文档介绍：第五章容积式泵与风机及其它类型泵简介

在火力发电厂的各系统中,除了广泛采用各种叶片式泵与风机外,还装有一定数量的
容积式泵与风机及其它类型泵。这些泵与风机虽然功率不大,却在保障火力发电厂安全及
经济运行等方面起着比较重要的作用,因而不容忽视。但囿于篇幅所限,本章仅对这些泵
与风机的工作原理与性能特点作一般性介绍。至于其他方面的问题,则不再详述。

第一节容积式泵与风机

如绪论所述,容积式泵与风机是通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的流体机
械,根据运动方式的不同,可分为往复式和回转式两类。在火力发电厂的各系统中,常用
的容积式泵与风机主要有:活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、螺杆泵和罗茨风机等几种,现分述
如下:
一、活塞泵和柱塞泵
活塞泵和柱塞泵均属于往复式泵,适用于输送流量较小、压强较高的各种介质(低粘
性、高粘性、腐蚀性、易燃、易爆等各种液体)。特别是当流量小于 100m3/h,排出压强大
于时,更可显示出较高的效率和良好的运行特性。因此,目前国民经济的很多领
域都有采用,火力发电厂中的锅炉加药泵常采用活塞泵,灰浆泵也越来越多的采用柱塞泵。
(一)活塞泵的工作原理及结构简介
图 5-1 所示为单作用活塞泵的工作原理示
意图。它是通过曲柄连杆机构 10 来带动活塞,
使活塞 1 在泵缸内做往复运动。当活塞 1 在泵
缸 2 内自左死点向右移动时,工作室 3 的容积
逐渐增大,室内压强逐渐降低,排出阀 5 被吸
下关闭,同时,吸入池中液体在压强差作用下,
顶开吸入阀 4,进入工作室 3 而填补活塞让出
图 5-1 单作用活塞泵的工作原理示意图
的空间,直至活塞移至右死点为止,这个过程
1—活塞;2—活塞缸;3—工作室;4—吸入阀;5—排出
称为泵的吸入过程。然后,在曲柄连杆机构 10 阀;6—吸入管;7—排出管;8—活塞杆;9—十字接头;
的作用下,活塞开始自右死点向左死点移动, 10—曲柄连杆机构;11—皮带轮;12—吸入池
这时工作室 3 内的液体受压,接受了原动机通过活塞而传递的机械能,压强急剧增高。在
这一压强作用下,吸入阀 4 被关闭,同时顶开排出阀 5,获得了能量的液体经排出管 7 输
出,当活塞回至左死点时,吸入泵缸内的液体被全部排出,这个过程称为泵的排出过程。
由此可见,活塞在泵缸内一个往返行程(称为双行程)只有一次吸、排过程,故将这种泵
称为单作用泵。活塞不断的往复运动,泵的吸入、排出过程就连续不断的交替进行,从而
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形成了活塞泵的连续工作。
若活塞双面起作用(如图 5-2 所示),即一
面为吸入行程,另一面为排出行程,则活塞在
一个往返行程内将完成两次吸、排过程。当泵
缸容积相同时,其流量约为单作用泵的两倍。
这种泵称为双作用泵。
为提高活塞泵的流量,还设计有三柱塞单
作用泵和多作用泵等。三柱塞单作用泵是在一
根曲轴上联有三个单作用泵,各曲柄之间的夹
图 5-2 双作用泵液力端简图
角为 120°,并且有公共的吸入管和排出管。当
曲轴旋转一周时,其流量约为单作用泵的三倍。当两个双作用泵或四个单作用泵并联工作
时,就成为四作用泵。
(二)活塞泵的性能特点

对于如图 5-1 所示的单作用泵,活塞每分钟的双行程数(或曲轴的转速)为 n,行程
为 S,活塞面积为 A,则它的理论流量为
ASn
q = (5-1)
VTm 60
对于多作用泵,当考虑活塞杆及漏损对流量的影响时,其实际流量可按下式计算,即
f
i(1 −)ASn
q = 2A ⋅η(m3/s)
Vm 60 V
iαASn
或 q = ⋅η(m3/s) (5-2)
Vm 60 V
式中 i——活塞泵的作用次数;
ηV——活塞泵的容积效率,其值与泵的大小和液体的粘性有关:大型泵ηV =~,
中型泵ηV =~,小型泵ηV =~;当输送粘性液体时,ηV 值会下降
5~10%。
A——A=πD2/4,活塞面积(因缸壁与活塞之间的间隙很小,近似地认为泵缸直径等
于活塞的直径 D),m2;
f
α——α= 1 −,活塞截面缩小系数,其中 f 为活塞杆的面积;对于 A>>f 及单作
2 A
用泵、三柱塞单作用泵来说,其值等于 1;
S——活塞行程(m):一般 S 不单独给定,而是以ψ=S /D 表示,它是活塞泵最重要结
构特征之一。当ψ值较小时,可得到较大的活塞直径,则活塞杆上所受的应力
亦较大;反之,ψ值较大时,活塞杆受力较小,但