科研與管理水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2009年第5期循環(huán)水泵的節(jié)能技術(shù)改造蔣雪芬巨化集團(tuán)公司熱電廠浙江衢州324004)【摘要】循環(huán)水泵是發(fā)電廠用電量較大的輔機(jī)之一,對(duì)其進(jìn)行節(jié)能技術(shù)分析與改造,有著顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在此從水泵與管路的匹配、葉輪材質(zhì)、密封裝置以及葉輪水力流道等多方面分析了循環(huán)水泵節(jié)能改造的技術(shù)途徑,并通過實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證?！娟P(guān)鍵詞】循環(huán)水泵技術(shù)改造節(jié)能葉輪【中圖分類號(hào)】TH31【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1672-2469(2009)05-0046-03大流量低揚(yáng)程高比轉(zhuǎn)速的單級(jí)雙吸離心水泵在相結(jié)合的制造工藝生產(chǎn)葉輪,可有效提高水泵的運(yùn)工業(yè)上廣泛應(yīng)用,特別是火力發(fā)電廠常選用此類泵行效率和葉輪的使用壽命。作為汽輪機(jī)排汽冷凝用的冷卻水泵,并稱之為循環(huán)1.3優(yōu)化密封裝置,減少容積損失水泵。循環(huán)水泵是發(fā)電廠用電量較大的輔機(jī)之一,對(duì)單級(jí)雙吸離心泵而言,容積損失主要為葉輪對(duì)其進(jìn)行節(jié)能技術(shù)分析與改造,有著顯著的經(jīng)濟(jì)和進(jìn)口處的密封環(huán)泄漏損失,顯然在兩側(cè)壓力差一定社會(huì)效益。時(shí),增加間隙長度和減少間隙寬度能使泄漏量減少1循環(huán)水泵節(jié)能途徑的分析1.4優(yōu)化葉輪水力流道,減少流動(dòng)損失流動(dòng)損失發(fā)生在吸入室、葉輪流道、導(dǎo)葉和殼1.1使循環(huán)水管路水力阻力特性與循環(huán)水泵的揚(yáng)體中。流體和各部分流道壁面摩擦?xí)a(chǎn)生摩擦損程相匹配失;流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等會(huì)使邊界層分離、產(chǎn)生每個(gè)火力發(fā)電廠因廠址地理環(huán)境的不同,循環(huán)二次流而引起擴(kuò)散損失;由于工況改變,流量偏離水管路的布置也不盡相同,而在循環(huán)水泵的選用上設(shè)計(jì)流量時(shí),入口流動(dòng)角與葉片安裝角不一設(shè)計(jì)單位往往是根據(jù)發(fā)電容量的大小套用水泵廠現(xiàn)引起沖擊損失有水泵型號(hào)選取,因而許多電廠或多或少地存在著減少流動(dòng)損失一般發(fā)電廠自身的技術(shù)力量難以管路阻力特性與水泵揚(yáng)程不相匹配的現(xiàn)象,使水泵解決,可與研究單位和水泵制造單位合作,依據(jù)每在低效區(qū)運(yùn)行。如果對(duì)水泵的實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程和流量個(gè)電廠循環(huán)水泵的實(shí)際運(yùn)行參數(shù),運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)測,通過對(duì)水泵的葉輪作相應(yīng)的技術(shù)改造,采用二元設(shè)計(jì),三元校核的方法設(shè)計(jì)出具有個(gè)性化改造后的水泵流量保持不變的前提條件下使揚(yáng)程與的水泵水力模型,并經(jīng)高精度水泵試驗(yàn)臺(tái)對(duì)水泵的管路阻力特性相匹配,水泵就可在高效區(qū)域運(yùn)行,能量特性、空化特性、水壓脈動(dòng)特性及飛逸特性等以降低循環(huán)水泵的電耗進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)和修整,同時(shí)改進(jìn)水泵材料和制造工1.2改進(jìn)葉輪材質(zhì)提高制造精度藝從而設(shè)計(jì)和制造出符合實(shí)際運(yùn)行要求、具有個(gè)性水泵葉輪的圓盤摩擦損失約占軸功率的2%~化性能要求的高效循環(huán)水泵。10%,主要與葉輪的表面粗糙度成正比。而循環(huán)水泵的葉輪一般都采用鑄鐵或鑄鋼材料整體鑄造而2循環(huán)水泵節(jié)能改造成效的驗(yàn)證成,葉輪過流表面較為粗糙,會(huì)產(chǎn)生較大的圓盤損失。同時(shí)高比轉(zhuǎn)速離心泵的葉片為扭葉片,整體鑄泵的中國煤化工耗用的電功率和水容易精確測量,但造葉輪會(huì)與設(shè)計(jì)值產(chǎn)生較大的偏差,此偏差又會(huì)使CNMHG水泵產(chǎn)生一定的流動(dòng)損失。如果能用表面既光滑抗作者簡介:蔣雪芬(1957年一),女,總工程師,教授級(jí)高級(jí)汽蝕能力又強(qiáng)的不銹鋼材料采用鑄焊與機(jī)械精加工工程師·46科研與管理水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2009年第5期水泵流量的變化難以精確測量。因?yàn)槟壳爸挥谐?800m23/h,電機(jī)輸入功率403.5kW,水泵效率為波流量計(jì)可對(duì)大管徑的流量進(jìn)行測量,但循環(huán)水管90%經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后,管道內(nèi)外壁都會(huì)有銹蝕和該研究院采用二元設(shè)計(jì)、三元校核的方法設(shè)計(jì)凹坑,此時(shí)超聲波流量計(jì)也難以準(zhǔn)確測量循環(huán)水葉輪,所得水力模型(WYS-26)在高精度水泵試驗(yàn)量。如果循環(huán)水管系及運(yùn)行方式未作任何改變,可臺(tái)上進(jìn)行包括能量特性、空化特性、水壓脈動(dòng)特性及以通過測量循環(huán)水泵進(jìn)、出管道上相應(yīng)的靜壓值,飛逸特性等內(nèi)容的試驗(yàn),結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對(duì)葉輪進(jìn)行由靜壓值的變化來判定技術(shù)改造前、后其流量的變驗(yàn)證修整,而后設(shè)計(jì)出水泵葉輪機(jī)械制造圖。化值,從而確定技術(shù)改造的成效。(2)優(yōu)化葉輪用材、提高制造工藝,減少流動(dòng)、圓盤及過流表面摩擦損失。3循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)改造實(shí)例為了提高葉輪的抗汽蝕能力,采用3.1技術(shù)改造措施0Cr13Ni4Mo的不銹鋼制造葉輪。同時(shí)為了提高扭巨化熱電廠有四臺(tái)型號(hào)為32SA-19A型單級(jí)葉片的制造精度,釆用了鑄焊結(jié)構(gòu),即葉輪的葉片和雙吸離心式循環(huán)水泵,其名牌標(biāo)示流量為500m。/前,后蓋板分別鑄造。葉片利用專用機(jī)床按給定的h,揚(yáng)程為26m,轉(zhuǎn)速為730r/min,軸功率為三維坐標(biāo)精確加工到位,前、后蓋板過流表面利用機(jī)393.5kW,電機(jī)輸入功率為440kW,允許吸上真床精確加工到位,葉片按特定的工藝定位于后蓋板空度為3m,水泵效率為90%上進(jìn)行組焊,葉輪外形尺寸在完成正火加回火處理2007年該廠對(duì)這四臺(tái)泵的進(jìn)、出口靜壓值和后加工到位,葉輪出廠前進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)及探傷檢電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際輸入功率進(jìn)行了測試,其測試值如查。新葉輪葉片型線最大誤差不超過0.6mm,80%表1所列。的過流表面粗糙度達(dá)32μm,葉輪最大外緣上的不表1節(jié)能技術(shù)改造前循環(huán)水泵有關(guān)測量值平衡重量不大于20g。改造前單位“循環(huán)水種“循環(huán)水氣3循環(huán)水泵“循環(huán)水泵(3)提高裝配工藝,減小密封間隙以減少泄漏損水泵進(jìn)口壓力MP00260.03200310.035失水梨出口壓力NP0.1630.18160.195電機(jī)輸入功率kW47:351751.5盡可能找準(zhǔn)水泵與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)軸器中心,更換水泵進(jìn)出口密封環(huán),把密封單邊間隙由50絲左右減小至30絲靜壓差MPA0.13750.1580.15060.16左右,使泄漏損失顯著減少。測試時(shí)閫208342081420181201232節(jié)能改造效益2007年12月完成了4#循環(huán)水泵的改造,2008該廠循環(huán)水泵進(jìn)、出口處的管徑相差不多,出口年2月完成了2循環(huán)水泵的改造,2008年4月完流速應(yīng)與進(jìn)口流速接近,所以水泵的揚(yáng)程與靜壓差成了1·、3°循環(huán)水泵的改造。通常情況下,巨化熱基本接近。水泵的實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程比名牌標(biāo)示低很電廠6、7汽輪發(fā)電機(jī)組冷凝器循環(huán)水在6、7、.8、9多。通過對(duì)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)測試值的分析發(fā)現(xiàn),巨化四個(gè)月份由三臺(tái)循環(huán)水泵供水,其余八個(gè)月由兩臺(tái)熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)存在著水泵揚(yáng)程與循環(huán)水管道阻循環(huán)水泵供水。表2給出了四臺(tái)泵完成改造后水泵力特性嚴(yán)重不匹配問題,雖然名牌標(biāo)示水泵效率達(dá)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)實(shí)測值表3給出了6、7汽輪發(fā)90%,但實(shí)際水泵在低效區(qū)運(yùn)行。電機(jī)組冷凝器2007年一至十月份的真空度和2008在水泵檢修時(shí)還發(fā)現(xiàn)水泵葉輪氣蝕較為嚴(yán)重,而年一至十月份的真空度統(tǒng)計(jì)值。水泵泵體較為完好。考慮到生產(chǎn)可停用的時(shí)間、改造表2節(jié)能技術(shù)改造后循環(huán)水泵有關(guān)測量值的投資費(fèi)用以及改造的節(jié)能經(jīng)濟(jì)性,該廠采用了對(duì)葉改造后單位循環(huán)水種“循環(huán)水”循環(huán)木和循環(huán)水泵輪和密封環(huán)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的方案,使水泵揚(yáng)程與水泵進(jìn)口壓力MP40.0240.0220.0260032管道阻力特性相匹配,水泵在高效區(qū)域運(yùn)行。水泵出口壓力MP40.1570.1580.180.19電機(jī)輸入功率kw37.43843392.643939(1)與科研單位合作設(shè)計(jì)出與循環(huán)水管阻力特進(jìn)出口靜MPa0.1331540.158性匹配的高效葉輪改造山中國煤化工機(jī)電研究所合作依據(jù)實(shí)際測試數(shù)據(jù)把技術(shù)改造后鮑人功率減“CNMH人003:0022007年該廠與中國水利水電科學(xué)研究院水力口靜151.4118.86105水泵應(yīng)達(dá)到的參數(shù)定為:揚(yáng)程23m,水泵流量為測試時(shí)間2008.61112008.6.172008.6.112008.1.4科研與管理水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2009年第5期表3循環(huán)水泵節(jié)能改造前、后6、7機(jī)統(tǒng),通過采用與管道阻力特性相匹配的高效葉輪和冷凝器真空度統(tǒng)計(jì)數(shù)值密封環(huán),優(yōu)化葉輪材料和制造工藝,提高裝配水平6輪7汽輪完成了循環(huán)水泵的節(jié)能技術(shù)改造。比較改造前后的207年1至10月冷器真它度統(tǒng)計(jì)伯%90.9990.93發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),該改造節(jié)能效果明顯,是一種不影響20年1至10月冷凝器真空度統(tǒng)計(jì)值%908965生產(chǎn)、投入低且效益高的節(jié)能改造方法。實(shí)踐證明改造后真空度提高值%-0.01102是行之有效的,對(duì)同類的技術(shù)改造有一定的指導(dǎo)意注:6·、7“機(jī)組是同類型機(jī)組,所以真空度改造后總體提高義0.355%從實(shí)測數(shù)據(jù)可知,技術(shù)改造后,循環(huán)水泵的流量參考文獻(xiàn)基本未變,汽輪發(fā)電機(jī)組的真空度稍有提高,循環(huán)水郭立君,何川,泵與風(fēng)機(jī)[M].北京:中國電力出版社,泵的電耗每年可節(jié)約約230萬kW·h電量。4結(jié)論2候文綱.工程流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)[M].北京:水利電力對(duì)于循環(huán)水泵揚(yáng)程與管道阻力特性不匹配的系3邵和春,汽輪機(jī)運(yùn)行[M]北京:中國電力出版社,2005.(上接第34頁)過相關(guān)部門對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行監(jiān)管。水議制度”構(gòu)建部門聯(lián)系配合、信息共享的溝通機(jī)制,源管理部門可以利用第一次污染源全國普查的機(jī)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息、風(fēng)險(xiǎn)源信息通報(bào)與會(huì)商制度,分析不會(huì),收集相關(guān)部門的調(diào)查、監(jiān)控成果。風(fēng)險(xiǎn)源調(diào)查評(píng)安全因索,給管理層決策提供技術(shù)支持價(jià)指標(biāo)的選擇,可以參考文獻(xiàn)[3]的水質(zhì)安全隱患因表1水源水質(zhì)安全隱患因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系子調(diào)查評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,選擇適合的因素構(gòu)建(表1),日標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層建立風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫,并進(jìn)行基于從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)到環(huán)境大氣閎隱忠因子干早洪水污染事故的可能性的演變趨勢分析,以及演變的巖石圈隱子地震、水土流失泥石流滑坡般規(guī)律的環(huán)境污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測評(píng)估模式·,探生物多樣性、森林索水源地保護(hù)與周邊城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)的關(guān)系,為水源生物面隱趣因概解,植物病蟲森林火災(zāi)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。人類活動(dòng)資源脅迫水資源開發(fā)強(qiáng)度水資源利用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因子具有動(dòng)態(tài)演變性和空間差異性,環(huán)境污染隱患因子D、氨氮、化肥農(nóng)藥污染負(fù)荷隨著GIS、RS、GPS(3S)技術(shù)的崛起和模型技術(shù)的環(huán)境事故化學(xué)品危險(xiǎn)事故、公路運(yùn)輸事故發(fā)展,污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測評(píng)估有了新的契機(jī)。建立應(yīng)加強(qiáng)部門間的信息溝通,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),發(fā)揮基于風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)、監(jiān)控、評(píng)估、預(yù)警的GIS、RS、GPS監(jiān)控體系的協(xié)同作用,提高監(jiān)控體系的系統(tǒng)性和整數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),實(shí)行多部門聯(lián)系配合信息共享的體性,這是當(dāng)前搞好水源安全監(jiān)控工作的迫切內(nèi)容風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)管體系,為污染事故水質(zhì)監(jiān)測、善后處理提參考文獻(xiàn)供參考,為水源水污染事故預(yù)防控制提供依據(jù),對(duì)水源水質(zhì)安全具有重要的意義1鄭丙輝,付青,劉琰,中國城市飲用水源地環(huán)境問題與對(duì)策[J.環(huán)境保護(hù),2007,(10):59-613建議2沈立重大工業(yè)隱患的地域監(jiān)控體系研究[J.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2001,11:1-5.水利、環(huán)保、安監(jiān)、建設(shè)、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)等多部門均3王耕,王利,吳偉.基于GS的遼河干流飲用水源地生態(tài)對(duì)水源地有相應(yīng)的管理職能,管理職能分散,工作缺安全演變趨勢[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,(18):2548乏協(xié)調(diào)。,無法形成合力。對(duì)水源地風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)管2553.質(zhì)的監(jiān)測,介入的部門較多,還未形成政府統(tǒng)一行為,曾維華,程聲通。環(huán)境污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測評(píng)估模式研究水源管理部門內(nèi)部尚未建立專門的水污染管理機(jī)構(gòu)[].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào),2004,(24):329-3345 Bo目前主要依靠水利局與環(huán)保局,應(yīng)急反應(yīng)大大滯后中國煤化工 satety policy developof Hazardous Mate-時(shí)常貽誤最佳治理時(shí)機(jī)。改變各部門“誰都管,又誰CNMHG都不管”的局面,應(yīng)建立專門的飲用水水源地環(huán)境保6彭祺,胡春華,鄭金秀,等,突發(fā)性水污染事故應(yīng)急系統(tǒng)護(hù)管理機(jī)構(gòu)凵。建立“飲用水源地保護(hù)與管理聯(lián)席會(huì)的建立[J.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(11):58-61