消防水泵理论角度分析了实施双速改造后的循环水泵在并联运行时的工作原理,结合双速循环水泵在单、并联运行工况下的性能试验,对多种运行方式进行了经济性比较。提出了提高循环水泵运行效率的措施,为科学合理指导循环水泵节能运行提供了依据。
火力发电厂中,循环水泵是耗电量较大的辅机之一。电厂的单元制循环水系统,每台机组一般配2台循环水泵,在运行中常常是一台泵单独运行或2台泵并联运行。由于机组经常处于变负荷运行状态,且受季节的影响,当循环水泵只单台运行时,循环水流量可能不足,造成凝汽器真空低;当循环水泵双泵并联运行时,又嫌水量过大,造成厂用电浪费。因而对循环水泵实施双速改造并选择合理的运行方式有很大的节能潜力。
河北南网某电厂2台机组为亚临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽660MW纯凝式汽轮机。每台机组配有3台1800HTCX型斜流式循环水泵,2台运行,一台备用。电厂在2008年底对循环水泵实施了改造,改变电动机极数,使电动机可以在2个转速下运行。本文首先对改造后的双速循环水泵并联运行的工作原理进行了分析,其次结合对双速循环水泵的单、并联运行工况下的泵效率试验,并对多种运行方式进行了经济性比较,提出了提高循环水泵运行效率的措施,为科学合理指导循环水泵节能运行提供了依据。
1、循环水泵工作原理
大型电厂的循环水泵一般采用两种运行方式:单泵运行或双泵并联运行。经过双速改造的循环水泵的并联运行方式一般为双泵低速并联运行、双泵高速低速并联运行和双泵高速并联运行。
1.1、单台泵工作原理
将管路性能曲线和泵本身的性能曲线用同样比列尺画在同一张图上,两条曲线的交点即为泵的运行工况点,亦称工作点。如图1所示,其中I是泵本身的性能曲线,Ⅲ是管路性能曲线,M点即为泵稳定运行的工况点。
多级泵为多级分段式,其吸入口于进水段上,吐出口在出水上垂直向上,其扬程可根据使用需要而增减水泵级数。水泵装配良好于否,对性能影响关系很大,尤其是各个叶轮的出口与导翼的进出中心,其中稍有偏差即将使水泵的流量减少,扬程降低效率差,故在检修后装配时务必注意。
多级泵的主要零件有:进水段、出水段、叶轮、导翼档板、出水段导翼、轴、密封环、平衡盘、轴套、尾盖及轴承体。
进水段、中段、导叶挡板、出水段导翼、出水段及尾盖均为铸铁制成,共同形成泵的工作室。
叶轮为铸铁制成,内有叶片,液体沿轴向单侧进入,由于叶轮前后受压不等,必然存在轴向力,此轴向力由平衡盘来承担,叶轮制造时经静平衡试验。
轴为碳素钢制成,中间装有叶轮,用键、轴套及轴套螺母固定在轴上。轴的一端装联轴器部件,与电机直接连接。
密封环为铸铁制成,防止水泵高压水漏回进水部分,分别固定在进水段与中段之上,为易损件,磨损后可用更换。
平衡环为铸铁制成,固定在出水段上,它与平衡盘共同组成平衡装置。
平衡盘为耐磨铸铁制成,位于填料室处,作固定叶轮和保护泵轴入用,为易损件,磨损后可用备件更换。
轴承是单列向心球轴承,采用钙基润滑脂润滑。
填料起密封作用,防止空气进入和大量液体漏出,填料密封由进水段和尾盖上的填料室,填料压盖,填料环及填料等组成,少量高压水流入填料室中起水封作用。填料的松紧程度必须适当,不可太紧亦不可太松,以液体能一滴一滴的渗出为准。如果填料太紧,轴套容易发热,同时耗费功率。填料太松,由于液体流失要降低水泵效率。