山東電力技術(shù)2004年第4期(總第138期)SHANDONG DIANLI JISHU經(jīng)驗(yàn)交流·210MW機(jī)組循環(huán)水泵的改造Recycling Pumps Rebuilding of 210 Mw Unit崔欣',張為民2,陳慧敏3(1.山東電力研究院,山東濟(jì)南250002;2.石家莊電力培訓(xùn)中心,河北石家莊050031;3.山東勝利發(fā)電廠,山東東營(yíng)257087)摘要:分析了210MW機(jī)組循環(huán)水泵及其運(yùn)行方式存在的問題及不足,對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行了優(yōu)化改造,介紹了改造和優(yōu)化后的試驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;節(jié)能改造;經(jīng)濟(jì)性中圖分類號(hào):TK264.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1007-9904(2004)04-0030-01綜述通過對(duì)勝利電廠210MW機(jī)組循環(huán)冷卻系的運(yùn)行分析和循環(huán)水泵的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)分析表明,山東勝利電廠兩臺(tái)N-210型機(jī)組,共配置4目前210MW機(jī)組的循環(huán)冷卻系統(tǒng),在循環(huán)水泵的臺(tái)長(zhǎng)沙水泵廠生產(chǎn)的立式蝸殼型循環(huán)水泵,一機(jī)兩運(yùn)行效率、凝汽器冷熱季節(jié)冷卻水量的調(diào)節(jié)、循環(huán)臺(tái)。正常情況下夏季兩臺(tái)運(yùn)行,冬季一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)水泵及其輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性等方面存在著普備用。由于該型循環(huán)水泵存在運(yùn)行效率低,電耗遍性問題。髙;運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況;運(yùn)行方式不靈活,不能2.1循環(huán)水泵運(yùn)行效率低,電耗高滿足不同水溫、不同負(fù)荷下主機(jī)最佳真空對(duì)循環(huán)水將勝利電廠210MW機(jī)組配用的源江型循環(huán)量的要求;泵的上、下軸承采用滾珠軸承,結(jié)構(gòu)復(fù)水泵進(jìn)行的簡(jiǎn)易工業(yè)試驗(yàn)及其計(jì)算數(shù)據(jù)列入表1,雜,可靠性較差,更換不便;電機(jī)負(fù)荷偏高線圈溫度為便于比較分析,表中也列出了該泵的設(shè)計(jì)性能。高等問題,2003年對(duì)#機(jī)的循環(huán)水泵及其電機(jī)進(jìn)表1該電廠#1-#2機(jī)組48P.ⅡA型循環(huán)水泵性能比較行了優(yōu)化改造。為使改造易于實(shí)現(xiàn),采取了保持泵殼不變,僅流量(U/h)揚(yáng)程(m)泵效率(%)更換軸承支架、泵軸、葉輪,改變支承方式為橡膠軸設(shè)計(jì)值24.588單泵運(yùn)行5300承,軸承支架改為一體式支承解決維護(hù)檢修不變17.26雙泵運(yùn)行盤根泄漏的問題。泵軸采用高速耐磨陶瓷噴涂技術(shù),去掉傳統(tǒng)的護(hù)軸套設(shè)計(jì),降低檢修的勞動(dòng)程從表中數(shù)據(jù)可以看出,該型循環(huán)水泵的實(shí)際運(yùn)度,使檢修維護(hù)方便。葉輪進(jìn)行重新設(shè)計(jì),采用新行效率在(68-78)%,正常運(yùn)行情況下(雙泵并列)型線,提高泵的效率。為了滿足機(jī)組不同季節(jié)最佳泵的效率只有78%,比設(shè)計(jì)值低10%,此情況使循循環(huán)水量的運(yùn)行要求,本次改造將電機(jī)有16極改環(huán)水泵的耗電上升10%,約使廠用電率增加為16、18極的雙速電機(jī),同時(shí)更換電機(jī)的錠子線(0.1-0.15)%。造成泵效率偏低耗電高的原因主圈,降低線圈溫度,提高電機(jī)的安全可靠性。上述要是泵內(nèi)部通流部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通流部件的型線改造后,泵的檢修維護(hù)十分方便,泵的大修工期只不合理,泵的運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況的偏離。需要3-5天,比原來縮短了15天左右。改后泵的2.2泵的運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況效率達(dá)到85.54%,比改前提高7%-8%。優(yōu)化運(yùn)從表1可以看出,正常運(yùn)行工況(兩泵并列)泵行方式后泵全年節(jié)電2.266×10%kwh,折合人民幣的實(shí)際揚(yáng)程為2278m,比設(shè)計(jì)值低1.32m,雙泵79.31萬元,兩臺(tái)泵的改造費(fèi)用在改造運(yùn)行一年半運(yùn)行泵的總流量26160t/h,每臺(tái)泵的出水量為后可全部收回14080t/h,比設(shè)計(jì)值多760/h。單泵運(yùn)行泵的實(shí)際2210MW機(jī)組斜流式循環(huán)水泵存在的問揚(yáng)利中國(guó)煤化工m;單泵運(yùn)行泵的題CNMHG980t/h。泵的運(yùn)山東電力技術(shù)SHANDONG DIANLI JISHU2004年第4期(總第138期)行工況偏離設(shè)計(jì)工況,這是導(dǎo)致運(yùn)行泵的效率低的綜上所述,勝利電廠210MW機(jī)組循環(huán)水泵及首要原因。其系統(tǒng),在循環(huán)水泵的運(yùn)行效率、運(yùn)行方式、凝汽器2.3泵的通流部分設(shè)計(jì)不合理冷熱季節(jié)冷卻水量的調(diào)節(jié)、設(shè)備及其附件的可靠性按照實(shí)際運(yùn)行工況核算原泵內(nèi)通流部件殼體等方面,存在著普遍性問題,這些問題不僅影響了內(nèi)流速偏髙,對(duì)原葉輪型線的測(cè)繪發(fā)現(xiàn)葉輪葉片的機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性,而且對(duì)設(shè)備的可靠性運(yùn)行帶來威進(jìn)、出口角度均不盡合理,出口水流與殼體螺旋角脅,因此必須對(duì)其進(jìn)行綜合改造,對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行偏差較大,水從葉輪出口至殼體的通流曲線不規(guī)試驗(yàn)研究。則,水從葉輪流出后不能順利進(jìn)入壓水室,而與泵體壓蓋及出口殼體發(fā)生沖擊。通流能力不足以及3改造方案及改造后的性能參數(shù)葉輪與殼體的配合不當(dāng)是導(dǎo)致該泵運(yùn)行效率低的31改造方案另一個(gè)重要原因。通過對(duì)上述問題的詳細(xì)分析和對(duì)勝利電廠24泵的配置與主機(jī)的運(yùn)行不適應(yīng),不同季節(jié)難210MW機(jī)組循環(huán)水泵的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn),經(jīng)與國(guó)內(nèi)以調(diào)節(jié)凝汽器的最佳冷卻水量其他各廠改造后的運(yùn)行情況調(diào)查,該循環(huán)水泵采取眾所周知,為獲得凝汽器最有利真空,循環(huán)水以下改造方案。溫不同,所需循環(huán)水量也不同,而循環(huán)水溫隨氣候(1)保持泵殼不變,僅更換軸承支架、泵軸、條件的變化而變化,冬、夏之差最大達(dá)30℃。通常葉輪。根據(jù)殼體的通流尺寸,對(duì)葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)循環(huán)水泵是按循環(huán)水溫等于或略高于年平均水溫計(jì),采用新型線,提高泵的效率;改變支承方式為(一般20~25℃)時(shí)凝汽器的最有利真空而選型設(shè)橡膠軸承;軸承支架改為一體式支承;泵軸采用計(jì)的,當(dāng)循環(huán)水溫偏離年平均水溫時(shí),需要改變流高速耐磨陶瓷噴涂技術(shù),去掉傳統(tǒng)的護(hù)軸套設(shè)經(jīng)凝汽器的冷卻水量,以使凝汽器真空最佳。目計(jì)。前,該廠210MW機(jī)組循環(huán)水泵配置配2臺(tái)50%容(2)更換電機(jī)的定子線圈,同時(shí)將電機(jī)改為量泵,不設(shè)備用容量。這樣循環(huán)水泵的運(yùn)行方式,16、18極的雙速電機(jī),優(yōu)化運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)不同季采用兩臺(tái)泵并列或單臺(tái)運(yùn)行。顯然上述循環(huán)泵的節(jié)循環(huán)水量的靈活調(diào)節(jié)兩種運(yùn)行方式,不能滿足不同季節(jié)凝汽器最佳真空3.2改造后的性能參數(shù)的要求改造泵的設(shè)計(jì)參數(shù)是根據(jù)改前試驗(yàn)的數(shù)據(jù)確另外,該廠目前采用的通過調(diào)節(jié)泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)定的,由改前試驗(yàn)知,雙泵并列時(shí)的平均流量來調(diào)節(jié)循環(huán)水量,適應(yīng)不同負(fù)荷不同季節(jié)主機(jī)的運(yùn)28310m3/h,揚(yáng)程:22.78m,因此確定改造后循環(huán)行需求,而這種方法使泵的工作點(diǎn)進(jìn)一步偏離高效水泵的設(shè)計(jì)性能參數(shù)如下點(diǎn),從對(duì)該型泵的工業(yè)試驗(yàn)中知,當(dāng)減少一臺(tái)泵運(yùn)型號(hào):XL1200-280流量:14150m3h,行時(shí),運(yùn)行泵的工作點(diǎn)將進(jìn)一步移向大流量側(cè),由揚(yáng)程:22.5mH2O轉(zhuǎn)速:370r/min于這種斜流式高比轉(zhuǎn)數(shù)泵大流量時(shí)的陡峭特性,使電機(jī)功率:1250kW效率85%泵的運(yùn)行效率大幅下降2.5部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,可靠性差4改造后的試驗(yàn)源江型立式循環(huán)水泵采用傳統(tǒng)的上、下兩只滾4.1改造后的試驗(yàn)結(jié)果珠軸承的支撐方式,由于滾珠軸承的承力面積小,改后的循環(huán)水泵啟動(dòng)后運(yùn)行正常,山東勝利發(fā)承受沖擊載荷的能力差等缺點(diǎn)特別對(duì)于大型立式電廠和山東電力研究院于2003年10月聯(lián)合對(duì)該泵體,這種懸吊式結(jié)構(gòu)徑向的疲勞沖擊,使?jié)L珠軸型循環(huán)水泵進(jìn)行了性能試驗(yàn),改造前、后采用統(tǒng)一承不能長(zhǎng)期安全運(yùn)行,短則運(yùn)行一個(gè)月泵的徑向振的試驗(yàn)及計(jì)算方法,試驗(yàn)同采用兩臺(tái)并列的運(yùn)行方動(dòng)增大,需頻繁更換滾珠軸承,且由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)式。雜,特別是泵體的下軸承拆卸更換十分不便,不僅石的斗算結(jié)果列入表2增加檢修的工作強(qiáng)度,而且影響整臺(tái)機(jī)組的安全可中兄雙泵高速并列靠性。下,CNMHG,進(jìn)口水池水位山東電力技術(shù)004年第4期(總第138期)SHANDONG DIANLI JISHU0.75m,泵的電機(jī)輸人功率分別為1242kW、列運(yùn)行1000小時(shí),冬季一臺(tái)泵高速運(yùn)行1000小l188kW,兩臺(tái)泵的出口流量為28310m3/h,計(jì)算泵時(shí),一臺(tái)泵低速運(yùn)行1000小時(shí)進(jìn)行計(jì)算,則熱季兩的揚(yáng)程為2.78m,泵的平均效率為78.1%。改造后臺(tái)泵運(yùn)行4000小時(shí)節(jié)電1.746×10kWh,冬季泵的出口壓力0.25MPa,進(jìn)口水池水位-0.95m,泵臺(tái)泵運(yùn)行2000小時(shí)可節(jié)電0.52×10kWh的電機(jī)輸入功率分別為1143.6kW、1100.4kW,兩全年可節(jié)電:2.266×10kWh,按每度電035臺(tái)泵的出口流量為28310m3/h,改后泵的揚(yáng)程為元計(jì)算,折合人民幣79.31萬元。兩臺(tái)泵的改造費(fèi)23.03m,平均效率為85.54%。用在改造運(yùn)行一年半后可全部收回。比較表一中循環(huán)水泵改造前、后的結(jié)果知,泵同時(shí),將泵的支撐方式改為高速耐磨橡膠軸的揚(yáng)程比改前雙泵運(yùn)行高了0.25m,改后泵的效率承,去掉傳統(tǒng)的護(hù)軸套設(shè)計(jì),采用高速耐磨噴涂陶比改前提高了7.39%,兩臺(tái)泵的輸入功率降低了瓷提高了泵的安全可靠性。采用軸承支撐軸承潤(rùn)l86kW。滑冷卻、泵蓋及端部密封一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使檢4.2改后經(jīng)濟(jì)分析修方便易行,從而大大減輕檢修維護(hù)的工作強(qiáng)度,由上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)知,對(duì)#3#4循環(huán)水泵改造后,降低檢修維護(hù)的費(fèi)用。因此改造的綜合效益是顯而雙泵高速運(yùn)行時(shí),功率下降186W,單泵高速運(yùn)行易見的。取平均值計(jì)算,即功率下降93kW,單泵低速運(yùn)行功率平均下降427kW結(jié)論對(duì)于我省N-210機(jī)組該型循環(huán)水泵改造前綜上所述,對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行改造后,其安全可靠具有代表性的運(yùn)行方式為熱季兩臺(tái)泵高速并列運(yùn)性、運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高,同時(shí)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單極大行4000小時(shí),冬季一臺(tái)高速運(yùn)行2000小時(shí)(按全的減少了維護(hù)檢修的工作量。對(duì)電機(jī)進(jìn)行雙速改年運(yùn)行600小時(shí)進(jìn)行考核)。對(duì)循環(huán)水泵及電機(jī)進(jìn)造,可實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩泵五種運(yùn)行方式,極大的提高了行雙速改造后,調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)5種運(yùn)行方循環(huán)水量調(diào)節(jié)的靈活性。式,全年可根據(jù)循環(huán)水溫、機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行靈活選每臺(tái)機(jī)改造兩臺(tái)循環(huán)水泵,優(yōu)化泵的運(yùn)行方式擇仍按機(jī)組全年運(yùn)行6000小時(shí)考核,根據(jù)我省其全年可節(jié)電2266×10kWh,折合人民幣79.31萬它電廠改后的運(yùn)行方式,夏季兩臺(tái)泵高速運(yùn)行元,兩臺(tái)泵的改造費(fèi)用在改造運(yùn)行一年半后可全部2000小時(shí)(2.8個(gè)月),春秋季一臺(tái)泵高速與一臺(tái)低收回。口速并列運(yùn)行1000小時(shí)(1.4個(gè)月),兩臺(tái)泵低速并(收稿日期:2004-04-19)表2循環(huán)水泵改前改后試驗(yàn)及計(jì)算數(shù)據(jù)比較序號(hào)工況項(xiàng)目符號(hào)單位來源或公式改前改后#1#2雙泵#3#4雙泵1運(yùn)行泵編號(hào)#3#4#3#42泵出口壓力P2標(biāo)準(zhǔn)壓力表實(shí)測(cè)25進(jìn)水池水位米尺實(shí)測(cè)0.750.954出口壓力表標(biāo)高H米尺實(shí)測(cè)5泵出水流量m/h超聲波流量計(jì)測(cè)28310283106泵出口流速Vm/s出口管徑1260×103.263.26泵揚(yáng)程m P2 x 102xY+Hl-VH+v2/2g23,038功率表讀數(shù)實(shí)測(cè)28.5+7522.3+73+71.5電機(jī)功率NkW計(jì)算1242+11881143.6+1100電機(jī)效率根據(jù)設(shè)計(jì)取0.9250.92511循環(huán)泵效率HxG/(367中國(guó)煤化工8.54CNMHG