一些常用的设备选型参数学习备忘

泵

主要参数指标

流量 $Q$

水泵的流量又称为输水量，它是指水泵在单位时间内输送水的体积。

扬程 $H$

水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度，通常用 $H$ 表示，单位是 $m$ 。

$$H=\frac{(p_{2}-p_{1})}{\rho g}+\frac{(v_{2}^{2}-v_{1}^{2})}{2g}+z_{2}-z_{1}$$

从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程，简称吸程；

从水泵叶轮中心线至出水水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度，叫做压水扬程，简称压程。

应当指出，铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。

功率 $N$

在单位时间内，机器所做功的大小叫做功率。 轴功率为轴上输入功率。

$$N_{real}=QH\rho g$$

汽蚀余量 $NPSH$

又称动压降，泵的进口单位体积液体所具的超过汽化压力的富裕能量，是用来计算水泵吸水高度的一种方法,单位为米。

• $NPSHr$：泵的汽蚀余量，又称泵进口动压降或必需汽蚀余量，泵本身水力模型和制造质量确定的动压降
• $NPSHa$：装置汽蚀余量，又称有效汽蚀余量，与泵的安装高度有关。
• $NPSHc$：临界汽蚀余量，泵内最低压力点的压力为汽化压力时的汽蚀余量
• $[NPSH]$：许用汽蚀余量，确认泵使用条件用的汽蚀余量，通常取$[NPSH]=(1.1～1.5)NPSHc$

$$NPSHr = \frac{v_{0}^{2}}{2g}+\sigma \frac{w_{0}^{2}}{2g}$$

• $v_{0}$ ：叶片进口前的绝对速度
• $w_{0}$ ：叶片进口前的相对速度
• $\sigma$ ：叶片进口压降系数
• $g$ ：重力加速度

$$NPSHa = \frac{p_{c}}{\rho g}-h_{g}-h_{c}-\frac{p_{v}}{\rho g}$$

• $p_{c}$ ：进口水池液面绝对压力
• $p_{v}$ ：液体饱和蒸汽压
• $h_{g}$ ：泵安装高度，最大值即为泵的吸程。
• $h_{c}$ ：进水管路水头损失
• $\rho$ ：水的容重
• $g$ ：重力加速度

增压风机

概述

主要应用于烟气脱硫系统中，用来客服烟气脱硫装置的烟气阻力，将原烟气引入脱硫系统中的设备。

风机按照工作原理，可以分为叶片式和容积式两种，叶片式主要是离心式风机、轴流式风机、混流式风机以及横流式风机；容积式由往复式风机、回转式风机，回转式风机又可以分为罗茨风机和叶氏风机。

风机按照产生的全压高低可以分为：通风机（产生的额定全压值 98 ~ 14700$Pa$ ）、鼓风机（产生的额定全压值 14700 ~ 196140$Pa$ ）、压缩机（产生的额定全压值大于 196120$Pa$ 或压缩比大于 3.5 的风机）、风扇（产生的额定全压值低于 98$Pa$ ）。

对于风机来说主要运行特点时低压头、大流量、低转速。

一般有离心式、动叶可调轴流式和静叶可调子午加速轴流式三种。

离心式风机

烟气由轴向进入，被叶轮带动受离心力加压排出，离心式风机压头高、流量大、结构简单、易于维护。但离心式风机高效区相对较窄，在低负载运行时效率低下，无法满足节能需求，比转速 $n_{s}$ （离心式一般15~100）不符合一般实际需求，故通常不推荐选用。

比转速 $n_{s}$ ：用于描述流（风）量、扬程和转速的综合特征数，数值上等于风机全压为 $1Pa$ ，流量为 $1m^{3}/s$ 时的转速；比转速小反应机器流量小，全压高，反之则流量大、全压低。
比转数大小也反映叶轮的形状。比转数越大叶轮外径就越小，而宽度越大。反之，比转数越小，则叶轮外径越大，宽度越小。 在一定流量和全压（或扬程、水头）下，比转数与机器转速成正比。提高转速可减小叶轮外径，增加宽度；而降低转速，则须增加叶轮外径，减小宽度。

泵的比转数在数值上等于几何相似的泵在流量为 $0.075m^{3}/s$ 、扬程达 $1m$ 时的转数。
水轮机的比转数在数值上等于几何相似的水轮机在 $1m$ 水头下发出 $1kW$ 功率时的转速。

轴流式风机

轴流式风机比转速 $n_{s}$ 范围 90 ~ 300 ，当比转速 75 ~ 120 时，离心式轴流式都可以选用，比转速更大时，只能采用轴流式风机。

• 动叶可调轴流风机：利用调整动叶角度来适应负载的变化，使效率最优化，功率随动叶角度的减小而降低。 动叶可调的轴流风机的动叶调节机构由机械传动和液压传动调节两种，通常采用液压传动调节。
• 静叶可调子午加速轴流风机：延气流通道的子午截面尺寸显著缩小，使气流通过子午面中获得加速；常见的子午加速轴流风机主要有两种：等压风机，国外称“许赫特”( Schicht )风机；子午加速高压风机，国外称“爱克”( Eck )风机。 等压风机的叶轮进出口静压不变，利用子午面上的加速保持相对速度不变，最高效率 80% ，但调节幅度较大。 高压风机原理相反，尽可能产生高的静压，风机效率可高达 88% 。

空气压缩机

常用各类压缩机气量、压力范围

类型	通常单机容量	通常排气压力
活塞式空气压缩机	$\le 100m^{3}/min$	$0.1-32MPa$
螺杆式空气压缩机	$50-250m^{3}/min$	$0.1-2.0MPa$
离心式空气压缩机	$>100m^{3}/min$	$0.1-6.0MPa$

除尘设备

旋风除尘器

利用含尘气体做旋转运动产生的立行立改，将粉尘分离捕集。旋风除尘器结构简单、没有运动部件、除尘效率较高、适应性较强，对捕集 5 ~ 10$\mu m$ 的尘粒，其除尘效率可达 90% 。

袋式除尘器

利用过滤技术将空气中的固体颗粒物进行分离，滤袋积附一定厚度粉尘后，需要清灰，滤尘与清灰交替进行。主要特点如下：

• 除尘效果好，对微细粉尘除尘效率也可达 99% 以上；
• 适应性强，对多类性质粉尘都有很高的除尘效率，含尘浓度影响不大；
• 规格多样，应用灵活，小到不足 $200m^{3}/h$ ，最大可超过 $5\times10^{6}m^{3}/h$；
• 便于回收干物料，无污泥处理、废水污染以及腐蚀等问题；
• 可以使用耐高温的滤材材料；
• 在捕集粘性强及吸湿性强的粉尘，或处理露点很高的烟气时，滤袋同意损坏，换袋困难；
• 压力损失较大、设备庞大、滤袋易损坏、损坏后换袋困难。

电除尘器

使用负高压直流电在阴极放电，在阳极接地吸尘。主要特点：

优点：

• 除尘率高：普遍除尘效率 99% ，可以达到 99.9% ；
• 设备阻力小、总的能耗低；
• 处理烟气量大，结构上易于模块化，容易实现装置大型化，目前单机通流截面积可达 $400m^{2}$ ，处理烟气量可超过 $200\times10^{4}m^{3}/h$；
• 耐高温，能捕集腐蚀性大、黏附性强的气溶胶颗粒；
• 操作简单，维护保养工作量小，运行费用低；
• 能干法分级回收粉尘。

缺点：

• 一次性投资、钢材消耗量大；
• 占地面积和占用空间大；
• 对制造、安装和运行水平要求较高；
• 易受工况条件影响。