技術(shù)交流循環(huán)水泵節(jié)能改造技術(shù)及其應(yīng)用肖興和,薛彥廷西安熱工研究院有限公司,陜西西安710032[摘要]針對200MW以下火力發(fā)電機組配套的Sh系列、Ⅺ系列和SA系列等多種系列、各種規(guī)格的單級雙吸臥式循環(huán)水泵運行效率低、能耗高等問題,對數(shù)十臺泵實施了節(jié)能技術(shù)改造,改造后效率提高,節(jié)能顯著。介紹了節(jié)能改造的相關(guān)技術(shù)和部分改造實例[關(guān)鍵詞].200MW機組;循環(huán)水泵;揚程;節(jié)能;技術(shù)改造[中圖分類號]TH31l[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1002-3364(2007)12-0069-03200MW以下火力發(fā)電機組幾乎全部采用單級(2)循環(huán)水系統(tǒng)形式,循環(huán)水泵的配置,循環(huán)水泵雙吸臥式循環(huán)水泵,如48Sh-22型、ⅪJ48-18型、的吸入側(cè)管路長短吸入側(cè)水位是倒灌還是吸上,循環(huán)32sA-19型、32Sh-19型、24Sh-19型和24SA-18水泵出口至凝汽器間的管路長短,凝汽器進水壓力值,型等,這些泵大多運行效率低、耗電量大,影響了整臺最高用水設(shè)備的安裝標(biāo)高等機組的運行經(jīng)濟性。為此西安熱工研究院有限公司(3)不同季節(jié)中循環(huán)水泵的運行方式、運行時間,對48Sh-22型等多種系列、各種規(guī)格的循環(huán)水泵進行各種運行方式下泵的實際流量、揚程和電流了技術(shù)改造,降低揚程,增加流量,使運行工況點與設(shè)(4)當(dāng)?shù)氐乃疁?、水位及大氣壓力。計工況點相一致,提高了實際運行效率(5)技術(shù)規(guī)范,必要時解體測繪泵殼體、葉輪、軸及密封環(huán)等零件的有關(guān)尺寸。1現(xiàn)有循環(huán)水泵存在的問題和要求2改造方案、設(shè)計參數(shù)和主要技術(shù)措施大多數(shù)循環(huán)水泵都與系統(tǒng)匹配不當(dāng),有些電廠為流量偏小,汽輪機真空低,需增加流量;一些電廠流量2.1改造方案可滿足要求,主要問題是耗電量大需降低電耗;還有大型循環(huán)水泵一般體積大質(zhì)量重、價格較貴如些電廠因機組配置情況發(fā)生了變化(如部分小機組果將殼體和葉輪全部進行改造,必然造成很大浪費,還關(guān)停),原有循環(huán)水泵轉(zhuǎn)為向其它較大容量機組供水,會涉及地腳安裝尺寸及進、出口法蘭等。因此,一般情從而引起泵出力與系統(tǒng)匹配不當(dāng)況采用部分改造方案,即:對于上述各種問題和要求,在進行改造時還需清(1)殼體不動,只改造葉輪和雙吸密封環(huán)。在殼體楚以下幾點:流道及吸入系統(tǒng)汽蝕條件允許的情況下,適當(dāng)增加設(shè)(1)機組的容量類型(是否供熱)不同季節(jié)的排計流量。汽量、冷卻倍率和真空(2)在足以克服系統(tǒng)阻力和保證最高用水設(shè)備上收稿日期:2007-08-21作者簡介:肖興和(199-),男遼寧沈陽人教授級高級工程師長期從事電站H中國煤化工CNMHO能研究曾任全國泵標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副主任委員xiaoxinghe@tpri.com.cn[熱力發(fā)電·20012技術(shù)交流水的前提下,適當(dāng)降低設(shè)計揚程使運行工況點與設(shè)計泵存在的主要問題是設(shè)計參數(shù)與循環(huán)水系統(tǒng)不匹配,工況點一致。設(shè)計流量偏小,揚程偏高。實際運行中揚程一般為(3)泵的地腳安裝尺寸和進、出口法蘭直徑不變,(21~22)m,流量約為13000m3/h,與設(shè)計工況點偏即基礎(chǔ)和管路不動。離較遠(yuǎn)實際運行效率一般僅為70%左右遠(yuǎn)低于設(shè)(4)電動機不換,在增加流量時保證電動機有5%計效率左右的富裕量。實例1:某熱電廠2號泵房共安裝有4臺48Sh-22經(jīng)驗證明這種改造方案在大多數(shù)情況下都可以型循環(huán)水泵和6臺2Sh-19型循環(huán)水泵,共同向2臺達到預(yù)期目的,而且可以縮短工期及節(jié)省資金。100MW機組、1臺200MW機組和1臺25MW供熱機組供水。改造前泵實際揚程為22m,流量接近130002.2改造設(shè)計參數(shù)的確定m3/h,運行效率約為73%,運行電流一般為(108~110改造設(shè)計參數(shù)主要指流量、揚程、軸功率和效率A。夏季氣溫較高時,10臺泵全部投運流量還是不足等。根據(jù)現(xiàn)有循環(huán)水泵存在的問題及改造的目的,可改造后在設(shè)計揚程22m時泵的流量接近15000m3/h初步確定流量和揚程,然后再全面考慮泵安裝位置的運行效率達到87.7%,運行電流為(102~103)A.4臺環(huán)境條件、機組運行方式、循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原泵殼485h-22型泵改造后由于流量大大增加,在各個季節(jié)都體流道內(nèi)的流速等等。比如要增大流量就應(yīng)考慮原泵可以減少泵的投運臺數(shù),平均投運由3臺減少為2.37配用電動機功率的余量吸入管路內(nèi)的流速和吸入側(cè)臺。由此可節(jié)電618.1萬kW·h.另外,因為各泵電流水位的變化、殼體流道允許的流量。一般來說,泵體渦至少下降5A,按全年平均運行2.37臺和年運行殼流道可允許增加流量約20%左右,流量再大將導(dǎo)致8760h計算,可節(jié)電84.3萬kWh運行不穩(wěn)定,壓力波動,甚至引起殼體及出水管路系統(tǒng)實例2:某發(fā)電公司11號、12號2臺220MW機振動;在確定場程時,應(yīng)使設(shè)計工況點和運行工況點相組各配3臺(甲、乙、丙)48Sh-22X型循環(huán)水泵,2臺一致,并同時考慮出水管路系統(tǒng)的長短阻力大小及最機組中的丙泵已改為雙速泵(高速485r/min、低速高用水設(shè)備的安裝標(biāo)高,使所選定的揚程足以克服系425r/min)。根據(jù)氣溫和負(fù)荷的變化,1年中大約雙高統(tǒng)阻力和保證最高用水設(shè)備上水。在確定設(shè)計參數(shù)速泵并聯(lián)運行7個月,高、低速泵并聯(lián)運行3個月,單時,應(yīng)以1年中運行時間最長的工況作為設(shè)計工況點。高速泵運行1個月,運行效率低,耗電量大。與其它電廠同類型機組相比,循環(huán)水泵的廠用電率明顯偏高,其2.3主要技術(shù)措施主要原因是泵的設(shè)計參數(shù)與循環(huán)水系統(tǒng)匹配不當(dāng)。例為了確保改造后循環(huán)水泵的性能,葉輪設(shè)計采用如,雙高速泵并聯(lián)運行時,泵的揚程僅為21m,對應(yīng)流相似換算法,選用可靠的高效水力模型。新葉輪既要量約為13200m3/h,與設(shè)計工況點偏離較遠(yuǎn),效率降保持模型泵的高效型線特點,又要與原泵殼體和軸匹低,在單泵運行時效率更低。2006年~2007年對2臺配。葉輪應(yīng)采用樹脂砂坭芯工藝,整體鑄造,葉輪葉片機組6臺循環(huán)水泵全部進行了技術(shù)改造,改造后各泵型線必須準(zhǔn)確。葉輪流道表面粗糙度R≤12.5pm,流量增大到14000m3/h以上。在各種運行方式下運葉片的進、出口邊按圖樣要求進行打磨。葉輪必須進行泵電動機的電流均明顯降低,例如12號機組在雙泵行靜平衡和動平衡,精度不得低于G6.3級。葉輪的高速并聯(lián)運行時,單泵電動機電流平均降低6A,總電材料可以采用碳鋼或不銹鋼,在汽蝕條件不良的情況流降低12A;高、低速泵并聯(lián)運行時總電流平均降低下最好采周抗汽蝕性能好的高強度不銹鋼。11A;單泵高速運行時平均電流降低11.7A,全年可節(jié)電79.61萬kW·h。2臺機組年可節(jié)電147.03萬3循環(huán)水泵改造實例kW·h3.148Sh-22型循環(huán)水泵3.2XJ48-18型循環(huán)水泵48h-22型循環(huán)水泵廣泛用于1MW、15V山中國煤化工00MW機組配套MW和200MW機組是我國電廠使用最多的大型單其設(shè)CNMHGm,效率88%。某熱級雙吸臥式循環(huán)水泵,其主要設(shè)計參數(shù)為:流量11000電廠8號機組循環(huán)水系統(tǒng)中,采用雙泵并聯(lián)向3臺冷m3/h,揚程26.3m,效率86.8%轉(zhuǎn)速485r/min。該凝器供水方式,單泵的實際流量約為11000m3/h,低[熱力發(fā)電·20012)技術(shù)交流于設(shè)計值,對應(yīng)揚程為25m,高于設(shè)計值,效率低于當(dāng)2臺泵并聯(lián)運行時偏離設(shè)計工況點更遠(yuǎn),效率更低85%。該機組所需最大冷卻水量為27000m3/h,而2僅為65.25%。另外,該泵葉輪汽蝕比較嚴(yán)重,運行不臺泵總流量只有2200m3/h,汽輪機運行真空低,機到1年葉片穿孔。為此對4臺泵全部進行了改造。組不能滿發(fā),夏季尤為嚴(yán)重。因此對2臺泵進行了改改造后3臺泵并聯(lián)運行時單泵流量為6696m3/h,3造。改造后單泵流量為15960m3/h,揚程22.05m,臺泵的總流量達到20088m3/h,比改前增加了2214效率為90.27%(與原泵實際運行工況相比,流量增加m3/h;當(dāng)2臺泵并聯(lián)運行時單泵流量為6984m3/h,約5000m23/h,揚程降低3m,效率提高了5.27個百總流量達到13968m3/h,比改前增加了1670m3/h;3分點)。由于流量大幅度增加使汽輪機的排汽溫度下臺泵并聯(lián)運行時揚程為17.4m,2臺泵并聯(lián)運行時揚降了3℃,汽輪機負(fù)荷增加了1600kW。因流量增加程為16m;3泵并聯(lián)運行時效率為89.85%,2泵并聯(lián)較多,電動機電流平均增加16A,兩項綜合,機組熱耗運行效率為86.17%,比改前分別提高了21.15和值凈下降681kJ/(kW·h),折合標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降2.3320.92個百分點。各泵運行電流平均下降了9.5Ag/(kW.h),年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2567t年節(jié)煤費74.822按3臺泵并聯(lián)運行和2臺泵并聯(lián)運行各半年(430萬元,年節(jié)運費28.242萬元。同時,年增加發(fā)電量h)、機組平均負(fù)荷110MW計算,年節(jié)電174.53萬1030萬kW·hkW·h,節(jié)約電費40.67萬元(按0.233元/(kWh)計);按高溫季節(jié)3臺泵并聯(lián)運行4300h,真空提高3.332SA-19A型循環(huán)水泵0.6kPa(真空度提高0.645%)計算,煤耗降低32SA-19A型循環(huán)水泵是50MW機組配套泵,0.516%,可節(jié)煤942t,節(jié)約燃料費14.13萬元?？傇?100~300MW機組的母管制循環(huán)水系統(tǒng)中使用計,全年節(jié)約運行費用54.8萬元也較多。該泵設(shè)計流量為5000m3/h,揚程為26m效率為90%,在一些電廠不能滿足要求3.432Sh-19A型循環(huán)水泵實例1:某電廠5號機組(50MW)安裝2臺325A-32Sh-19A型循環(huán)水泵一般為50MW機組配19A型循環(huán)水泵,循環(huán)水系統(tǒng)為單元制。當(dāng)單泵運行套,其設(shè)計參數(shù)為:流量5310m3/h,揚程29m,效率時揚程只有17m,此時流量約為5800m3/h。由于運84%。該型泵在大多數(shù)電廠運行效率都遠(yuǎn)低于設(shè)計行工況點偏離高效區(qū)較遠(yuǎn),實際運行效率只有70%,值因此耗電量大電動機電流高達(95~100A(電壓3000V)。改造某電廠2臺65MW機組共安裝4臺32Sh-19A后機組滿負(fù)荷工況單泵運行時,流量達到6854m3/h,型循環(huán)水泵循環(huán)水系統(tǒng)為擴大單元制,正常運行工況揚程為17m,效率達到87.46%。與改造前相比,泵的為3臺運行1臺備用,運行時泵的出口壓力僅為實際流量約增加了1000m3/h,使凝汽器的冷卻倍率(0.15~0.17)MPa,一般0.15MPa即可滿足系統(tǒng)要由改造前的40倍增加到49倍汽輪機的排汽溫度下求。由于泵的工況點偏離設(shè)計工況點較遠(yuǎn),運行效率降了2.23℃,汽輪機真空提高了1.32kPa(提高真空只有60%左右。對2臺泵進行改造后實測運行參數(shù)度1.35%)。按改造前1年機組發(fā)電量2.15億kW·h為:揚程19.9m(出口壓力0.185MPa),流量7023計算,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1229t,節(jié)約費用17.4萬元(當(dāng)時m3/h,效率77.8%。與改造前比較,運行電流下降2煤價141.5元/t)。改造后,在流量大幅度增加的情況A,按年運行7000h計算,年節(jié)電12.37萬kW·h,折下,運行電流仍降低了6.2A,按改前機組年運行小時合節(jié)約費用2.47萬元(電價0.2元/(kWh))。因流數(shù)5100h計算,全年節(jié)電13萬kW·h,節(jié)約電費量增加約1000m3/h,使凝汽器真空提高了0.7kPa,2.55萬元(當(dāng)時上網(wǎng)電價0.1962元/(kW·h)。2項每年節(jié)煤2730t,節(jié)約費用27.3萬元(當(dāng)時煤價為100綜合,每年節(jié)約運行費用約20萬元元/t)。2項綜合,每年節(jié)約運行費用2977萬元實例2:某電發(fā)電公司1號機組(125MW)配備4臺32A-19A型循環(huán)水泵投運后耗電量大運行電3.524sh-19型和24A-18型循環(huán)水泵流達(54~55)A,已接近最大允許電流。原因是運行中國煤化衛(wèi)循環(huán)水泵原為25工況點偏離設(shè)計工況點較遠(yuǎn),運行效率低。例如,當(dāng)3MWCNMHG設(shè)計參數(shù)為:流量臺泵并聯(lián)運行時揚程為18.16m,單泵流量為59583170m3/h,揚程32m,效率89%轉(zhuǎn)速970r/min,配m3/h,3臺泵總流量為17974m3/h,效率為687%;(下轉(zhuǎn)第75頁)熱力發(fā)電·200(2的」技術(shù)交流動作頻率減少延長了執(zhí)行機構(gòu)的使用壽命,提高了控制系統(tǒng)的魯棒性,一般能使空預(yù)器漏風(fēng)率降低約[參考文獻]10%。該控制系統(tǒng)作為電站鍋爐的重要控制設(shè)備在[1]欒秀春李士勇.火力發(fā)電機組鍋爐控制技術(shù)的新進展保證機組安全、經(jīng)濟運行中發(fā)揮著積極的作用。到目[J.熱能動力工程2003,18(4):329-33前,該控制系統(tǒng)在國內(nèi)外十余個電廠的近30多臺機組[2]李士勇.模概控制神經(jīng)控制和智能控制論[M]哈爾濱工上投入實際應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟效益業(yè)大學(xué)出版社,1998AIR-LEAKAGE CONTROL SYSTEM OF AIR PREHEATERFOR UTILITY BOILERS BASED ON FUZZY CONTROL METHODchen Bi-kunHonghaiwan Power Generation Co Ltd, Shanwei 516623, Guangdong Province, PRCAbstract: The working principles of air-leakage control systems for rotary air preheaters used already in one power plant have beensummarized, the main causes leading to air-leakage of air preheaters being analysed, putting forward a new method for realizing airleakage control of the air preheaters by using the fuzzy controller based on the language control regulations. Results of practical ap-plication show that the said system can effectively reduce air-leakage of the air preheater, making the total air-leakage rate of thenit to be reduced by 10%, providing guarantee for safe operation under full load of the unit.Key words: fuzzy control; utility boiler; rotary type: air preheater; load; clearance; air-leakage(上接第71頁)效率87.3%。與改造前相比,實際流量約增加300用電動機功率380kW。某熱電廠1號泵房的6臺m3/h,效率提高約17個百分點。改后電流為28.5A,24Sh-19型循環(huán)水泵實際運行揚程只有22m,因?qū)嶋H比改造前平均降低8A.按機組年運行8760h以及運行工況點偏離設(shè)計工況點較遠(yuǎn),運行效率一般只有年平均運行4臺泵計算,全年節(jié)電236.71萬kW·h,60%左右。為此,對6臺泵全部進行技術(shù)改造。改造按電價0.2元/kW·h計算,則年節(jié)約電費47.342萬后,最佳工況點的流量接近3600m3/h,揚程24.7m,元。RETROFITTING TECHNOLOGY FOR ENERGY-SAVINGOF CIRCULATING WATER PUMPS AND APPLICATION THEREOFXIAO Xing-he, XUE Yan-tingXi'an Thermal Power Research Institute Co Ltd, Xi'an 710032, Shaanxi Province, PrcAbstract: Directing against problems of low efficiency in operation and high energy consumption etc. for various specifications of sin-gle-stage double-suction horizontal type circulating water pumps, such as Sh series, XJ series, and SA series etc, equiped in coordination with thermal power units of lower than 200 MW, technical retrofit for energy-saving has been carried out for several tens ofpumps, After retrofitting, the efficiency of said pumps has been enhanced, having remarkable enery-saving result. The related tech-nologies and partial concrete examples of energy-saving retrofit have been presented.Key words: 200 MW unit; circulating water pump: uplift head; technical retrofit for energy-saving中國煤化工CNMHG熱力發(fā)電·200126