,5、离心泵的管道系统,6、离心泵的调节 当离心水泵的工作流量不符合生产要求时，有时并不需要更换水泵，而是设法对水泵进行调节。 1改变管道特性曲线的调节（排水闸门调节） 利用排水管道上的闸门开启度来改变管道的阻力系数，从而改变管道特性曲线和水泵的工况点。 此方法的优点是简单、方便，不需增加设备，但不经济。原因是闸门关小后，排水管的阻力增加了，致使管道损失比闸门关小前增加，由于克服阻力损失是功耗加大。 故长期调节或调节幅度较大时，不宜采用。但可用在临时性和小幅度调节中。,2改变水泵特性曲线的调节 减少叶轮数目
8、多级水泵的扬程与叶轮数目成正比，当多级水泵的扬程高于实际需要时，可根据实际需要的扬程决定所需叶轮数目。确定需要的级数后，可拆除多余的叶轮。 但只能拆除最后或中间一级，而不能拆除吸水侧的第一级叶轮，因为这一叶轮拆除后，增加了吸水侧的阻力损失，将使水泵提前发生汽蚀。 拆除多余的叶轮时，泵壳和轴均可保持原状不动，但需在轴上加一个和叶轮尺寸相同的轴套，以保持整个转子的位置固定不动。,削短叶轮直径 因为削短叶轮直径后，将使泵的扬程、流量和功率减小，从而使特性曲线改变。 对于有导叶的多级水泵的叶轮，为了减小叶片车削后液流对导叶和泵壳的冲击损失，一般只车削叶片的外径，仍保留叶轮两侧的盖板。 对于有螺旋形压水
9、室的水泵，则盖板和叶片可一同车削。,改变水泵转速 水泵转速改变时，其扬程、流量和功率按比例定律变化，从而使水泵特性曲线也相应改变。这种调节方法的优点是：效率下降少，比较经济，但需增加改装费用或设备，实际应用受限制。 改变水泵转速的方法 A、改变电机转速（在转子电路中串接电阻、改变电机级数、改变电源频率） B、更换皮带轮直径调速 C、采用液力联轴器（适用于大型设备） 改变转速时，增速范围一般不能超过泵的额定转速，以免发生机械强度不够等问题。,7、离心泵的启动和停止 1起动,注满水,关闭排水 管上闸门,开动电动机,开启排水闸门,水泵正常工作,逐出泵内空气,转速正常后,关闭闸门启动的原因 闸门关闭泵
10、的流量为零，零流量时泵的功率最小，电动机的启动电流也最小，所以关闭闸门启动可以减小起动功率和起动电流，并可缩短启动时间。 电机转速达正常时，应迅速地逐渐打开闸门，不应在闸门关闭状态下长时间（一般不超过3分钟）空转，否则引起泵内水过热。,2水泵的停止 先关闭排水闸门，再停电动机。 原因：为了防止突然停泵引起管路中的水锤作用 3杂质泵的起动和停止 泵应在清水条件下起动，在达到正常转速并打开排水闸门之后，应先输送清水冲洗管路，然后再输送矿浆。 泵停车之前也应由打矿浆改打清水，待管路中矿浆全部被置换之后，再行停车。,8、水泵运转过程中的注意事项 1注意轴承温度，滑动轴承不得超过75，滚动轴承不得超过7
11、0。 2填料箱的水封环要经常供水，松紧适度，过紧会使填料过热甚至冒烟，过松将大量漏水。 3定期更换轴承箱润滑油，注意供油量合适。 4定期检查下列各点： 叶轮入口密封环的间隙是否磨损过大，弹性联轴器的连接是否牢固，吸水管是否漏气，底阀有无堵塞及卡住现象。，各仪表是否准确。 5运转过程中出现噪音及不正常音响，应立即停车检查。,9、离心泵常见故障及其排除方法 1水泵吸不上水的原因及排除方法 A、起动前未注满水，其原因往往是吸水管下端底阀漏水。应及时修理底阀。 B、吸水高度超过允许值或要求压入式工作的砂泵灌注高度不够。必须减小吸水高度或增加灌注高度。 C、吸水管或滤水网被堵塞。应立即停泵检查，疏通及冲
12、洗堵塞处。,D、吸水管接口或水泵填料箱漏气。发生这种故障时，真空表读数较低。必须修理吸水管或更换填料。 E、水泵电动机的旋转方向不对。应注意检查电机线路，更换转向。 F、杂质泵内部流道被堵塞。应检查泵体及叶轮，清除堵塞物，并注意防止各种杂物进入矿浆池。,2水泵排水量较正常为低的原因及排除方法 A、水泵转速未达额定值，检查原因予以排除。 B、吸水管或叶轮局部堵塞，应检查清理堵塞处。 C、水泵密封环间隙过大，多级泵水泵叶轮和导水圈未对中。必须更换密封环或重新安装水泵，正确对中。 D、水泵吸入侧接口不严或填料箱有少量漏气，应详细检查予以排除。 E、水泵及杂质泵的流通部件严重磨损，内部损失增加，因而水
13、泵扬程和流量下降、应检修水泵，更换磨损部件。 F、排水管道被沉积物部分堵塞而使管道阻力过大，应清洗管道，除掉内部沉积物。,3水泵电机过负荷的原因及排除措施 A、水泵安装不正确，泵壳和转子发生摩擦。 B、平衡盘严重磨损，泵轴窜动过多，致使转子和泵壳发生摩擦或卡住。应立即更换平衡盘上的承磨环，并调整平衡盘的间隙。 C、杂质泵矿浆浓度过大，增大了泵的功率。应对浓度加以控制。 E、杂质泵因部件严重磨损，使泵的损失加大，增加泵的负荷。应进行定期检修，更换易损部件。 F、水泵选择偏大，泵运转时流量和功率超过要求。应对水泵进行调节，使工况向小流量移动，降低电机负荷。 G、排水管道发生破裂，使管道阻力突然下降
14、，因流量过大而使电机过负荷。,（二）活塞式水泵 1、活塞式水泵的工作原理,1水缸 2活塞 3活塞杆 4吸水阀 5排水阀 6曲柄 7连杆 8十字头,当原动机带动曲轴旋转时，通过曲柄、连杆和十字头将旋转运动变为活塞在水缸中的往复直线运动。 活塞自左端向右移动时，水缸工作容积（阴影部分）增大并形成负压，使水池中的水在大气压力的作用下，经滤水器和吸水管，推开吸水阀进入水缸。活塞到达右端时，水缸的工作容积被水充满，吸水过程结束。 当活塞从右端向左移动时，水缸中水压上升，吸水阀关闭，排水阀打开，开始排水。随着活塞左移，水缸的工作容积逐渐减小，缸中的水被挤压到排水管中。活塞移到左端，排水结束。 随后活塞右移
15、又开始另一次吸水过程。活塞在缸中每往复一次就吸一次水、排一次水，称为一个工作循环。 因为水泵工作时，活塞在缸中往复运动所以这种水泵也称作往复式水泵。,2、活塞式水泵的工作特性 1水泵启动前不必注水。 2水泵的流量决定于缸的尺寸和泵的转速。 3水泵工作扬程的高低完全决定于管道特性。 4必须在闸门完全打开的情况下启动。 5水泵的流量是不均匀的。,（三）泵房的布置 根据泵的形式不同，分为卧式泵房和立式泵房。 根据地形及进水要求，分为地上式、地下式或半地下式。,并列式,顺列式,双列式,（四）管道系统阀门的选择 清水管道上选用结构简单、轻巧灵活的闸阀。 重介或矿浆管道选用耐磨损、易拆卸检修、不易被杂物堵塞的闸阀。 常用的阀类有 暗杆楔式单闸板闸阀 明杆平行式双闸板闸阀 电动闸阀 截止阀 旋转阀或球阀 隔膜式衬胶法 蝶阀 逆止阀,三、送风机械 1、概述 选煤厂送风机械根据其产生的压力大小分为以下四类： 1空气压缩机（简称空压机） 产生的空气计示压力大于0.2MPa 用作介质桶的介质搅拌和贮煤仓的气力吹仓 2鼓风机（包括压风机） 产生的空气计示压力为15-200kPa 用作跳汰机的风源,3通风机 产生的空气计示压力为0-15kPa 主要用于除尘、干燥、锅炉鼓风及厂房通风等场所 4真空泵 产生的空气计示压力小于零，具有一定真空度。 真空泵及压风机和真空过滤机配套使用，真空泵用
