循环水泵的节能技术改造

科研与管理水利规划与设计2009年第5期循环水泵的节能技术改造蒋雪芬(巨化集团公司热电厂浙江衢州324004)【摘要】循环水泵是发电厂用电量较大的辅机之一,对其进行节能技术分析与改造,有着显著的经济和社会效益,在此从水泵与管路的匹配、叶轮材质、密封装置以及叶轮水力流道等多方面分析了循环水泵节能改造的技术途径,并通过实例进行了验证。【关键词】循环水泵技术改造节能叶轮【中图分类号】TH31【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2009)05-0046-03大流量低扬程高比转速的单级双吸离心水泵在相结合制造工艺生产叶轮,可有效提高水泵的运工业上广泛应用,特别是火力发电厂常选用此类泵行效率和叶轮的使用寿命。作为汽轮机排汽冷凝用的冷却水泵,并称之为循环1.3优化密封装置,减少容积损失水泵。循环水泵是发电厂用电量较大的辅机之对单级双吸离心泵而言,容积损失主要为叶轮对其进行节能技术分析与改造,有着显著的经济和进口处的密封环泄漏损失,显然在两侧压力差一定社会效益。时,增加间隙长度和减少间隙宽度能使泄漏量减少循环水泵节能途径的分析1.4优化叶轮水力流道,减少流动损失流动损失发生在吸入室、叶轮流道、导叶和壳l.1使循环水管路水力阻力特性与循环水泵的扬体中。流体和各部分流道壁面摩擦会产生摩擦损程相匹配失;流道断面变化、转弯等会使边界层分离、产生每个火力发电厂因厂址地理环境的不同,循环二次流而引起扩散损失;由于工况改变,流量偏离水管路的布置也不尽相同,而在循环水泵的选用上设计流量时,入口流动角与叶片安装角不一致,会设计单位往往是根据发电容量的大小套用水泵厂现引起冲击损失有水泵型号选取,因而许多电厂或多或少地存在着减少流动损失一般发电厂自身的技术力量难以管路阻力特性与水泵扬程不相匹配的现象,使水泵解决,可与研究单位和水泵制造单位合作,依据每在低效区运行。如果对水泵的实际运行扬程和流量个电厂循环水泵的实际运行参数,运用计算机技术进行实测,通过对水泵的叶轮作相应的技术改造,采用二元设计,三元校核的方法设计出具有个性化改造后的水泵流量保持不变的前提条件下使扬程与的水泵水力模型,并经高精度水泵试验台对水泵的管路阻力特性相匹配,水泵就可在高效区域运行,能量特性、空化特性、水压脉动特性及飞逸特性等以降低循环水泵的电耗。进行验证试验和修整,同时改进水泵材料和制造工1.2改进叶轮材质提高制造精度艺从而设计和制造出符合实际运行要求、具有个性水泵叶轮的圆盘摩擦损失约占轴功率的2%化性能要求的高效循环水泵。10%,主要与叶轮的表面粗糙度成正比。而循环水泵的叶轮一般都采用铸铁或铸钢材料整体铸造而2环水泵节能改造成效的验证成,叶轮过流表面较为粗糙,会产生较大的圆盘损循环水泵节能改造前、后所耗用的电功率和水失。同时高比转速离心泵的叶片为扭叶片,整体铸泵的进、出口静压值的变化比较容易精确测量,但造叶轮会与设计值产生较大的偏差,此偏差又会使水泵产生一定的流动损失。如果能用表面既光滑抗作者简介,蒋雪芬(1957年-,女,总工程师,教授级高级汽蚀能力又强的不锈钢材料采用铸焊与机械精加工工程师,科研与管理水利规划与设计2009年第5期水泵流量的变化难以精确测量。因为目前只有超声5800m3/h,电机输入功率403.5kW,水泵效率为波流量计可对大管径的流量进行测量,但循环水管90%。经过一段时间的运行后,管道内外壁都会有锈蚀和该研究院采用二元设计、三元校核的方法设计凹坑,此时超声波流量计也难以准确测量循环水叶轮,所得水力模型(WYS-26)在高精度水泵试验量。如果循环水管系及运行方式未作任何改变,可台上进行包括能量特性、空化特性、水压脉动特性及以通过测量循环水泵进、出管道上相应的静压值,飞逸特性等内容的试验,结合试验结果对叶轮进行由静压值的变化来判定技术改造前、后其流量的变验证修整,而后设计出水泵叶轮机械制造图化值,从而确定技术改造的成效。(2)优化叶轮用材、提高制造工艺,减少流动圆3循环水泵节能技术改造实例盘及过流表面摩擦损失。为了提高叶轮的抗汽蚀能力,采用3.1技术改造措施0Crl3NH4Mo的不锈钢制造叶轮。同时为了提高扭巨化热电厂有四台型号为32SA-19A型单级叶片的制造精度,采用了铸焊结构,即叶轮的叶片和双吸离心式循环水泵,其名牌标示流量为500m。/前后盖板分别铸造。叶片利用专用机床按给定的h,扬程为26m,转速为730r/min,轴功率为三维坐标精确加工到位,前、后盖板过流表面利用机3935kW,电机输入功率为440kW,允许吸上真床精确加工到位叶片按特定的工艺定位于后盖板空度为3m,水泵效率为90%。上进行组焊,叶轮外形尺寸在完成正火加回火处理2007年该厂对这四台泵的进、出口静压值和后加工到位叶轮出厂前进行静平衡试验及探伤检电机运行的实际输入功率进行了测试,其测试值如查。新叶轮叶片型线最大误差不超过06mm,80%表1所列。的过流表面粗糙度达3.2μm,叶轮最大外缘上的不表1节能技术改造前循环水泵有关测量值平衡重量不大于20g。改造前。单位”循环水鄹”循环水”循环水恥冖循环水泵(3)提高装配工艺,减小密封间隙以减少泄漏损水泵进口压力MP40.0260.03200310.035失。水泵出口压力MPa0.6350.190.18160.195电机输人功率尽可能找准水泵与电动机的联轴器中心,更换498水泵进出口密封环,把密封单边间隙由50丝左右减小至30丝静压差MP0.13750.1580.15060.16左右,使泄漏损失显著减少。测试时间12093104083101233.2节能改造效益2007年12月完成了4*循环水泵的改造,2008该厂循环水泵进、出口处的管径相差不多,出口年2月完成了2·循环水泵的改造,2008年4月完流速应与进口流速接近,所以水泵的扬程与静压差成了1·、3·循环水泵的改造。通常情况下,巨化热基本接近。水泵的实际运行扬程比名牌标示低很电厂6“、7汽轮发电机组冷凝器循环水在67、8、9多。通过对实际运行参数测试值的分析发现,巨化四个月份由三台循环水泵供水,其余八个月由两台热电厂循环水系统存在着水泵扬程与循环水管道阻循环水泵供水。表2给出了四台泵完成改造后水泵力特性严重不匹配问题,虽然名牌标示水泵效率达的实际运行参数实测值,表3给出了6”、7汽轮发90%,但实际水泵在低效区运行。电机组冷凝器2007年一至十月份的真空度和2008在水泵检修时还发现水泵叶轮气蚀较为严重,而年一至十月份的真空度统计值水泵泵体较为完好。考虑到生产可停用的时间、改造表2节能技术改造后循环水泵有关测量值的投资费用以及改造的节能经济性,该厂采用了对叶改造后单位“循环水2“循环水”循环水循环水泵轮和密封环进行节能技术改造的方案,使水泵扬程与水泵进口压力0.0240.0260.032管道阻力特性相匹配,水泵在高效区域运行。水泵出口压力MP40.1570.1580.18电机输入功率kW_375.4384.339264399(1)与科研单位合作设计出与循环水管阻力特进出口静压差0.133013601540.158性匹配的高效叶轮。改造后水泉进P40.00540.0220.0040.0022007年该厂与中国水利水电科学研究院水力口静压差减少改造后水泵电机电研究所合作依据实际测试数据,把技术改造后输人功率减少131.4水泵应达到的参数定为:扬程23m,水泵流量为测试时间2008.61112008.6.172008.6.112008.1.4科研与管理水利规划与设计2009年第5期3循环水泵节能改造前、后6°、7机统,通过采用与管道阻力特性相匹配的高效叶轮和冷凝器真空度统计数值密封环,优化叶轮材料和制造工艺,提高装配水平千6汽轮7“汽完成了循环水泵的节能技术改造。比较改造前后的2年1D候计鱼x000试验结果发现,该改造节能效果明显,是一种不影响200年1至10月冷凝器真空度统计值%90.989.65生产、投入低且效益高的节能改造方法。实践证明改造后真空度提高值是行之有效的,对同类的技术改造有一定的指导意:6·,”机组是同类型机组,所以真空度改造后总体提高义。55%从实测数据可知,技术改造后,循环水泵的流量參考文献基本未变,汽轮发电机组的真空度稍有提高,循环水1郭立君,何川,泵与风机M]北京:中国电力出版杜泵的电耗每年可节约约230万kW·h电量。4结论2候文纲.工程流体力学泵与风机[M].北京:水利电力出版社,1984对于循环水泵扬程与管道阻力特性不匹配的系3邵和春.汽轮机运行[M北京:中国电力出版社,200上接第34页)过相关部门对风险源进行监管。水议制度”,构建部门联系配合、信息共享的沟通机制,源管理部门可以利用第一次污染源全国普査的机实现水质信息、风险源信息通报与会商制度,分析不会,收集相关部门的调查、监控成果。风险源调查评安全因素,给管理层决策提供技术支持。价指标的选择,可以参考文献[3]的水质安全隐患因表1水源水质安全隐患因子评价指标体系子调查评价指标体系,选择适合的因素构建(表1),日标层准则层指标层建立风险源数据库,并进行基于从环境风险到环境气圈隐忠囚子千早洪水地震,水土流失污染事故的可能性的演变趋势分析,以及演变的岩石圈隐患因般规律的环境污染事故风险预测评估模式3,探性、森林索水源地保护与周边城镇开发建设的关系,为水源生物圈隐患因子锐解植物病虫害森林火灾保护提供科学依据。人类活动资源胁迫水资源开发强度水资源利用环境风险因子具有动态演变性和空间差异性环境污染COD氯氮、化肥农药污染负荷隐患因子随着GIS、RS、GPS(3S)技术的崛起和模型技术的环境事故化学品危险事故、公路运输事放发展,污染事故风险预测评估有了新的契机。建立应加强部门间的信息沟通,实现系统联动,发挥基于风险源辨识、监控、评估、预警的GIS、RS、GPS监控体系的协同作用,提高监控体系的系统性和整数据库管理系统,实行多部门联系配合、信息共享的体性这是当前搞好水源安全监控工作的迫切内容风险源监管体系,为污染事故水质监测、善后处理提参考文献供参考,为水源水污染事故预防控制提供依据,对水源水质安全具有重要的意义。1郑丙辉付青,刘琰,中国城市饮用水源地环境问题与对策[J.环境保护,2007,(10):59-61.3建议2沈立重大工业隐患的地域监控体系研究[J].中国安全科学学报,2001,11:1-5.水利、环保、安监、建设、卫生、农业等多部门均3王耕,王利,吴伟.基于GIS的辽河干流饮用水源地生态对水源地有相应的管理职能,管理职能分散,工作缺安全演变趋势[J],应用生态学报,2007,(18):2548乏协调。,无法形成合力。对水源地风险源监管、水2553质的监测介入的部门较多,还未形成政府统一行为,4曾维华,程声通环境污染事故风险预测评估模式研究水源管理部门内部尚未建立专门的水污染管理机构,[].防灾减灾工程学报,2004,(24):329-33目前主要依靠水利局与环保局,应急反应大大滞后,5 Bottelberghs PH Risk analysis and safety policy develop-ments in the Netherlands[J] Journal of Hazardous Mate-时常贻误最佳治理时机。改变各部门“谁都管,又谁rials,2000,(71):59-84都不管”的局面应建立专门的饮用水水源地环境保6彭祺胡春华,郑金秀,等,突发性水污染事故应急系统护管理机构。建立“饮用水源地保护与管理联席会的建立[门.环境科学与技术,206,29(11);58-61.8