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鏃跺僵璁″垝缃戦〉:循環水泵的增容改造分析

時間:2017-11-13 14:26:00   來源:本網   添加人:admin

脉动时空彩游棋牌游 www.mjrgi.com   某電廠有2臺125MW汽輪發電機組,均為上海汽輪機廠生產的超高壓中間再熱雙缸雙排汽凝汽式機組。2臺機組分別于1988年10月和1989年9月投產。當初設計時考慮機組帶基本負荷,因此,配置了4臺由長沙水泵廠生產的源江48I-28IA型單級單吸低速離心泵,采用并聯運行方式通過I、n母管向兩機凝汽器供水,以適應負荷、氣溫及倒換的需求,從而保證機組運行的安全可靠性。但隨著電力形勢的發展,電力已進入市場,該廠2臺125MW汽輪機組已由原來的帶基本負荷改為調峰運行,進行頻繁調峰,不僅要降負荷運行,有時甚至還要停一臺機組運行。這樣原設計的4臺源江48I-28IA型循環水泵就不能滿足當前形勢的需要,需要對其進行改造。

  1循環水泵簡介該廠3水泵房所安裝的4臺循環水泵均為長沙水泵廠生產的源江48I-28IA型單級單吸,低速高心泵,專門滿足該廠2臺125MW汽輪機組的供水需要。其設計參數如下:輸水量10860~16000T/H,揚程0.15~0.25MPa,轉速375r/min,軸功率684kW.其進口配置有型號為ZH-3000、過水量為5.5m3/h、高為17600mm的一次旋轉濾網;出口與反沖排污的單排污槽、通流倍率為1:3.04的油動二次旋轉濾網相配套。該泵所配用電機為上海電機廠生產的YL1000-16/1730型電機,功率1000kW,B級絕緣,電壓6kV,電流132A,冷卻方式采用風機空冷。兩機滿負荷時,開3臺泵即能滿足用水要求,1臺泵備用。該機配用的凝汽器為上海電站輔機廠生產的N7100-H型雙流程對分制表面式凝汽器,其循環倍率冬季為50~55,夏季為65~75,冷卻水溫為20丈~33丈,水壓為0.15MPa.該泵的特點是采用便于與電機配合布置的立式布置,占地面積小,結構緊湊;吸人口朝下,便于布置吸人管道;靠聯軸器一側,設置一道單列向心球軸承,在填料密封一側,設置一道雙列向心球面滾柱軸承,轉子的重量及軸向推力均由電機上的推力軸承承擔,水泵未設置推力軸承;由于葉輪尺寸大,又是單吸,為不影響水量,在葉輪下設置一流線型輪轂端帽;屬于高比轉速泵,以適應凝汽器及其它換熱器對水壓、水量的需求。

  2改造的原因該廠循環水泵在實際運行中,長期存在輸水量不足的情況。在夏季,由于該地區氣溫高,河水溫度最高可達34.5丈,且持續時間長(有2~3個月);枯水季節河床水位低,水量減少且時間也較長(有3個月左右)。這樣,每年約有半年時間真空偏低。同時,在夏季,由于河水溫度高,循環水量少,造成凝汽器真空低,冷油器油溫高,發電機、勵磁機風溫高,使該廠發電設備的安全運行受到了威脅。近幾年來,整個電網進人模擬市場,該廠調峰頻繁,因此,在單機及雙機運行時,為保證凝汽器真空,必需采取兩泵單機或兩機三泵的運行方式,這無疑增大了循環水泵的耗電量、耗電率,降低了機組運行的經濟性;同時,加速了設備損耗,減少了備用循環水泵的數量,降低了機組運行的安全性。

  從該廠單機單泵的實際運行情況來看,夏季冷卻水溫升約為13C左右,由此,可估算出凝汽器在該種換熱情況下的循環倍率約為42,遠未達到設計要求。因此,在目前這種真空嚴密性、冷卻水質及凝汽器堵塞條件下,要保證真空穩定在較高值的同時降低廠用電率,就必須對循環水泵進行增容改造。

  3循環水泵的改造措施鑒于目前的狀況,該廠聯系了中國水利水電科學研究院水力機電研究所,決定對與n母管直接相通的9循環水泵進行增容改造。改造的關鍵在于:在保證新泵具有與原泵相似的陡降性能曲線及相同的比轉速ns的同時,盡可能在原流量基礎上將流量再提高20003000m3/h,降低功率消耗,提高水泵的運行效率。在這一思想的指導下,該廠決定采用水力機電研究所研制的LY-24型高新技術,更換原葉輪并修改葉輪與下泵蓋之間的人口密封環及與上泵蓋軸封之間的密封環尺寸,水泵外殼、附件及電機均保持不變。

  循環水泵的改造,除了必須保證制造及安裝工藝外,對于運行而言,關鍵是能否獲得達到設計要求的流量、揚程,是否會引起電機過電流、線圈溫度超過最高允許值,以及是否能提高運行的安全性及穩定性。在制造工藝上,針對高比轉速離心泵由于通流截面增大,在同一通流斷面上因旋轉半徑相差大引起圓周速度相差大而必須采用扭曲葉片這一情況,采用葉片、輪轂及葉片兩側蓋板分別制造,再根據對稱原則對其進行組合焊接的工藝,保證了過流表面的光潔度、尺寸偏差及加工精度均符合要求;同時,新葉輪的安裝也與原泵的技術要求相同。

  通過這一改造,葉輪的進口直徑由原來的925mm增大至950mm;出口直徑由242mm增至269mm;葉輪外徑由1200mm增至1220mm;葉輪高度由600mm增至620mm.其余的尺寸也作了相應的改變,以適應原水泵外殼不變,保證尺寸符合要求,從而達到在滿足性能及比轉速要求的前提下增容的目的。

  4改造前后性能的對比技改前后由省中試所用同一方法對9泵進行了現場測試,具體情況如表1所示:表1 9循環水泵改造前、后性能指標次序工況揚程H/米水柱電機功率N/kW效率/%改造前改造后由曲線對比(見)得出:在正常的工作水壓范圍1520米水柱時,相同揚程下,改造后的循環水量增加了23763492m3/h.并且隨著揚程下降,水泵內漏流量減少;流速下降,流動阻力減小,因而水量的增加量相應增大?;謊災?,整個串聯管系清潔程度越高,工作水壓越低,流量較原泵增加得就越多,從而確保了機房內凝結器及其它熱交換器的冷卻水量,保證了夏季單機單泵的正常運行。從當年夏季及該廠11機大修期間的實際運行情況來看,9循環水泵均能正常穩定地保證單機單泵及兩機兩泵的運行,從而證明9循環水泵的改造是成功的。

  再來看揚程情況(見):從改造前后的曲線對比可得出,在流量相同(即保證熱交換器有相同的冷卻水量)的情況下,任取一個流量值13788m3/h,水壓由原來的15米水柱,升高了7.8米水柱。這對于確保了凝汽器及發電機空冷器的正壓出水,提高運行的安全性;減少加壓泵的投用時間,從而節約廠用電;提高工業水泵的人口水壓、出口水壓及水量,提高各熱交換器的冷卻水流速、傳熱系數,沖走堆積雜物,保證傳熱效果及機組各系統的安全運行等等都是有利的。

  通過中的曲線可知,改造后的泵效率在85%以上的流量范圍是9900~15336m3/h(即AQ為5436m3/h),揚程范圍是19.7~27.75米水柱(即AH為8.05米水柱);再看原泵出廠時的效率曲線:85%以上的流量范圍是m32~15264m3/h(即AQ為4132m3/h),揚程范圍是15~25.75米水柱(即AH為10.75米水柱);由此可見:新泵的高效區較原泵增大,并且在正常工作范圍內(即揚程在20米水柱以內)的效率高于原泵。實際運行檢測表明,在正常運行時,改造后泵效率由81.76%提高到90.51%.此外,隨著水壓降低,效率的提高值增大,這說明要保證新泵在高效區工作,水壓必須在一定范圍之內。

  這是因為在此范圍之內,蓋板磨擦損失、人口密封環泄漏損失以及因流量變化引起的葉輪進口沖擊損失均較小的緣故。

  在新泵的正常工作范圍之內,即水壓在17.1~ 25米水柱之間時,流量為15282~11484m3/h,軸功率為872~912kW,其中,最大功率為912kW;原泵在同一水壓范圍時,流量為12042~8748m3/h,軸功率為660~684kW,最大功率為684kW;改造后軸功率明顯增大了208~228kW.其主要原因是輸水量大幅度增大。

  再看指標表的實測值:在相同工況下,新泵的水壓、水量明顯高于原泵,而此時的軸功率增加值為136.96~ 161.64kW,較曲線值小,這說明原泵的功率損耗遠遠高于設計的功率損耗,新泵改造后,運行效率提高,功率損耗減小。

  曲線形狀及比轉速對9循環水泵改造前后的性能曲線進行測量可以得出:新泵在揚程由15米水柱增至20米水柱時,輸水量的變化量為2052m3/h;原泵的水量變化量為936m3/h.這說明新泵的性能曲線較原泵更平緩,揚程變化引起的流量變化高于原泵。

  再看比轉速,雖無設計工況下的各參數,但通過實測指標表可以得出,新泵的揚程增加幅度小于流量的增加幅度,即新泵的比轉速較原泵有所提高。

  由于在此次改造中,對人口密封環的尺寸進行了修改,填料軸封的漏水量大大減少,這在9泵改造后的實際運行中得到了證明??杉?,修改密封環尺寸,對于降低軸封泄漏水量,提高水泵的運行效率5改造后的使用情況5.1性能變化前面的性能對比已經證明了9泵在改造后,性能曲線形狀及比轉速發生了變化,針對這一情況,為保證運行的安全性,除了加強對9泵、一次濾網水位差、江水水質的監測及清洗一、二次濾網外,該廠還對二次濾網進行了換型。由于原來的油動二次旋轉濾網不但易出現損壞驅動的嚙合齒輪,電磁閥故障及排污時水量損失大等缺點,更重要的是存在排污死角,網上雜物不斷堆積,造成循環水泵出水壓力升高。所以該廠于當年九月將9泵二次濾網更換成EPF型反沖排污、電動驅動雙排污槽的二次濾網。經實際運行的檢驗,該種濾網除節電省水、不易發生故障外,關鍵是運行水阻小,排污能力強,無排污死角。

  這對于適應9循環水泵的增容改造,保證9循環水泵始終處于高效、高水量區工作是十分有益的。

  此外,由于凝汽器是循環水泵的最大用戶,而其管板及銅管易出現堵塞,因而要求運行人員加強對凝結器進出水壓、水溫及冷卻水溫升、端差等數值的監測,適當調整出水電動門并及時進行半邊清洗。

  9循環水泵增容改造后,由于水量增大,造成入口水流速增大,一次濾網前后壓差增大,這一方面要求運行人員必須加強對一次濾網的檢查工作;另一方面針對該情況,也應進行適當的改造,如:在一次濾網前安裝浮動攔污柵等,以保證運行的穩定性。5.2并聯運行情況由于9循環水泵是與7、8、10循環水泵并聯向I、n母管供水,而9泵性能曲線又與其它泵不盡相同,因此會有一定的影響。但由于兩種曲線均無不穩定的駝峰形狀,并且在運行中是不允許出現管系所需揚程大于原泵的最大揚程,因此對其它泵并無太大影響。在實際運行中,通過比較發現,改造前后其它泵的電流及出水壓力變化不大且運行穩定。

  5.3電機線圈溫度9泵經增容改造后,隨著流量、揚程的增加,電機電流增大,較改造前增加10~15A;根據線圈耗功公式可知,電流的增大是引起發熱量增加的重要因素之一,在實際運行中9泵的線圈溫度也高出10丈~12丈。與9泵相配的電機采用B級絕緣,通過查找有關資料可知,用B級絕緣材料的電機最高允許溫度為130丈,同時以往的經驗來看,降低線圈溫度的關鍵在于線圈的散熱:通過檢查發現,由于電機上導瓦的潤滑油位過高而溢油到下導瓦引起油位高,正常運行時在軸的回轉離心力作用下濺至線圈上;另外,長期運行過程中線圈上的大量積灰,都是影響線圈的散熱的原因。因此,2000年8月初,采用四氯化碳對線圈進行了清洗,取得的效果十分明顯。在當年整個夏季,氣溫36丈時,線圈溫度最高在95丈左右,與其它泵情況相同,這說明9泵經增容改造后,依然能保證電機溫度在正常范圍之內,這對于循環水泵的安全運行也是十分重要的。

  表29揚水泵馬達線圈清洗前后對照表時間泵號線圈溫度水泵運行方式清洗前9泵9日并聯運行清洗后9泵5日并聯運行6改造后的運行經濟性9泵改造后的經濟性取決于真空提高后所降低的煤耗與9泵增加的耗電所對應的煤耗兩者的技術經濟比較。

  通過對9循環水泵增容改造前后的機組真空對比統計整理得出:在機組負荷相同的情況下,凝汽器的真空平均提高了1.2kPa以上。同時,通過平時運行中的觀察可知,在其它泵倒換9泵運行后,進水壓力升高至0.01~0.011MPa,真空提高了約有1.2kPa.根據本機組的經濟指標對煤耗的影響值(每提高lkPa真空可節約煤耗2.8g/kW,h)可得出,提高1.2kPa的真空可降低煤耗3.36g/kW.h.以9泵年運行時間6000小時進行計算,則每年因提高真空1.2kPa所節約的標準煤耗量為2018噸,按標準煤單價327.10元/噸計算,可節約人民幣60.0088萬元。

  由于9泵經增容改造后出力提高,單泵便可保證單機運行的穩定性,按原來的兩泵單機每年運行90天進行計算,可節電0.8x30x24x3x1000 =1728000kWh,每千瓦時售電按0.15元計算,每年h,折合人民幣元,9泵改造后產生的經濟效益為60.0088+25.92-8.9=76.95萬元。

  9泵經增容自改造運行以來,流量、揚程明顯升高,水泵性能穩定,有推廣應用的價值;而每臺泵改造后經濟效益的提高,更是十分誘人的。

  簡訊。

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