第六章 电厂常用的泵与风机

第六章 热力发电厂常用的 泵与风机一、重点、难点提示

1.重点 (1)热力发电厂主 要泵与风机的结构特 点 (2)泵轴向力及其 平衡方法

2.难点 (1)热力发电厂主 要泵与风机的结构特 点和结构识图 (2)平衡盘平衡轴 向推力的机理与发生 轴向窜动的原因

第一节 电厂常用泵

(1)给水泵 热力发电厂的锅炉给水泵有热力循环“心 脏”之称，可见其作用非常重要，它是把除氧 器水箱中的饱和热水抽出并升压到一定压力后 不间断地送往锅炉。现代热力发电厂锅炉给水 泵的工作特点是：流量大、扬程很高、工作温 度高、工作压力高、转速高，抽吸的是饱和热 水。其作用和工作特点要求其运行可靠性高、 负荷适应能力强、经济性高、检修和维护方便、 运行自动化水平高。给水泵是热力发电厂技术 要求最高、轴功率最大、价格最高的泵与风机。 在结构型式上，给水泵采用离心式。

以前的小机组多为母管制，给水泵流量 小，多台给水泵并联运行，主要靠增减给 水泵投用台数或调节给水节流阀门的开度 来改变给水量，系统复杂、投资高、检修 维护工作量大、运行调节复杂、自动化水 平低、运行经济性差。 随着机组广泛采用单元制，以及单元机 组的容量不断增大，配置的锅炉给水泵的 流量在不断增大，目前我国大型机组较多 配置半容量给水泵，为了减小单位千瓦的 电厂投资，现已趋向于单泵配置(一机一 炉一泵),给水泵流量的增大就更为迅速。

同时，随着机组容量的增大，主蒸汽压力 也在逐步提高，这就要求给水泵的扬程不 断提高。 以前，增加给水泵扬程的主要方法是增 大叶轮尺寸、增加泵的级数。增大叶轮尺 寸会导致叶轮圆盘摩擦损失剧增，泵效率 较低，另外，大尺寸叶轮的制造加工较为 困难；增大泵的级数，会导致泵轴过长， 泵轴绕度较大，振动特性较差，为了防止 动静部件碰磨，不得不增大动静部件间的 间隙，从而导致容积效率较低。总之，用 增大叶轮尺寸、增加级数来提高给水泵的 扬程有很多弊端。

既要提高给水泵的扬程，又要增大给水 泵的流量，最好的方法是提高给水泵的转 速，所以，目前大型机组的给水泵多采用 高速给水泵，另外，考虑到调节的经济性， 多采用变速调节方法。 然而，高转速会导致给水泵的抗汽蚀 性能较差，为了防止给水泵汽蚀，目前给 水泵多配置前置泵、汽蚀诱导轮或首级采 用双吸叶轮。

教材图4-1所示的是80CHTA/4型给水泵的 前置泵结构图，其叶轮为双吸叶轮(见图 中6),另外它由独立的低速电机驱动，

这 样能使它具有较低的必需汽蚀余量，抗汽 蚀性能较好。教材图4-5所示的TDG750- 180型给水泵，配置了一个诱导轮(见图中 5),它安装在给水泵首级叶轮之前。教材 图4-7所示的给水泵，首级采用双吸叶轮。 给水泵采用高转速后，但由于流量、扬 程很高，用一级叶轮难以满足需要，所以， 目前大型机组的锅炉给水泵仍是多级泵， 只是级数不多。如教材图4-3、4-7所示 的给水泵为四级。

由于锅炉给水泵的扬程很高，又是多级泵，在本章后面将 会学到，这样给水泵转子上有很大的轴向推力，一般来说， 仅用轴向推力轴承难以满足，如果采用叶轮对称布置，泵 的结构势必复杂，效率较低。所以，锅炉给水泵都采用了 平衡盘、或平衡鼓、或平衡盘与平衡鼓的联合装置来平衡 轴向推力，其中平衡盘与平衡鼓的联合装置有很好的平衡 性能，大型机组的锅炉给水泵普遍采用，例如，教材图4 -3中的5、教材图4-5中的15和19就是平衡盘与平衡鼓的 联合装置，它们安装在末级叶轮之后，教材图4-3中的29、 教材图4-5中的23是轴向推力轴承的推力盘，用于承担残 余的轴向推力。轴向推力产生的原因、大小的计算、主要 的平衡方法、平衡盘和平衡鼓的平衡原理以及特点等，将 在本章“3.离心泵轴向推力及其平衡”中讨论。

为了防止泵内的给水顺着轴向外界泄漏， 特别是出口端给水压力很高，在给水泵的 两端都有轴封装置，轴封机构多采用机械 密封、浮动环密封和迷宫式密封等，动静 摩擦产生的热量有冷却水带走。教材图4- 3中的13是轴封装置、图中1是轴封冷却水 套，在13处也有轴封冷却水套，在1处也有 轴封装置。在轴封装置之外主要是泵的轴 承，给水泵的轴承是用润滑油润滑，轴承 产生的热量也由润滑油带走，热润滑油在 冷油器中进行冷却，再由油泵输送回轴承。

由于锅炉给水泵的工作压力和温度都很高，为了保证 泵壳的密封、泵体热变形均匀对称等，所以，大型机组锅 炉给水泵的壳体与一般多级离心泵有较大差别，多采用双 层壳体。教材图4-3、4-5、4-7所示的三种给水泵都是 双壳体，教材图4-3的9、图4-5的25是外壳体，外壳体 是整体锻制或浇铸成筒型，筒壁较厚，耐压很高，它固定 在基础上，给水泵的进出水管直接焊接在外壳体上。检修 时，拆除高压端的大端盖(教材图4-3的22、图4-5的17) 以及一些部件后，整个内壳体(包括轴和叶轮等)可以从 高压端抽出，如果有备用内壳体，只要把它装入外壳体， 再装上大端盖等部件，就能很快使泵恢复运转，减少了检 修停机时间。内外壳体之间充满着来自末级

叶轮的高压水， 在高压水的作用下，内壳体结合面能很好密封，并且能使 热冲击、热变形均匀对称，提高了运转可靠性。

在锅炉给水泵结构识图方面，应能在给 定的结构图中指出下列主要部件：进水口、 出水口、首级叶轮、末级叶轮、诱导轮 (如果有的话)、泵轴、外壳体、轴封、 轴向推力平衡机构和轴承等

(2)前置泵 目前国内外大容量、高参数机组为防止给 水泵发生汽蚀，在给水泵进口前均设置前 置泵。 结构形式

QG前置泵的结构