節(jié)能第39卷第9期中國(guó)電力Vol. 39, No. 92006年9月ELECTRIC POWERSep. 2006電200 MW機(jī)組LW4- -25型循環(huán)水泵屢系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造張維紅'，鄒節(jié)廉| ,劉衛(wèi)平1,李強(qiáng),周國(guó)2(1.天津市電力科學(xué)研究院,天津300040; 2.國(guó)電電力朝陽(yáng)發(fā)電廠,遼寧朝陽(yáng)122008)摘要:針對(duì)國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組的LW4-25型循環(huán)水泵進(jìn)行節(jié)能改造，利用其報(bào)廢葉輪進(jìn)行通流部分改造，使老產(chǎn)品運(yùn)行效率提高了19.73%-25.19%，流量提高了2 198~3036 m'/h，電功率下降了199.47~107.51 kW;并對(duì)電機(jī)實(shí)施雙速改造，改造后1臺(tái)機(jī)組年節(jié)電達(dá)297.15萬(wàn)kW.h,投資回收期僅為6個(gè)月，且改進(jìn)簡(jiǎn)單易行，便于推廣，適用于所有大型水泵。關(guān)鍵詞:水泵;通流部分;節(jié)能改造中圖分類號(hào): TK264.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1004-9649(2006)09-0075-04汽蝕性能差(見(jiàn)圖1);(5)平衡筋過(guò)大,造成耗功大，0引言使效率更低;(6)運(yùn)行組合方式少只有單、雙泵3種運(yùn)行工況,不利于經(jīng)濟(jì)調(diào)度;(7)管道系統(tǒng)泄漏較嚴(yán)朝陽(yáng)發(fā)電廠2臺(tái)200MW機(jī)組循環(huán)冷卻水為單重,造成能源浪費(fèi)。元制供水系統(tǒng),采用冷水塔的冷卻方式,每臺(tái)機(jī)組配有LW4-25型與沅江48P-35I型循環(huán)水泵各1臺(tái)(為1.2號(hào)泵),由于配套性差,效率低、耗電大,為了節(jié)能降耗，已將2臺(tái)沅江48P--35I型2號(hào)循環(huán)水泵更換了高效葉輪,改造后其出力比1號(hào)泵大。為進(jìn)- -步降低循環(huán)水泵的電耗，電廠與天津市電力科學(xué)研究院合作對(duì)LW4- 25型1號(hào)循環(huán)水泵及循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化改進(jìn)。LW4-25型循環(huán)水泵設(shè)計(jì)流量Q = 16 200 m2/h=4.5 m2/s,揚(yáng)程H= 25 m,軸功率N= 1 240kW?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，流量Q=11508~15 838 m/h，揚(yáng)程H為23.597-15.628 m;軸功率N為1 250.9~1 218.3kW;泵效率η為58.93%-55.16%。圈1改造前葉輪Fig.1 Impeller before rfting1存在的問(wèn)題節(jié)能改造從2004年8月開(kāi)始,對(duì)出力較大的沅改前LW4--25型循環(huán)水泵性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)江48P- -35I 型2號(hào)循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行了雙速(495/值。運(yùn)行效率只有58.93%~55.16% ,通過(guò)節(jié)能優(yōu)化診425 r/min)改進(jìn),首次在國(guó)內(nèi)對(duì)LW4-25型循環(huán)水泵斷測(cè)試技術(shù)分析,發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題:(1)原葉型落利用原報(bào)廢的葉輪進(jìn)行通流部分改造，提高了出力后,制造工藝差,造成流量小、泵效率低;(2)設(shè)計(jì)工與泵效率。改造后運(yùn)行效率提高了19.73%-25.19% ,況揚(yáng)程偏高，使泵的運(yùn)行工況遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況;(3)密最高運(yùn)行效率達(dá)84.11%(見(jiàn)表1).居國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,封環(huán)間隙過(guò)大,容積損失大;(4)葉輪汽蝕損壞嚴(yán)重,年節(jié)電中國(guó)煤化工僅為6個(gè)月。YHCNMHG收稿日期: 2006-02-28;修回 日期: 2006-06-19作者簡(jiǎn)介:張維紅(1955-),女,天津人,高級(jí)工程師,從事汽輪機(jī)葉片振動(dòng)及發(fā)電機(jī)端部繞組振動(dòng)特性試驗(yàn)研究和水泵改造等工作。E-mail: weihong.zhang@tepco.com.cn75節(jié)能電中國(guó)電力第39卷表1 2號(hào)機(jī)LW4 -25型1號(hào)循環(huán)水泵改造前后性能測(cè)試匯總Tab.1 Performance test list of No.1 LW4- -25 circulating pump of Unit 2 before and after the retrofit改前測(cè)試工況改后測(cè)試工況序號(hào)項(xiàng)目名稱計(jì)算公式泵入口壓力(P)/ MPa實(shí)測(cè)-0.005 1-0.003 5-0.010 86-0.009 8-0.010 8泵入口水溫(,)/C27.527.027.727.6密度(p) kg.m'查表996.196.1996.3泵出口壓力(P)1 MPa實(shí)澳0.2250.2460.1410.1420.226出、人口壓力表位置差(h)/m0.050.00.30揚(yáng)程(H)/m10●(P-R)/g 'p+h23.59725.61615.62815.81 :24.52811 508.10 64815 83818 03614 544流量(Q)1 m'. h- ./3 6003.196 72.957 84.399 45.014.04電流()A68169162140155電機(jī)功率(N,)1 kW1352.31 358.01 317.1I 117.6; 244.80電機(jī)效事(n0)%選用92.592.軸功率(N)/kWN°ns1 250.91 256.11 218.31033.8! 151.4水泵效率(η)1%H.q.p*g/ 1 000N58.9358.94 .55.1674.8984.11(3)在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用焊補(bǔ)磨削的專有2主要改進(jìn)措施技術(shù),將葉片人口外伸加長(zhǎng),增大葉片進(jìn)口角,減少葉片出口角,做成魚(yú)頭形葉片,改變?nèi)~片進(jìn)出口段葉2.1 主要改進(jìn)措施型,以提高泵的流量、效率和汽蝕性能。利用原報(bào)廢葉輪,采用焊補(bǔ)磨削的專有技術(shù),不(4)取消平衡筋,采用不銹鋼板護(hù)蓋,減少泵的但修復(fù)了葉輪,而且進(jìn)行了通流部分改進(jìn)的研究,提耗功,提高泵效率。采用特有的裝配工藝,減少軸向高泵的出力與效率。改造后葉輪見(jiàn)圖2。推力。(5)蝸殼隔舌修磨成魚(yú)頭形,并增大喉口面積。(6)采用美國(guó)生產(chǎn)的CMS2000填料,設(shè)計(jì)新的密封裝置,解決盤根嚴(yán)重泄漏的問(wèn)題,且此種密封裝置可在泵運(yùn)轉(zhuǎn)中添加。(7)更換密封環(huán),縮小密封間隙,提高了容積效率。2.2電機(jī)改雙速由離心泵相似定律可知，泵的轉(zhuǎn)速在較小范圍內(nèi)改變,泵的效率幾乎不變,其性能變化關(guān)系為:圈2改造后葉輪Q/Q2= n./n2Fig.2 Impeller atter rfitingH;/H2= (n/n2)2(1)根據(jù)改前節(jié)能診斷測(cè)試,單泵運(yùn)行工況揚(yáng)程:N,!N2= (n/n2)'H= 15.628 m,雙泵運(yùn)行工況揚(yáng)程: H= 23.597 m,為式中:Q1HI、N與Q2.H2、N2分別表示泵的轉(zhuǎn)速為n兼顧單、雙泵運(yùn)行工況的效率和雙泵運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的和n2下的流量、揚(yáng)程和軸功率。目前大型循環(huán)水泵狀況,通常設(shè)計(jì)揚(yáng)程取兩者平均值加1~2m,其揚(yáng)程異步電機(jī)磁級(jí)對(duì)數(shù)多為5~8對(duì)，利用變極調(diào)速,其平均值為:轉(zhuǎn)速差都不大，如LW4 -25型泵的電機(jī)改為6.7對(duì)H=(15.628+23.597)/2 = 19.614 (m)磁極的雙速電極后,其轉(zhuǎn)速分別為495 r/min和425改后泵的設(shè)計(jì)參數(shù)選為:r/min,轉(zhuǎn)速只下降70r/min,但功率卻下降36.7%,循H=21 m環(huán)水泵利用t沭規(guī)律采用轉(zhuǎn)速差別不大的相鄰磁Q = 16 000 m/h =4.444 m%s極鄧中國(guó)煤化工同季節(jié)、不同負(fù)荷條η≥83 % (因原葉輪葉片為4枚，無(wú)法改變,效件|Y片CNMHG達(dá)到調(diào)節(jié)循環(huán)水量,.率提高受到- -定限制)。實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。(2)將葉輪外徑車削58 mm,減少富裕揚(yáng)程,并由于每臺(tái)機(jī)組有大小泵及高低轉(zhuǎn)速之分，有5將葉輪流道擴(kuò)寬,使高效區(qū)向大流量轉(zhuǎn)移。種不同組合的運(yùn)行方式,可根據(jù)不同負(fù)荷、不同循環(huán)765方數(shù)據(jù).節(jié)能第9期張維紅等:200MW機(jī)組LW4-25型循環(huán)水泵及系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造電水溫實(shí)施循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。算,則實(shí)際節(jié)電:2.3 消除管道泄漏143.64x0.8=114.912 (萬(wàn)kW.h)利用停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)循環(huán)水管道系統(tǒng)進(jìn)行查漏檢(1)+(2)則為1臺(tái)LW4-25型1號(hào)循環(huán)水泵改查,消除管道系統(tǒng)泄漏。后年節(jié)電效益:92.094+114.912 = 207.006 (萬(wàn)kW.h)3性能測(cè)試4.2電機(jī)改雙速 的效益電機(jī)改雙速本身不能節(jié)電,而且低速時(shí),電機(jī)效3.1測(cè)試方法率下降(約1%),雙速泵只能通過(guò)循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)在機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定的工況下，關(guān)閉通往1號(hào)塔的調(diào)度才能反應(yīng)出節(jié)電效果。為了便于計(jì)算,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí).1號(hào)閥門及公用系統(tǒng)的用水，使循環(huán)水大部分進(jìn)人測(cè)或推算得出循環(huán)水泵各種運(yùn)行工況下的電功率消凝結(jié)器,再流回2、3號(hào)塔。利用美國(guó)康創(chuàng)1011超聲耗狀況,見(jiàn)表3。波流量計(jì)在回冷水塔總管.上測(cè)量流量，其他在運(yùn)行表31.2號(hào)泵改后各種運(yùn)行工況 下電功率實(shí)測(cè)及計(jì)算值中無(wú)法關(guān)閉的冷卻水和冷油器用水，再用超聲波流Tab.3 Actual measured and calculated values for each量計(jì)按原工況單獨(dú)測(cè)試，加上回冷水塔總管流量,即working condition of No.1 ,No.2 circulating pump before and為循環(huán)水泵出水流量。after retrofit3.2 測(cè)試結(jié)果kW改后測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。運(yùn)行工況單泵低速電功率1高1低2泵電功率雙高泵電功率表2LW4--25型1號(hào)循環(huán)水泵改造前后性能參數(shù)對(duì)比2號(hào)泵低速881920Tab.2Comparison of performance parameters before and1號(hào)泵高速1 2001 244.8after the retrofit of No.1 LW4- -25 circulating pump2號(hào)泵高速1 326.6項(xiàng)目名稱.運(yùn)行方式改前改后相對(duì)變化根據(jù)表3能較準(zhǔn)確地計(jì)算出電機(jī)改雙速的節(jié)電單泵55.1674.89+19.732泵效率/%效益。每年3月25日-6月10 日,9月10日一11雙泵58.92784.11+25.186月25日5個(gè)月開(kāi)1高1低2泵代替雙高運(yùn)行方式，流量/m'.hr'15 838 .18 036+2 198則循環(huán)水泵可節(jié)電:11 508 .14 544+3 036[(1 244.8+1385.6)- (1200+920) ]x5x30x24=電功率kw1 317.11 117.6-199.5183.744 (萬(wàn) kW.h)1 352.31 244.8 .-107.515.62815.811+0.183但此時(shí)進(jìn)人凝汽器的循環(huán)水量減少2700m/h,揚(yáng)程/m23.59724.528根據(jù)200MW機(jī)組循環(huán)水泵經(jīng)濟(jì)調(diào)度綜合軟件計(jì)162140-22算,每小時(shí)少，上網(wǎng)供電260 kW.h,則5個(gè)月少上網(wǎng)電流/A168155-13供電93.6萬(wàn)kW.h。兩者相抵,則實(shí)際節(jié)電為:4經(jīng)濟(jì)效益183.744- 93.6= 90.144 (萬(wàn)kW.h)綜上所述,全年共節(jié)電為:4.1改后循環(huán)水泵 節(jié)電效果207.006 + 90.144 = 297.15 (萬(wàn)kW.h)(1)電功率下降的節(jié)電效益。按單、雙泵每小時(shí)按0.25元/ (kW.h)計(jì)算,其效益折合人民幣:平均電量為:297.15x0.25 = 74.2875 (萬(wàn)元)(199.5+107.5)/2 = 153.5 (kW.h)1臺(tái)LW4--25型循環(huán)水泵改造的全部投資為22按年運(yùn)行6000h計(jì)算,則全年節(jié)電:萬(wàn)元,1臺(tái)1600kW電機(jī)改雙速,提高絕緣等級(jí),由153.5x6 000=920 940=92.1 (萬(wàn)kW.h)B級(jí)改為F級(jí)絕緣全部投資為15萬(wàn)元，總投資為(2)按流量提高的節(jié)電效益。由于循環(huán)水流量提37萬(wàn)元,投資回收期為6個(gè)月。由此可見(jiàn)這種改進(jìn)高,真空提高,多發(fā)電的效益,根據(jù)200MW機(jī)組循方式是--項(xiàng)投資少,節(jié)能效果非常明顯的節(jié)能項(xiàng)目。環(huán)水泵經(jīng)濟(jì)調(diào)度綜合軟件,按平均流量增加計(jì)算:(2 198.2+3 035.9)/2 =2 617.1 (m/h)5結(jié)中國(guó)煤化工每小時(shí)可多發(fā)電:239.4kW.h,按6000h計(jì)算YHCNMHG則全年可多發(fā)電:(1)LW4- -25型循環(huán)水泵及其系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改239.4x6 000=1436 400=143.64 (萬(wàn)kW.h)造，在國(guó)內(nèi)首次對(duì)該型水泵采用高效混流泵新技考慮到運(yùn)行調(diào)度等問(wèn)題,其效益按80%考慮計(jì)術(shù)與模型試驗(yàn)相結(jié)合的辦法，利用原報(bào)廢葉輪進(jìn)節(jié)能中國(guó)電力第39卷行了通流部分改造，使改后泵的運(yùn)行效率提高了19.732%和25.186%，流量提高了2 198.2 m/h和參考文獻(xiàn):3 035.9 m2/h,電功率下降了199.47 kW和107.51 kW,而且將原報(bào)廢葉輪修復(fù)如新。[1] AJ 斯捷潘諾夫.離心泵與軸流泵[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，改造后泵的最高運(yùn)行效率達(dá)84.113% ,居國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,改后泵的年節(jié)電效益可達(dá)2070.06MW.h,節(jié)STEPANOFF A J. Centrifugal and axial flow pumps [M]. Beijing:能效果非常明顯。China Machine Press,1980.(2)電機(jī)改雙速后,通過(guò)經(jīng)濟(jì)調(diào)度每臺(tái)機(jī)組年[2]鄒節(jié)廉火電廠泵節(jié)能的途徑與措施[].水泵技術(shù).1982(4):7-9.節(jié)電可達(dá)901.44MW.h,可見(jiàn)循環(huán)水泵電機(jī)改雙速ZOU Je-lian. Energy saving apprach and measurs of pumps in thermal是一項(xiàng)有效的節(jié)能措施，也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的節(jié)能power pant[]Pump Tchnology,1982(4):7-9.措施。[3] 鄒節(jié)廉,王文永,劉衛(wèi)平,等.火電廠循環(huán)泵經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究[J].天(3)整個(gè)項(xiàng)目的年節(jié)電效益為2971.5 MW.h,折津電力技術(shù)，2003(1):50-54.合人民幣74.2875萬(wàn)元,投資回收期僅為6個(gè)月,且Z0U Jie-lian, WANG Wen- yong , LIU Wei-ping ,et al. Economical改進(jìn)簡(jiǎn)單易行,便于推廣,適用于所有的大型水泵。(4)通過(guò)采用美國(guó)生產(chǎn)的CMS2000進(jìn)行軸封改Tianjin Eletrie Power Technology, 2003(1 ):50-54.進(jìn)，解決了原盤根泄漏嚴(yán)重的問(wèn)題和泵正常情況下無(wú)法填加盤根的問(wèn)題,而且在泵運(yùn)轉(zhuǎn)中填加填料。(責(zé)任編輯李秀平)Energy conservation and optimized improvement on LW4- -25 circulating pump of 200 MW unitZHANG Wei-hong' , Z0U Jie-lian' , LIU Wei-ping', LI Qiang2，ZHOU Guo2(1.Tianjin Electric Power Research Institute ,Tianjin 300040,China ;2.Cuodian Chaoyang Power Plant, Chaoyang 122008, China)Abstract:In view of the energy saving retrofit on LW4 -25 circulating pump of domestic 200 MW unit, the flow passage can be rtofited withthe impellr out of service to increase the operation ficiency by 19.73%~ 25.19%, improve the flow by 2198~3 036 m2/h and reduce the electicpower by 199.47~ 107.51kW. Afer the implementation of double-speed retroft, the saved power of one unit is about 2 971.5 MW.h and theinvestment recovery period is only 6 months. The retrofit is easy to operate and promote, and applicable for all the large -sized water pumps.Key words: water pump; flow passage; energy-saving retroft特別報(bào)道特高壓直流試驗(yàn)基地奠基儀式在北京舉行12項(xiàng)設(shè)備指標(biāo)或試驗(yàn)性能將創(chuàng)世界第一2006年8月用現(xiàn)在的技術(shù)和設(shè)備條件，借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，10日上午,北京市建成國(guó)際- -流的直流特高壓試驗(yàn)基地,最大限度地實(shí)現(xiàn)基中關(guān)村科技園區(qū)地建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理優(yōu)化。昌平園東區(qū)迎來(lái)了一個(gè)特高壓電網(wǎng)建設(shè)的歷史性時(shí)刻。特高壓直流試驗(yàn)基地將針對(duì)+800kV輸變電技術(shù)和運(yùn)國(guó)家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞、副總經(jīng)理舒印彪和來(lái)自國(guó)行技術(shù)開(kāi)展研究工作?；匾黄诠こ逃?個(gè)部分組成?；丶铱萍疾?、中國(guó)工程院的領(lǐng)導(dǎo)、專家共同為特高壓直流試建成之后,總共將有直流試驗(yàn)線段同塔雙回電壓等級(jí)、基地驗(yàn)基地莫基。該基地占地8萬(wàn)m',將于2007年12月竣工綜合試驗(yàn)?zāi)芰Φ?2項(xiàng)設(shè)備指標(biāo)或試驗(yàn)性能居世界第1位。并投入使用。中國(guó)是世界直流輸電大國(guó),世界上最高電壓等級(jí)+800kV的直流輸電工程即將在中國(guó)建設(shè)投運(yùn)。實(shí)現(xiàn)這一世界性創(chuàng)舉,面臨著許多重大技術(shù)難關(guān),一系列課題亟待研究解決。針對(duì)我國(guó)氣候和環(huán)境的特殊性,線路電暈特性中國(guó)煤化工和電磁環(huán)境影響,以及高海拔、覆冰、重污穢等惡劣自然[HCNMHG條件下的外絕緣特性等都需要進(jìn)行深人的試驗(yàn)研究。由中國(guó)電力科學(xué)研究院承擔(dān)的特高壓直流試驗(yàn)基地的建設(shè),將緊緊圍繞公司建設(shè)特高壓電網(wǎng)的目標(biāo),充分利75方數(shù)據(jù)