多级泵

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汽机专业名词解释(19)

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1.给水泵的作用是什么?它有什么工作特点?

供给锅炉用水的泵叫给水泵。其作用是连续不断地可靠的向锅炉供水。

由于给水温度高(为除氧器压力对应的饱和温度),在给水泵进口处水容易发生汽化,会形成汽蚀而引起出水中断。因此一般都把给水泵布置在除氧器水箱以下,以增加给水泵进口的静压力,避免汽化现象的发生,保证水泵的正常工作。

2.给水泵的出口压力是如何确定的?

给水泵的出口压力主要决定于锅炉汽包的工作压力,此外给水泵的出水还必须克服以下阻力:给水调整门的阻力,省煤器的阻力、锅炉进水口和给水泵出水口间的静给水高度。

根据经验估算,给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的1.25倍。

3.给水泵的拖动方式有哪几种?

常见的有电动机拖动和专用小汽轮机拖动。此外还有燃气轮机拖动及汽轮机主轴直接拖动等。

4.给水泵为什么要装再循环管?

给水泵在起动后,出水阀还未开启时或外界负荷大幅度减少时(机组低负荷运行),给水流量很小或为零,这时泵内只有少量或根本无水通过,叶轮产生的摩擦热不能被给水带走,使泵内温度升高,当泵内温度超过泵所处压力下的饱和温度时,给水就会发生汽化,形成汽蚀。为了防止这种现象的发生,就必须使给水泵在给水流量减小到一定程度时,打开再循环管,使一部分给水流量返回到除氧器,这样泵内就有足够的水通过,把泵内摩擦产生的热量带走。使温度不致升高而使给水产生汽化。总的一名话,装再循环管可以在锅炉低负荷或事故状态下,防止给水在泵内产生汽化,甚至造成水泵振动和断水事故。

5.给水泵出口逆止阀的作用是什么?

给水泵出口逆止阀的作用是:当给水泵停止运行时,防止压力水倒流,引起给水泵倒转。高压给水倒流会冲击低压给水管道及除氧器给水箱;还会因给水母管压力下降,影响锅炉进水;如给水泵在倒转时再次起动,起动力矩增大,容易烧毁电动机或损坏泵轴。

6.锅炉给水泵的允许最小流量一般是多少?为什么?

制造厂对给水泵运行一般都规定了一个允许的最小流量值,一般为额定流量25%~30%。规定允许最小流量的目的是防止因出水量太少使给水发生汽化。

现代高速给水泵普遍采用变速调节,其小流量时为低转速,而低转速时不容易发生汽蚀现象,所以允许的最小流量要比定速给水泵小得多。

7.大机组配套的给水泵,轴承润滑供油设备有哪些组成部分?

大机组配套的给水泵一般都有独立的强迫供油系统,主要由主油泵、辅助油泵、滤网、冷油器、油箱及其管道、阀门组成。正常运行时由主油泵供油,起动和停泵时由辅助油泵供油。

油流回路为:

油箱→主油泵(辅助油泵)→过滤器→冷油器→压力油管→各轴承→回油管→油箱。

主油泵一般由泵轴带动,辅助油泵由电动机带动。

8.给水泵中间抽头的作用是什么?

现代大功率机组,为了提高经济效益,减少辅助水泵,往往从给水泵的中间级抽取一部分水量作为锅炉的减温水(主要是再热器的减温水),这就是给水泵中间抽头的作用。

9.离心泵为什么会产生轴向推力?

因为离心泵工作时,叶轮两侧承受的压力不对称,所以会产生叶轮出口侧往进口侧方向的轴向推力。

除此以外,还有因反冲力引起的轴向推力,不过这个力较小,在正常情况下不考虑。在水泵起动瞬间,没有因叶轮两侧压力不对称引起的轴向推力,这个反冲力会使轴承转子向出口窜动。

对于立式泵,转子的重量亦是轴向推力的一部分。

10.平衡水泵轴向推力常用的方法有哪几种?

单级泵轴向推力平衡方法有:

⑴ 在叶轮前、后盖板处设有密封环,叶轮后盖板上设有平衡孔(平衡孔一般为4~6个,总面积五倍于密封面间隙面积)或装平衡管。

⑵ 叶轮双面进水。

⑶ 叶轮出口盖板上装背叶片,除此以外,多余的轴向推力由推力轴承承受。

多级泵轴向推力平衡方法如下:

⑴ 叶轮对称布置。

⑵ 平衡盘装置法。

⑶ 平衡鼓和双向止推轴承法。

⑷ 采用平衡鼓带平衡盘的办法。

11.采用平衡盘装置有什么缺点?

平衡盘装置在多级泵上广泛使用,用来平衡轴向推力,但它有三个缺点:

⑴ 在起动、停泵或发生汽蚀时,平衡盘不能有效地工作,容易造成平衡盘与平衡座之间的摩擦和磨损。

⑵ 由于转轴位移的惯性,易造成平衡力大于或小于轴向力的现象,致使泵轴往返窜动,造成低频窜振。

⑶ 高压水往往通过叶轮轴套与转轴之间的间隙窜水反流,干扰了泵内水的流动,又冲刷了部件,从而影响水泵的效率、寿命和可靠性。

12.水在叶轮中是如何运动的?

水在叶轮中进行着复合运动。即一方面它要顺着叶片工作面向外流动,另一方面还要跟着叶轮高速旋转。前一个运动称为相对运动,其速度称为相对速度。后一个运动称为圆周运动,其速度称为圆周速度。两种运动的合成即是水在水泵内的绝对运动。

13.离心泵流量有哪几种调节方法?各有什么优缺点?

离心泵流量有如下几种调节方法:

⑴ 节流调节法  用泵出口阀门的开度大小来改变泵的管路特性,从而改变流量。这种调节的优点是十分简单,缺点是节流损失大。

⑵ 变速调节  改变水泵转速,使泵的特性曲线升高或降低,从而改变泵的流量,这种调节方法,没有节流损失,是较为理想的调节方法。

⑶ 改变泵的运行台数  用改变泵的运行台数来改变管道的总流量。这种调节方法简单,但工况点在管路特性曲线上的变化很大,所以进行流量的微调是很困难的。

⑷ 汽蚀调节法 如凝结水泵采用低水位运行方式,通过凝汽器的水位高低,改变水泵特性曲线,从而改变流量。方法简单易行、省电,但叶轮易损,并伴有振动,有噪声。

⑸ 轴流泵和混流泵常采用改变叶轮、叶片角度的办法,此法调节流量十分经济。

14.给水泵的轴端密封装置有哪些类型?

给水泵的轴封装置主要有填料轴封,浮动环轴封、机械密封、迷宫式轴封,此外还有液体动力型轴封。

填料密封由填料箱、填料、填料环、填料压盖、双头螺栓和螺母等组成。填料轴封就是在填料箱内施加柔软方型填料来实现密封,由于给水泵轴封处压力高,转速快,摩擦产生的热量也大,加之给水温度本来就高,所以对填料必须设冷却装置。这是电厂给水泵使用最多的一种。优点是检修方便、工艺简单、对多级水泵来说密封效果好。

15.什么是机械密封装置?

机械密封是无填料的密封装置,它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环,以及两个端面的紧密接近(由弹簧力滑推,同时又是缓冲补偿元件)达到密封的。在机械密封装置中,压力轴封水一方面顶住高压泄出水,另一方面窜进动静环之间,维持一层流膜,使动静环端面不接触。由于流动膜很薄,且被高压水作用着,因此泄出水量很少,这种装置只要设计得当,保证轴封水在动、静环端面上形成流动膜,也可满足“干转”下的运转。机械密封的摩擦耗功较少,一般为填料密封摩擦功率的10%~15%,且轴向尺寸不大,造价又低,被认为是一种很有前途的密封装置。

16.液力偶合器的主要构造是怎样的?

液力偶合器主要由泵轮、涡轮和转动外壳(又叫旋转内套)组成。它们形成了两个腔室:在泵轮与涡轮间的腔室(即工作腔)中有工作油所形成的循环流动圆;另有由泵轮和涡轮的径向间隙(也有在涡壳上开几个小孔的)流入涡轮与转动外壳腔室(即副油腔)中的工作油。一般泵轮和涡轮内装有20~40片径向辐射形叶片,副油腔壁上亦装有叶片或开有油孔、凹槽。

17.液力偶合器和泵轮和涡轮的作用是什么?

偶合器泵轮是和电动机轴连接的主动轴上的工作轮,其功用是将输入的机械功转换为工作液体的动能,即相当于离心泵叶轮,故称为泵轮。涡轮的作用相当于水轮机的工作轮,它将工作液体的动能还原为机械功,并通过被动轴驱动负载。泵轮和涡轮具有相同的形状、相同的有效直径(循环圆的最大直径)只是轮内径向辐射形叶片数不能相同,一般泵轮与涡轮的径向叶片数差1~4片,以避免引起共振。

18.在液力偶合器中工作油是如何传递动力的?

在泵轮与涡轮间的腔室中充有工作油,形成一个循环流道,在泵轮带动的转动外壳与涡轮间又形成一个油室。若主轴以一定转速旋转,循环圆(泵轮与涡轮在轴面上构成的两个碗状结构组成的腔室)中的工作液体由于泵轮叶片在旋转离心力的作用下,将工作油从靠近轴心处沿着径向流道向泵轮外周处外甩升压,在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速,冲入涡轮外圆处的进口径向流道,并沿着涡轮径向叶片组成的径向流道流向涡轮,靠近从动轴心处,由于工作油动量距的改变去推动涡轮旋转。在涡轮出口处又以径向相对速度与涡轮出口圆周速度组成合速,冲入泵轮的进口径向流道,重新在泵轮中获取能量,泵轮转向与涡轮相同,如此周而复始,构成了工作油在泵轮和涡轮二者间的自然环流,从而传递了动力。

19.简述液力偶合器的系统情况?

在典型液力偶合器中,工作油泵和润滑油泵同轴而装,它们由原动机轴驱动伞形齿轮而拖动。工作油泵为离心式,供油经过控制阀后进入泵轮。偶合器循环圆内的工作油,由勺管排出进入工作油冷油器。冷油器出口的油分两路流动,一路直接回油箱,另一路经过控制阀再回到泵轮,因为勺管内的油流有较高的压力,使它通过冷油器后再回到泵轮,可以减少工作油泵的供油量,节约油泵的能耗。

润滑油泵与辅助油泵为齿轮式。润滑油泵的供油经过润滑油冷油器、双向可逆过滤器,然后分别送往各轴承和齿轮处进行润滑,润滑油的另外一路油经过控制油滤网,进入勺管控制滑阀和勺管的液压缸。

辅助油泵在偶合器起动前工作,进行轴承的润滑,待各轴承得到充分润滑后,才能起动偶合器。

20.试述液力偶合器的调速原理。调速的基本方法有哪几种?

在泵轮转速固定的情况下,工作油量愈多,传递的动转距也愈大。反过来说,如果动转距不变,那么工作油量愈多,涡轮的转速也愈大(因泵轮的转速是固定的),从而可以通过改变工作油油量的多少来调节涡轮的转速去适应泵的转速、流量、扬程及功率。通过充油量的调节,液力偶合器调速范围可达0.2~0.975。

在液力偶合器中,改变循环圆内充油量的方法基本上有:

⑴ 调节循环圆的进油量。

⑵ 调节循环圆的出油量。

⑶ 调节循环圆的进出油量。

调节工作油的进油量是通过工作油泵和调节阀来进行的。调节工作油的出油量是通过旋转外壳里的勺管位移来实现的。但是采用前二种调节方法,在发电机组要求迅速增加负荷或迅速减负荷时,均不能满足要求。只有采用第三种方法,在改变工作油进油量的同时,移动勺管位置,调节工作油的出油量,才能使涡轮的转速迅速变化。

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