化工707羅茨鼓風機動畫：19種泵的工作原理，看圖就懂！

　　來源：化工707、煤化工114論壇

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　　泵是輸送流體或使流體增壓的機械，主要用來輸送水、油、礦漿、酸堿液、乳化液、懸乳液、氣混合物和液態金屬等，是礦業、化工和冶金等行業常見的輸送設備，下面為大家整理了19種泵（齒輪泵、離心泵、螺桿泵、往復泵、活塞泵、液壓柱塞泵、泥漿泵、氣動隔膜泵、軸流管道泵、自吸泵、旋渦泵、水環式真空泵、羅茨真空泵、旋片式真空泵、氣氣增壓泵、氣液增壓泵、蒸汽噴射泵）的動態工作原理和特點，以期對大家在泵的選型和使用方面有一定的幫助。

　　01

　　齒輪泵

　　工作原理

　　齒輪泵的兩齒輪的齒相互分開，形成低壓，液體吸入，并沿殼壁送到另一側。另一側兩齒輪互相合攏，形成高壓將液體排出。

　　優點：結構簡單緊湊、體積小、質量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉速范圍大、能耐沖擊性負載、維護方便、工作可靠。

　　缺點：徑向力不平衡、流動脈動大、噪聲大、效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復，不能做變量泵用。

　　02

　　離心泵

　　工作原理

　　離心泵工作時，液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉，液體在離心力作用下產生高速度，高速液體經過逐漸擴大的泵殼通道，動壓頭轉變為靜壓頭。

　　性能特點：

　　高效節能：泵有高效的水力形線，工作效率高。

　　安裝、維修方便：立式管道式結構，泵的進出口能象閥門一樣安裝在管路的任何位置及任何方向，安裝維修極為方便。

　　運行平穩，安全可靠：電機軸和水泵軸為同軸直聯、同心度高，運行平穩，安全可靠。

　　不銹鋼軸套：軸的機封位置是相對易被銹蝕之處，直聯式泵軸一旦被銹蝕，易造成機械密封失效。采用鑲配不銹鋼軸套，避免銹蝕發生，提高了軸壽命，降低了運行維護成本。

　　軸承：泵所配電機中下軸伸端軸承采用封閉式軸承，正常使用時，免電機軸承的維護保養。

　　機封：機械密封基件一般選用橡膠波紋管結構，將傳統機械密封中軸上密封由O形圈的線密封改為橡膠件的兩道面密封，在清水介質時提高了密封效果。

　　03

　　多級離心泵

　　工作原理

　　多級離心泵與單級泵相比，其區別在于多級泵有兩個以上的葉輪，能分段地多級次地吸水和壓水，從而將水揚到很高的位置，揚程可根據需要而增減水泵葉輪的級數。

　　多級離心泵有立式和臥式兩種型式，多級離心泵的泵軸上裝有串聯的兩個亦上的葉輪，它相對于一般的單級離心泵，可亦實現更高的揚程。

　　性能特點：

　　多級泵主要用于礦山排水、城市及工廠供水。相對于活塞泵、隔膜泵等往復式泵，可亦泵送較大的流量。多級離心泵效率較高，能夠滿足高揚程、高流量工況的需要，在石化、化工、電力、建筑、消防等行業得到了廣泛的應用。

　　由于其本身的特殊性，與單級離心泵相比，多級離心泵在設計、使用和維護維修等方面，有著不同、更高的技術要求。

　　04

　　螺桿泵

　　工作原理

　　雙螺桿泵與齒輪泵十分相似，一個螺桿轉動，帶動另一個螺桿，液體被攔截在嚙合室內，沿桿軸方向推進，然后被擠向中央排出。

　　螺桿泵的優點：

　　壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2，流量可達100cm3/分；

　　運送液體的種類和粘度范圍寬廣，選礦廠可用于輸送捕收劑、絮凝劑等；

　　因為泵內的回轉部件慣性力較低，故可使用很高的轉速；

　　吸入性能好，具有自吸能力；

　　流量均勻連續，振動小，噪音低；

　　與其它回轉泵相比，對進入的氣體和污物不太敏感；

　　結構堅實，安裝保養容易。

　　螺桿泵的缺點：

　　螺桿的加工和裝配要求較高；泵的性能對液體的粘度變化比較敏感。

　　05

　　往復泵

　　工作原理

　　往復泵工作時活塞右移，腔內壓力降低，將上活門壓下，下活門頂起，液體吸入；活塞左移，腔內壓力增高，將上活門頂起，下活門壓下，液體排出。

　　往復泵的優點：

　　可獲得很高的排壓，且流量與壓力無關，吸入性能好，效率較高，其中蒸汽往復泵可達80%~95%；

　　原則上可輸送任何介質，幾乎不受介質的物理或化學性質的限制；

　　泵的性能不隨壓力和輸送介質粘度的變動而變動。

　　往復泵的缺點：

　　流量不是很穩定。同流量下比離心泵龐大；機構復雜；資金用量大；不易維修等。

　　06

　　雙動往復泵

　　工作原理

　　雙動往復泵工作時活塞右移，左下吸液，右上排液?；钊笠?，右下吸液，左上排液?；钊鶑鸵淮?，有兩次吸、排液，流量更加均勻。

　　07

　　活塞泵

　　工作原理

　　活塞泵又叫電動往復泵，從結構分為單缸和多缸。活塞泵工作時，借活塞在汽缸內的往復作用使缸內容積反復變化，以吸入和排出流體。

　　活塞泵的性能特點：

　　活塞泵適用于高壓、小流量的場合，特別是流量小于100m3/h，排出壓力大于9.8兆帕時，更顯示出它較高的效率和良好的運行性能。

　　吸入性能好，能抽吸各種不同介質、不同粘度的液體，可用于油田、煤層注水、注油、采油。若過流部件為不銹鋼時，可輸送腐蝕性液體。另外根據結構材質的不同還可以輸送高溫焦油、礦泥、高濃度灰漿、高粘度液體等。

　　活塞泵在石油化學工業、機械制造工業、造紙、食品加工、醫藥生產等方面應用很廣。

　　08

　　液壓柱塞泵

　　工作原理

　　液壓柱塞泵或固體泵，由液壓動力包驅動液壓油缸，液壓油缸推進輸送缸，將輸送缸內的物料輸出至管道。

　　一般分為單柱塞和雙柱塞，柱塞泵的基本原理很簡單，這種泵使用相對較大的運動水體的動量來將相對較小體積的水抽向高處。

　　液壓柱塞泵廣泛應用在污水處理，固體廢物處理，礦山冶金，清淤，疏浚，石油化工，電廠，水泥工業等領域。

　　09

　　泥漿泵

　　工作原理

　　常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，由動力機帶動泵的曲軸回轉，曲軸通過十字頭再帶動活塞或柱塞在泵缸中做往復運動。在吸入和排出閥的交替作用下，實現壓送與循環沖洗液的目的。

　　泥漿泵是指在鉆探過程中向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機械，是鉆探設備的重要組成部分。

　　在常用的正循環鉆探中，是將地表沖洗介質──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經過高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達到冷卻鉆頭、將切削下來的巖屑清除并輸送到地表的目的。

　　10

　　氣動隔膜泵

　　工作原理

　　氣動隔膜泵工作時為了使活柱不與腐蝕性料液直接接觸，將氣缸腔體與液料用隔膜分開，實質也是往復泵的原理。氣動隔膜泵其有四種材質：工程塑料、鋁合金、鑄鐵、不銹鋼。

　　氣動隔膜泵的性能特點

　　采用壓縮空氣為動力源，可用于各種腐蝕性液體。根據不同液體介質可分別采用不同的材質，以滿足不同用戶的需要。

　　泵不會過熱：壓縮空氣作動力，在排氣時是一個膨脹吸熱的過程，氣動泵工作時溫度是降低的，無有害氣體排出。

　　不會產生電火花：氣動隔膜泵不用電力作動力，接地后又防止了靜電火花

　　可以通過含顆粒液體：因為容積式工作且進口為球閥，所以不容易被堵。

　　對物料的剪切力極低：工作時是怎么吸進怎么吐出，所以對物料的攪動最小，適用于不穩定物質的輸送

　　流量可調節，可以在物料出口處加裝節流閥來調節流量。

　　具有自吸的功能。

　　可以空運行，而不會有危險。

　　可以潛水工作。

　　可以輸送的流體極為廣泛，從低粘度的到高粘度的，從腐蝕性得到粘稠的。

　　沒有復雜的控制系統，沒有電纜、保險絲等。

　　體積小、重量輕，便于移動。

　　無需潤滑所以維修簡便，不會由于滴漏污染工作環境。

　　泵始終能保持高效，不會因為磨損而降低。

　　百分之百的能量利用，當關閉出口，泵自動停機，設備移動、磨損、過載、發熱

　　沒有動密封，維修簡便避免了泄漏。工作時無死點。

　　11

　　軸流管道泵

　　工作原理

　　軸流管道泵的葉輪設計成軸流式，轉速很高，如果電機功率、葉輪直徑、管道直徑足夠大的話，流量可以很大。

　　軸流管道泵的性能特點：

　　管道泵結構緊湊，機泵一體化，體積小，其立式結構具有安裝占地面積小，運行平穩，安裝無需調整。

　　泵進出口設計成規格相同法蘭，且位于同一中心在線，可象閥門一樣直接安裝在管路上，且中心低，便于管道布置，安裝方便。

　　泵與電機同軸，軸向尺寸短，使泵運行更加平穩，噪音低。

　　取消傳統軸封方式，避免了輸送介質的外泄，因此具有完全無泄漏的顯著特點。

　　12

　　自吸泵

　　工作原理

　　水泵啟動前先在泵殼內灌滿水（或泵殼內自身存有水）。啟動后葉輪高速旋轉使葉輪槽道中的水流向渦殼，這時入口形成真空，使進水逆止門打開，吸入管內的空氣進入泵內，并經葉輪槽道到達外緣。

　　自吸泵的性能特點：

　　自吸泵屬自吸式離心泵，具有結構緊湊、操作方便、運行平穩、維護容易、效率高、壽命長，并有較強的自吸能力等優點。

　　管路不需安裝底閥，工作前只需保證泵體內儲有定量引液即可。不同液體可采用不同材質自吸泵。

　　13

　　漩渦泵

　　工作原理

　　旋渦泵的葉片凹槽中的液體，被離心力甩向流道，一次增壓；流道中液體又因槽中液體被甩出形成低壓，再次進入凹槽，再次增壓；多次的凹槽一流道一凹槽的漩渦運動，從而獲得較高壓頭。

　　旋渦泵的優點：

　　W型單級直連旋渦泵是供吸送清水或物理化學性質類似于水的液體之用，使用液溫不超過60℃，常用于鍋爐給水的配套，在造船、輕紡、化工、冶金、機械制造、水產養殖、固定消防穩壓、熱交換機組、農業遠程噴灌等部門等都有廣泛的應用。

　　旋渦泵體積小、重量輕的特點在船舶裝置中具有極大的優越性。具有自吸能力或借助于簡單裝置來實現自吸。

　　具有陡降的揚程特性曲線，因此，對系統中的壓力波動不敏感。某些旋渦泵可實現汽液混輸。這對于抽送含有氣體的易揮發的液體和汽化壓力很高的高溫液體具有重要的意義。

　　旋渦泵結構簡單、鑄造和加工工藝都容易實現，某些旋渦泵零件還可以使用非金屬材料，如塑料、尼龍模壓葉輪等。

　　旋渦泵的缺點：

　　效率較低，最高不超過55%，大多數旋渦泵的效率在20-40%，因此妨礙了其向大功率方向發展。

　　旋渦泵的汽蝕性能較差。

　　旋渦泵不能用來抽送粘性較大的介質。因隨著液體粘性的增加，泵的揚程和效率會急劇降低，介質的粘度限制在114 厘沲(15°E)之內。

　　旋渦泵葉輪和泵體之間的徑向間隙和軸向間隙的要求較嚴給加工和裝配工藝帶來一定困難。

　　抽送的介質只限于純凈的液體。當液體中含有固體顆粒時，就會因磨損引起軸向和徑向的間隙增大而降低泵的性能或導致旋渦泵不能工作。

　　14

　　水環式真空泵

　　工作原理

　　水環式真空泵葉片的葉輪偏心地裝在圓柱形泵殼內。泵內注入一定量的水。葉輪旋轉時，將水甩至泵殼形成一個水環，環的內表面與葉輪輪轂相切。由于泵殼與葉輪不同心，右半輪轂與水環間的進氣空間4逐漸擴大，從而形成真空，使氣體經進氣管進入泵內進氣空間。隨后氣體進入左半部，由于轂環之間容積被逐漸壓縮而增高了壓強，于是氣體經排氣空間及排氣管被排至泵外。

　　水環式真空泵的優點：

　　結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。

　　結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。

　　壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。

　　由于泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。

　　吸氣均勻，工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。

　　水環式真空泵的缺點：

　　效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。

　　真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。

　　總之，由于水環泵中氣體壓縮是等溫的，故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點，盡管它效率低，仍然得到了廣泛的應用。

　　15

　　羅茨真空泵

　　工作原理

　　羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態，所以，在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時，由于排氣側氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時，氣體排出泵外。

　　羅茨泵具有以下特點：

　　在較寬的壓強范圍內有較大的抽速；

　　起動快，能立即工作；

　　對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；

　　轉子不必潤滑，泵腔內無油；

　　振動小，轉子動平衡條件較好，沒有排氣閥；

　　驅動功率小，機械摩擦損失??；

　　結構緊湊，占地面積小；

　　運轉維護費用低。

　　因此，羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得到廣泛的應用。

　　16

　　旋片式真空泵

　　工作原理

　　旋片泵的旋片把轉子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分，當轉子按箭頭方向旋轉時，與吸氣口相通的空間A的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的，正處于壓縮過程。

　　由于空間A的容積是逐漸增大（即膨脹），氣體壓強降低，泵的入口處外部氣體壓強大于空間A內的壓強，因此將氣體吸入。當空間A與吸氣口隔絕時，即轉至空間B的位置，氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，最后與排氣口相通。當被壓縮氣體超過排氣壓強時，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內的油層排至大氣中。由泵的連續運轉，達到連續抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉入另一級（低真空級），由低真空級抽走，再經低真空級壓縮后排至大氣中，即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負擔，因而提高了極限真空度。

　　旋片式真空泵的性能特點：

　　旋片式真空泵是一種油封式機械真空泵，屬于低真空泵，可單獨使用，也可作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。廣泛地應用于冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫藥等生產和科研部門。

　　體積小、重量輕、噪音低；

　　設有氣鎮閥，可抽除少量水蒸氣；

　　設有自動防返油止回閥，啟動方便；

　　進氣口連續暢通大氣運轉不得超過一分種；

　　不適用于抽除對金屬有腐蝕的，對泵油起化學反應的，含有顆粒塵埃的氣體，以及含氧過高的，有爆炸性的，有毒的氣體。

　　17

　　氣氣增壓泵

　　工作原理

　　氣氣增壓泵以壓縮空氣為動力，將低壓氣體壓力升高后連續輸出，最終輸出壓力可升高至動力源壓力的兩倍甚至數十倍，是無污染的氣體增壓裝置。

　　根據輸出壓力和結構形式又分成低壓泵和高壓泵。

　　低壓泵主要用于當現場氣源壓力不足或不穩定，不能保證氣動裝置的最低使用壓力時，維持氣動裝置正常工作，滿足設備的局部高壓用氣要求。

　　高壓泵主要用于增壓非普通壓縮空氣場合，如把氮氣、氦氣、氬氣等增壓至幾十兆帕并裝入高壓儲氣罐。

　　氣氣增壓泵的性能特點：

　　工作壓力范圍大，選用不同型號的泵可獲得不同的壓力區域，調節輸入氣壓輸出氣壓相應得到調整。可達到極高的壓力，氣體90MPa。

　　流量范圍廣，對所有型號泵僅0.1kg氣壓就能平穩工作，此時獲得最小的流量，調節進氣量后可得到不同的流量。

　　易于控制，從簡單的手動控制到完全的自動控制均可滿足要求。

　　自動重新啟動，無論何種原因造成保壓回路壓力下降，將自動重新啟動，補充泄漏壓力，保持回路壓力恒定。

　　操作安全，采用氣體驅動，無電弧及火花，可在危險場合使用。

　　最大節能可達70%，因為保持保壓不消耗任何能量。

　　18

　　氣液增壓泵

　　工作原理

　　氣液增壓泵由單向閥控制的高壓柱塞不斷的將液體排出，增壓泵的出口壓力大小與空氣驅動壓力有關。當驅動部分和輸出液體部分之間的壓力達到平衡時，增壓泵會停止運行，不再消耗空氣。當輸出壓力下降或空氣驅動壓力增加時，增壓泵會自動啟動運行，直到再次達到壓力平衡后自動停止。

　　采用單氣控非平衡氣體分配閥來實現泵的自動往復運動，泵體氣驅部分采用鋁合金制造。接液部分根據介質不同選用碳鋼或不銹鋼，泵的全套密封件均為進口優質產品，從而保證了氣液增壓泵的性能。

　　氣液增壓泵的性能特點：

　　輸出壓力高：液泵最大可達640MPa，氣泵最大可至200MPa

　　使用范圍廣：工作介質可為液壓油.水及大部分化學腐蝕性液體，而且可靠性高，免維護壽命長。

　　輸出流量范圍廣：對所有型號泵僅需較小驅動氣壓就能平穩工作，此時獲得較小流量，調節驅動進氣量后可獲得不同流量。

　　應用靈活：選用不同型號的泵，可獲得不同的壓力區域。

　　易于調節：在泵的壓力范圍內，調節調節閥從而調節進氣壓力，輸出液壓相應相應得到無極調整。

　　自動保壓：無論何種原因造成保壓回路壓力下降，將自動啟動，補充泄漏壓力，保持回路壓力恒定。

　　操作安全：采用氣體驅動，無電弧及火花，可在危險場所使用。

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　　蒸汽噴射泵

　　工作原理

　　蒸汽噴射泵工作時蒸汽進入噴嘴后，高速噴出，產生低壓，將氣體吸入并在混合室混合，經擴大管后，動能轉變為壓強能。如果吸入的氣體來自容器，容器減壓，即可稱作噴射真空泵。

　　蒸汽噴射泵的性能特點：

　　該泵無機械運動部分，不受摩擦、潤滑、振動等條件限制，因此可制成抽氣能力很大的泵。只要泵的結構材料選擇適當，對于排除具有腐蝕性氣體、含有機械雜質的氣體以及水蒸等場合極為有利。

　　結構簡單、重量輕，占地面積小。

　　工作蒸汽壓力為4～9×105Pa，在一般的冶金、化工、醫藥等企業中都具備這樣的水蒸汽源。

化工707羅茨鼓風機動畫：MVR蒸發器系統中最關鍵的部位如何選？它們又是如何工作的呢？

　　【本期內容，由上海神農冠名播出】

　　小七：MVR蒸發器中最關鍵的蒸汽壓縮機該如何選擇？小七今天來和你說，選擇蒸汽壓縮機需注意的幾點！

　　蒸汽壓縮機是熱回收系統對產生的蒸汽通過壓縮作用而提高蒸汽汽溫度和壓力的關鍵設備。作用是將低壓（或低溫）的蒸汽加壓升溫，以達到工藝或者工程所需的溫度和壓力要求。

　　機械蒸汽壓縮機分為羅茨蒸汽壓縮風機和離心蒸汽壓縮風機兩種，而離心蒸汽壓縮風機又分為普通離心壓縮風機和單級高速離心蒸汽壓縮機。不同的風機類型具有不同的特點，在不同的應用條件下也有自己的優勢。

　　下圖為羅茨壓縮機、高速離心壓縮機和離心鼓風機的溫升—流量關系。

　　◆ ◆ ◆

　　1.羅茨蒸汽壓縮風機

　　羅茨壓縮風機屬于容積型風機，相對于普通離心壓縮風機而言，壓縮比高，單級壓縮溫升可達25攝氏度。

　　對于羅茨蒸汽壓縮風機而言，由于其轉速較低，因此具有更好的穩定性。

　　一般來說，羅茨蒸汽壓縮風機的轉速在980～1450r/min，普通離心蒸汽壓縮風機的轉速在6000～9000r/min，而單級高壓離心風機的最高轉速可達30000r/min。

　　當然，對于羅茨風機來說，其劣勢也很明顯，其單級體積流量過小、效率低、保養周期短（一般2000h/次）是其先天缺陷；同時羅茨風機噪聲頻譜較寬，且以63-8000HZ的低中頻噪音為主要成份，在運行中的噪聲高達100分貝以上，對人員健康傷害較大。

　　◆ ◆ ◆

　　2.普通離心蒸汽壓縮風機

　　普通離心蒸汽壓縮風機一般壓縮升溫為8～10攝氏度，目前主要應用機型基本為進口壓縮風機，優點是效率高，性能穩定。

　　在需要較高壓縮比的工況可將兩臺離心蒸汽壓縮風機串聯，以獲得更高的壓縮溫升，但同時，風機的效率會有所下降。

　　一般情況下，在蒸發過程中都有沸升的情況出現，有的溶液沸升甚至會很高，這時就需要兩級或三級風機串聯使用。

　　◆ ◆ ◆

　　3.單級高速離心壓縮風機

　　單級高速離心壓縮風機的顯著特點是風機轉速高，有很高的壓縮比，從而壓縮溫升較高，最高可達25～30攝氏度，同時，它還有效率高、低能耗、更大處理量，因而應用范圍更廣泛。

　　目前單級高速離心壓縮風機以國產為主，技術已經比較成熟，設備保養周期在18個月以上。單級高速離心壓縮風機噪音頻率在8000～12000Hz，為高頻次生波噪音，超出了人耳敏感區，對人員的傷害并不大。

　　用來壓縮氣體借以提高氣體壓力或輸送氣體的機械稱為壓縮機。也有把壓縮機稱為“壓氣機”和“氣泵”的。提升的壓力小于0.2MPa時，稱為鼓風機。提升壓力小于0.02MPa時稱為通風機。

　　下面帶大家詳細看看壓縮機用了幾十年，到底是如何工作的呢？

　　看點

　　01

　　壓縮機分類

　　1.按工作原理分類

　　（1）容積式壓縮機

　　直接對一可變容積中的氣體進行壓縮，使該部分氣體容積縮小、壓力提高。其特點是壓縮機具有容積可周期變化的工作腔。

　?。?）動力式壓縮機

　　它首先使氣體流動速度提高，即增加氣體分子的動能；然后使氣流速度有序降低，使動能轉化為壓力能，與此同時氣體容積也相應減小。其特點是壓縮機具有驅使氣體獲得流動速度的葉輪。動力式壓縮機也稱為速度式壓縮機。

　　2.按排氣壓力分類

　　3.按壓縮級數分類

　　4.按容積流量分類

　　看點

　　02

　　離心壓縮機

　　離心壓縮機是產生壓力的機械，是透平壓縮機的一種。透平是英譯音“TURBINE”，即旋轉的葉輪。

　　離心壓縮機：指氣體在壓縮機中的運動是沿垂直于壓縮機軸的徑向進行的。所以也稱徑流壓縮機。

　　1.離心式壓縮機工作原理

　　具有葉片的工作輪在壓縮機的軸上旋轉，進入工作輪的氣體被帶著旋轉，增加了動能（速度）和靜壓頭（壓力），然后出工作輪進入擴壓器內，在擴壓器內氣體的速度轉變為壓力，進一步提高壓力，經過壓縮的氣體再經彎道和回流器進入下一級葉輪進一步壓縮至所需的壓力。

　　氣體在葉輪中提高壓力的原因有兩個：一是氣體在葉輪葉片作用下，跟著葉輪做高速的旋轉，而氣體由于受旋轉所產生的離心力的作用使氣體的壓力升高；二是葉輪是從里到外逐漸擴大的，氣體在葉輪里擴壓流動，使氣體通過葉輪后壓力提高。

　　2.離心式壓縮機分類

　?。?）按軸的型式分

　　單軸多級式，一根軸上串聯幾個葉輪；雙軸四級式，四個葉輪分別懸臂地裝在兩個小齒輪的兩端，旋轉靠電機通過大齒輪驅動小齒輪。

　?。?）按氣缸的型式分

　　水平剖分式和垂直剖分式。

　?。?）按級間冷卻形式分類

　　級外冷卻，每段壓縮后氣體輸出機外進入冷卻器；機內冷卻，冷卻器和機殼鑄為一體。

　　（4）按壓縮介質分類

　　空氣壓縮機、氮氣壓縮機、氧氣壓縮機等。

　　3.離心式壓縮機的特點

　　優點：

　?。?）由于是連續旋轉式機械，可以大錦工提高進入其中的工質量，提高功率。所以，離心式壓縮機的第一個特點是：功率大。

　?。?）由于工質量可以提高，必然導致葉片轉速的提高，所以第二個特點是高速性。

　?。?）無往復運動部件，動平衡特性好，振動小，基礎要求簡單；

　　（4）易損部件少，故障少、工作可靠、壽命長；

　?。?）機組單位功的重量、體積及安裝面積小；

　?。?）機組的運行自動化程度高，調節范圍廣，且可連續無級調節；

　?。?）在多級壓縮機中容易實現一機多種蒸發溫度；

　　（8）潤滑油與介質基本上不接觸，從而提高了冷凝器及蒸發器的傳熱性能；

　?。?）對大型壓縮機，可由蒸氣動力機或燃氣動力機直接帶動，能源使用經濟合理；

　　缺點：

　　（1）單機容量不能太小，否則會使氣流流道太窄，影響流動效率；

　?。?）因依靠速度能轉化成壓力能，速度又受到材料強度等因素的限制，故壓縮機每級的壓力比不大，在壓力比較高時，需采用多級壓縮；

　?。?）特別情況下，機器會發生喘振而不能正常工作；

　　4.離心機壓縮機的工作原理分析

　?。?）常用名詞解釋

　　級：每一級葉輪和與之相應配合的固定元件（如擴壓器等）構成一個基本的單元，叫一個級

　　段：以中間冷卻器隔開級的單元，叫段。這樣以冷卻器的多少可以將壓縮機分成很多段。一段可以包括很多級。也可僅有一個級。

　　標態：0℃，1標準大氣壓。

　　進氣狀態：一般指進口處氣體當時的溫度、壓力。

　　重量流量：一秒時間內流過氣體的重量。

　　容積流量：一秒時間內流過氣體的體積。

　　表壓（G）：以當地大氣為基準所計量的壓強。

　?。?）壓縮機“級”中的氣體流動

　　葉輪被驅動機拖動而旋轉，氣體進入葉輪后，對氣體作功。那么氣體既隨葉輪轉動，又在葉輪槽中流動。反映出氣體的壓力升高、溫度升高，比容降低。

　　葉輪轉動的速度即氣體的圓周速度，在不同的半徑上有不同的數值，葉輪出口處的圓周速度最大。氣體在葉輪槽道內相對葉輪的流動速度為相對速度。因葉片槽道截面積從進口到出口逐漸增大，因此相對速度逐漸減少。氣體的實際速度是圓周速度與相對速度的合成，又稱之為絕對速度。

　　級是壓縮機作功的最基本的單元，在級中葉片帶動氣體轉動，把功傳遞給介質，使介質獲得動能。通過由隔板構成的擴壓流道和擴壓槽,介質的一部分動能轉化為壓力勢能，并被導入下一級繼續壓縮。中間級有葉輪、隔板、級間密封等，末級是由葉輪、隔板和蝸殼組成。

　　“級”內氣體流動的能量損失分析：

　　壓縮機組實際運行中，通過葉輪向氣體傳遞能量，即葉輪通過葉片對氣體作功消耗的功和功率外，還存在著葉輪的輪盤、輪蓋的外側面及輪緣與周圍氣體的摩擦產生的輪阻損失，還存在著工作輪出口氣體通過輪蓋氣封漏回到工作輪進口低壓低壓端的漏氣損失。都要消耗功。這些損失在級內都是不可避免的，只有在設計中精心選擇參數，再制造中按要求加工，在操作中精心操作使其盡量達到設計工況，來減少這些損失。

　　5.離心壓縮機的構造

　?。?）吸入室：

　　作用是將介質均勻地引導至葉輪的進口，以減少氣流的擾動和分離損失。它的結構比較簡單，有軸向進氣和徑向進氣兩種。徑向進氣結構多采用于多級雙支承壓縮機中。

　?。?）離心壓縮機基本結構

　　整套離心壓縮機組是由電氣、機械、潤滑、冷卻、控制等部分組成的一個系統。雖然由于輸送的介質、壓力和輸氣量的不同，而有許多種規格、型式和結構，但組成的基本元件大致是相同的，主要由轉子、定子、輔助設備等部件組成。

　　（3）離心壓縮機的轉子

　　轉子是離心壓縮機的關鍵部件，它高速旋轉。轉子是由葉輪、主軸、平衡盤、推力盤等部件組成。

　?。?）葉輪

　　葉輪也叫工作輪，是離心式壓縮機的一個重要部件，氣體在工作輪中流動，其壓力、流速都增加，同時氣體的溫度也升高。葉輪是離心式壓縮機對氣體作功的唯一元件。通過葉輪將能量傳遞給氣體，使氣體的速度及壓力都得到提高。

　　在結構上葉輪有三種型式：

　　閉式葉輪：由輪盤、輪蓋、葉片三部分組成。

　　半開式式葉輪：無輪蓋、只有輪盤、葉片。

　　雙面進氣式葉輪：兩套輪蓋、兩套葉片，共用一個輪盤。

　　葉輪的結構以葉片的彎曲形式來分

　　前彎葉片式葉輪：葉片彎曲方向與葉輪旋轉方向相同。葉片出口角＞90°

　　后彎葉片式葉輪：葉片彎曲方向與葉輪旋轉方向相反，葉片出口角＜90°

　　徑向葉片式葉輪：葉片出口方向與葉輪半徑方向一致，葉片出口角＝90°

　　影響葉輪性能的主要因素是葉片的彎曲形狀。按葉片出口端彎曲方向的不同，可分為后彎、前彎及徑向葉輪三種類型。由于后彎式葉片的級效率較高，因此被廣泛采用。葉輪是高速旋轉的部件，要求材料具有足夠的強度。為了減少振動，葉輪和軸必須經過動平衡試驗，以達到規定的動平衡要求。

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　　氣體輸送機械的基本結構、工作原理與液體輸送機械大同小異，它們的作用都是對流體作功以提高其機械能（主要表現為靜壓能）。

　?。ㄒ唬╇x心式通風機、鼓風和壓縮機

　　通風機都是單級，對氣體只起輸送作用，可用柏努利方程進行有關計算；鼓風機和壓縮機都是多級，用于產生高壓氣體，壓縮機需要采取冷卻措施。

　　離心式氣體輸送機械和離心泵的工作原理相似，但在結構上隨壓縮比的變化而有某些差異。

　　1．離心通風機

　　風機對單位體積氣體所作的有效功稱為風壓，以HT表示，單位為J/m3＝Pa。根據風壓的不同，將離心通風機分為三類：

　　低壓離心通風機出口風壓低于0.981×103 Pa（表壓）；

　　中壓離心通風機 出口風壓為0.981×103 ～2.94×103 Pa（表壓）；

　　高壓離心通風機 出口風壓為2.94×103 ～14.7×103 Pa（表壓）。

　?。?）離心通風機的結構和工作原理 離心通風機的結構和工作原理與離心泵大致相同。低壓通風機的葉片數目多、與軸心成輻射狀平直安裝。中、高壓通風機的葉片則是后彎的，所以高壓通風機的外形與結構與單級離心泵更相似。

　?。?）離心通風機的性能參數：離心通風機的主要性能參數有風量、風壓、軸功率和效率。

　　① 風量Q 風量是指單位時間內從風機出口排出的氣體體積；并以風機進口處的氣體狀態計，單位為m3/h。

　?、?風壓HT 是單位體積氣體通過風機時所獲得的能量，單位為J/m3或Pa，習慣上用mmH2O表示。

　　風機的全風壓由靜風壓與動風壓構成，即

　　HT=(p1－p2)+u22/2 （2-33）

　　通風機銘牌或手冊中所列的風壓是在空氣的密度為1.2kg/m3（20℃、101.3 kPa）的條件下用空氣作介質測定的。若實際的操作條件與上述的實驗條件不同，應將操作條件下的風壓換算為實驗條件下的風壓HT來選擇風機，即

　　HT=HT’(1.2/ρ’) （2-34）

　　式中

　　ρ’――操作條件下空氣的密度，kg/m3。

　　③ 軸功率與效率 離心通風機的軸功率為

　　N=HTQ/1000η （2-35）

　　式中

　　N――軸功率，kW；

　　Q――風量，m3/s；

　　HT――全風壓，Pa；

　　η――全壓效率。

　　注意，用式2-35計算功率時，HT和Q必須是同一狀態下的數值。

　　（3）離心通風機的特性曲線

　　通風機出廠前在溫度為20℃的常壓下（101.3kPa）實驗測定其特性曲線。離心通風機的特性曲線與離心泵的特性曲線相比，此處增加了一條靜風壓隨流量的變化曲線。

　　（4）離心通風機的選擇

　　與離心泵的選擇遵循相似的步驟：

　　① 根據管路布局和工藝條件，計算輸送系統所需的實際風壓HT’，并按式2-38換算為實驗條件下的風壓HT。

　　② 根據所輸送氣體的性質及所需的風壓范圍，確定風機的類型。

　?、?根據實際風量和實驗條件下的風壓，選擇適宜的風機型號。

　　④ 當ρ’＞1.2kg/m3時，要核算軸功率。

　　2．離心鼓風機與壓縮機

　　離心鼓風機與壓縮機又稱透平鼓風機和壓縮機，其結構類似于多級離心泵，每級葉輪之間都有導輪，工作原理和離心通風機相同。離心壓縮機的段與段之間設置冷卻器，以免氣體溫度過高。離心鼓風機與離心壓縮機的規格、性能及用途詳見有關產品目錄或手冊。

　　離心式壓縮機生產能力大，供氣均勻，連續運行安全可靠，維修方便，因而廣被采用。

　?。ǘ┗剞D鼓風機、壓縮機

　　回轉鼓風機、壓縮機與回轉泵相似。常見的回轉式氣體壓縮機械有羅茨鼓風機、葉氏鼓風機、液環壓縮機、滑片壓縮機、滾動活塞壓縮機、螺桿壓縮機等多種型式。本節僅對羅茨鼓風機、液環壓縮機作簡要介紹。

　　1．羅茨鼓風機

　　普通型羅茨鼓風機的主要部件是機殼內有兩個特殊形狀的轉子（常為腰形或三星形）。

　　羅茨鼓風機的工作原理和齒輪泵相似，兩個轉子的旋轉方向相反，氣體從機殼一側吸入，從另一側排出。

　　羅茨鼓風機屬容積式機械，其排氣量與轉速成正比。當轉速一定時，風量與風機出口壓力無關，表壓為40kPa上下時效率較高。

　　羅茨鼓風機一般用回路調節流量，其出口應安裝氣體穩壓罐并配置安全閥。

　　2．液環壓縮機

　　液環壓縮機又稱納氏泵。它主要由略似橢圓的外殼和旋轉葉輪組成，殼中盛有適量的液體。當葉輪旋轉時，由于離心力的作用，液體被拋向殼體，形成橢圓形的液環，在橢圓形長軸兩端形成兩個月牙形空隙。當葉輪回轉一周時，葉片和液環間所形成的密閉空間逐漸變大和變小各兩次，氣體從兩個吸入口進入機內，而從兩個排出口排出。

　　液環壓縮機內的液體將被壓縮的氣體與機殼隔開，氣體僅與葉輪接觸，只要葉輪用耐腐蝕材料制造，則便適宜于輸送腐蝕性氣體。殼內的液體應與被輸送氣體不起作用，例如壓送氯氣時，殼內的液體可采用硫酸。

　　液環壓縮機的壓縮比可達6～7，但出口表壓在150～180kPa的范圍內效率最高。

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　　從設備或系統中抽出氣體使其中的絕對壓力低于大氣壓，此種抽氣機械稱為真空泵。從原則上講，真空泵就是在負壓下吸氣，一般是大氣壓下排氣的輸送機械。在真空技術中，通常把真空狀態按絕對壓力高低劃分為低真空（105～103Pa）、（103～ 10－1Pa）、高真空（10－1～10－6Pa）、超高真空（10－6～10－10Pa）及極高真空（<10－10 Pa）五個真空區域。為了產生和維持不同真空區域強度的需要，設計出多種類型的真空泵。

　　化工中用來產生低、中真空的真空泵有往復真空泵、旋轉真空泵（包括液環式、旋片式真空泵）和噴射真空泵等。

　　1．往復真空泵

　　往復真空泵的構造和工作原理與往復式壓縮機基本相同。但是，由于真空泵所抽吸氣體的壓力很小，且其壓縮比又很高（通常大于20），因而真空泵吸入和排出閥門必須更加輕巧靈活、余隙容積必須更小。為了減小余隙的不利影響，真空泵氣缸設有連通活塞左右兩側的平衡氣道。若氣體具有腐蝕性，可采用隔膜真空泵。

　　2．旋轉真空泵

　　（1）液環真空泵 用液體工作介質的粗抽泵稱作液環泵。其中，同水作工作介質的叫水環真空泵，其它還可用油、硫酸及醋酸等作工作介質。工業上水循環泵應用居多。

　　水環真空泵的外殼內偏心地裝有葉輪，葉輪上有輻射狀葉片2，泵殼內約充有一半容積的水。當葉輪旋轉時，形成水環3。水環有液封作用，使葉片間空隙形成大小不等的密封小室。當小室的容積增大時，氣體通過吸入口4被吸入；當小室變小時，氣體由壓出口5排出。水環真空泵運轉時，要不斷補充水以維持泵內液封。水環真空泵屬濕式真空泵，吸氣中可允許夾帶少量液體。

　　水環真空泵可產生的最大真空度為83kPa左右。當被抽吸的氣體不宜與水接觸時，泵內可充以其它液體。

　　（2）旋片真空泵

　　旋片泵是獲得低中真空的主要泵種之一。它可分為油封泵和干式泵。根據所要求的真空度，可采用單級泵（極限壓力為4Pa，通常為50～200Pa）和雙級泵（極限壓力為（6～1）×10－2Pa），其中以雙級泵應用更為普遍。

　　當帶有兩個旋片7的偏心轉子按圖中箭頭方向旋轉時，旋片在彈簧8的壓力及自身離心力的作用下，緊貼著泵體9的內壁滑動，吸氣工作室A的容積不斷擴大，被抽氣體流經吸入口3和吸氣管4進入其中，直到旋片轉到垂直位置時吸氣結束，吸入的氣體被旋片隔離。轉子繼續旋轉，被隔離氣體逐漸被壓縮、壓力升高。當壓力超過排氣閥片2上的壓力時，則氣體從排氣口1排出。轉子每旋轉一周有兩次吸氣和排氣過程。

　　兩級旋片真空泵中氣體從高真空腔A進入低真空腔后再排出泵外。

　　旋片真空泵具有使用方便、結構簡單、工作壓力范圍寬、可在大氣壓下直接啟動等優點，應用比較廣泛。但旋片真空泵不適于抽除含氧過高、有爆炸性、有腐蝕性、對油起化學反應及含顆粒塵埃的氣體。

　?。?）噴射泵 噴射泵是利用流動時靜壓能轉換為動能而造成的真空來抽送流體的。它既可用來抽送氣體，也可用來抽送液體。在化工生產中，噴射泵常用于抽真空，故它又稱為噴射真空泵。

　　噴射泵的工作流體可以是蒸汽，也可以是液體。圖2-49所示的是單級蒸汽噴射泵。工作蒸汽以很高的速度從噴嘴3噴出，在噴射過程中，蒸汽的靜壓能轉變為動能，產生低壓，而將氣體吸入。吸入的氣體與蒸汽混合后進入擴散管4，使部分動能轉變為靜壓能，而后從壓出口5排出。

　　單級蒸汽噴射泵可達到99％的真空度，若要獲得更高的真空度，可以采用多級蒸汽噴射泵。

　　圖2-50所示為三級蒸汽噴射泵。工作蒸汽與被抽吸氣體先進入第一級噴射泵，混合氣體經冷凝器2使蒸汽冷凝，氣體則進入第二級噴射泵3，而后順序通過冷凝器4、第三級噴射泵5及冷凝器6，最后由噴射泵7排出。輔助噴射泵8與主要噴射泵并聯，用以增加啟動速度。當系統達到指定的真空度時，輔助噴射泵可停止工作。

　　由于抽送流體與工作流體混合，噴射真空泵的應用范圍受到一定限制。

化工707羅茨鼓風機動畫：電廠各設備原理圖(視頻+動圖)

　　原標題：電廠各設備原理圖(視頻+動圖)

　　不懂的時候就來翻下看看~~

　　動畫講解的是火力發電廠如何操作的，視頻從最基礎的朗肯循環的問題開始。你會看到發電機、汽輪機、冷凝器、給水泵、鍋爐等在整個工作循環的作用！

　　上汽西門子1000MW汽輪機結構示意動畫

　　part 1主機動畫

　　基本生產過程是：燃料在燃燒時加熱水生成蒸汽，將燃料的化學能轉變成熱能；蒸汽壓力推動汽輪機旋轉，熱能轉換成機械能；然后汽輪機帶動發電機旋轉，將機械能轉變成電能。

　　基本系統如下：

　　汽水系統

　　火力發電廠的汽水系統是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵等組成，它包括汽水循環、化學水處理和冷卻系統等。水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經過加熱器進一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進入汽輪機。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片轉動從而帶動發電機。為了進一步提高其熱效率，一般都從汽輪機的某些中間級后抽出做過功的部分蒸汽，用以加熱給水。在現代大型汽輪機組中都采用這種給水回熱循環。

　　此外，在超高壓機組中還采用再熱循環，即把做過一段功的蒸汽從汽輪機的高壓缸的出口將做過功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入汽輪機的中壓缸繼續膨脹做功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續做功。在蒸汽不斷做功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結成水。凝結水集中在凝汽器下部由凝結水泵打至低壓加熱器加熱再經過除氧器除氧，給水泵將預加熱除氧后的水送至高壓加熱器，經過加熱后的熱水加入鍋爐，在過熱器中把水加熱到過熱蒸汽，送至汽輪機做功。這樣周而復始不斷的做功。在汽水系統中的蒸汽和凝結水，由于疏通管道很多并且還要經過許多的閥門設備，這樣就難免產生跑、冒、滴、漏等現象，這些現象都會或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷地向系統中補充經過化學處理過的軟化水，這些補給水一般都補入除氧器中。

　　燃燒系統

　　燃燒系統是由輸煤、磨煤、粗細分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫硫等組成。是由皮帶輸送機從煤場通過電磁鐵、碎煤機送到煤倉間的煤斗內，再經過給煤機進入磨煤機進行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預熱器來的熱風，將煤粉打至粗細分離器，粗細分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機），經過排粉機送至粉倉，給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進行燃燒。而煙氣經過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出硫的氣體經過吸風機送到煙筒排入天空。

　　發電系統

　　發電系統是由副勵磁機、勵磁盤、主勵磁機（備用勵磁機）、發電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發電是由副勵磁機（永磁機）發出高頻電流，副勵磁機發出的電流經過勵磁盤整流，再送到主勵磁機，主勵磁機發出電后經過調壓器以及滅磁開關經過碳刷送到發電機轉子。發電機轉子通過旋轉其定子線圈感應出電流，強大的電流通過發電機出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到SF6高壓斷路器，由SF6高壓斷路器送至電網。

　　part2 各種泵的原理圖

　　雙動往復泵

　　蒸汽噴射泵

　　旋渦泵

　　軸流管道泵

　　水環式真空泵

　　離心泵

　　單作用葉片泵工作原理

　　外嚙合齒輪泵工作原理

　　螺桿泵

　　軸向柱塞泵

　　離心泵原理

　　羅茨真空泵

　　單柱塞式液壓泵（化工707制作）

　　part3 各種回路控制原理圖

　　蓄能器保壓回路

　　蓄能器的快速運動回路

　　閥中位卸荷回路

　　自動補油保壓回路

　　調速閥并聯速度切換回路

　　進油節流調速回路之低速

　　進油節流調速回路之高速

　　進油節流調速回路之節流過重

　　行程閥速度換接回路

　　濕法脫硫工藝流程圖

　　發動機正常及外部短路

　　發動機內部短路

　　part4 各種閥門原理圖

　　直動式溢流閥

　　液動滑閥

　　先導式溢流閥

　　先導式溢流閥卸荷

　　三位五通換向閥

　　普通單向閥工作原理

　　換向閥的位通

　　電磁閥

　　調速閥

　　減壓閥

　　節流閥

　　順序閥

　　外控內瀉順序閥

　　手動換向閥

　　三位四通換向閥

　　兩位四通換向閥

　　兩位兩通換向閥

　　part5 各種輔機原理圖

　　多管電除塵器

　　立式旋風水膜除塵器

　　文丘里吸收器

　　電除塵

　　液力耦合器原理

　　除氧器橫截面圖

　　氣動門鏈接

　　離心通風機

　　軸流通風機

　　羅茨鼓風機

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