采用三元流高效节能泵对余热发电站循环水泵的技改实践

资源.环保张爱荣.等:采用三元流高效节能泵对余热发电站循环水泵的技改实践中图分类号:TQ172.625.9文献标识码:B .文章编号: 1007-0389(2012)06-72-03采用三元流高效节能泵对余热发电站循环水泵的技改实践张爱荣,靳军(淮北矿业相山水泥有限责任公司,安徽淮北235043)摘要: 相山水泥公司众城厂区4.5MW余热发电汽轮机组二台循环水泵的实际运行功率均是额定功率的91%左右,在合理的范围内,但还没有达到最佳效率。为此,该厂 使用三元流高效节能泵对其进行了技改,介绍了该高效节能泵所涉及的关键结构及技术概念以及改造实施内容。经技改后,两台水泵年节约电量约32.5万kWh,平均节能效率在25%以上。关键词:循环水泵;功率;额定功率;三元流;高效节能泵;叶轮Experience of renovating circulating water pump with three- dimensional flow energy- efficient pumpZhang Airong,Jin Jun(Huaibei Coal Mining Group Xiangshan Cement Co.Ld.,Huaibei,Anhui,235043)Abstract: Real running power of the two circulating water pumps in the 4.5 MW waste heat power generation steam turbine in Xiang-shan Cement plant Zhongcheng Field was 91% of rated power, which was within reasonable range, but not the optimum efficiency,sothe plant replaced the old pump with three- dimensional flow energy-fficient pump, and the key structure and technology idea of thenew pump were introduced as well as the renovation content. By the renovation,the two pumps can save power at 325 000 kWh a yearand the average energy-efficient rate is above 25%.Key words: circulating waler pump:power;rated powerthree adimentional flow;energy -ffient;ipeller1系统现状 .相山水泥公司众城厂区有2条日产熟料分别为H|1 100t和1 300t熟料的干法回转窑生产线,其2台窑的两路余热主蒸汽管道并联,用-套4.5 MW余热发H电汽轮机组发电,所用循环水泵技术参数如表1。一般设备在选型时,实际运行功率要小于额定功率,也即要有一-定的能力储备。从表1可知:二台水泵的实际运行功率均是额定功率的91%左右,即客未实现满负荷运转。这种情况虽然在合理范围内，Q图1水泵的工业利用区但水泵工况点偏离最佳效率区。表1中的实际功率与实际电量数据为现场水泵从表1可知,二台水泵的实际运行功率均是额实际运行时,根据公式P=√3IUcosφ计算出的实.定功率的91%左右,满足水泵工业利用区η≥际功率值。为保证水泵运转的经济性,水泵应保持(0.85~0.9) 7max的要求，在合理的范围内,但还没在一定效率下运转。如图1所示，工作点M(水泵特有 达到水泵工况效率η趋近于7max的要求,也即最性曲线与管路特性曲线的交点)被限制在图示斜线佳效率区。遂决定于2011年2月使用三元流高效节所规定的范围内,这个范围叫做水泵的工业利用区，能泵对其进行节能技改并获成功。-般按公式(1)确定。2高效节能 泵所涉及的关键结构件及其技术概念η≥(0.85~0.9)mmax(1)式中，η - -水泵的运转效率(即水泵运转时工作点所传统的离心水泵工作时,因水泵的叶轮高速旋对应的效率); 7max一水泵的最大效率。转在叶轮的吸水口处会形成涡流,而涡流的产生消表1循环水泵的技术参数铭牌流量铭牌扬程额定功率 实际功率额定电流实际电流 实测压力 实际电 量项目备注(m'.h")kW中国煤化工- kWh余热电站水泵126026132120MYHCNMH G950400 1用1备地下泵房供水系统水泵200504541324720 1用1备实际电量是以每年平均开机330d,每天实际开机24h为基准进行计算的-72-水泥工程3012年第6期资源.环保张爱荣,等:采用三元流高效节能泵对余热发电站循环水泵的技改实践这就在设计.上阻碍了泵效率的提高。技改部分车间2.2.2 “射流-尾迹”三元流动5导最早在航空用离心压气机中,用激光测速技术地面3m观察到“射流一尾迹”现象(如图5)。弧状弯曲线dh和cg分别代表两个相邻的叶片,cd为叶片进口边，回水管20m .hg为叶片出口边,W1和W2分别为叶片的进、出口图6余热电站水泵布局流速,且都是不均匀的。l是流动分离点,htv即是尾通往地面水池迹区,是一些低能量流体组成,类似一- 个旋涡。cd-og则是射流区,可视为无粘性的位流区,可按通常Im生I Im的三元流计算。昂、 3.Sm通主5m眼阀门、止回阀B\技改部分图7地下泵房水泵现场布局V1(1)根据实运工况,把原余热电站132kW循环水泵更换成功率为90kW的三元流高效节能水泵图5射流- -尾迹模型(不更换电机) ,并配置RCCH350BIF稳流装置;此改关于尾迹区的计算,目前还没有准确的方法,只造方案预计节电率在25%以上。把原地下泵房能依靠半经验的方法加以计算。研究表明,由于黏45 kW的供水循环水泵更换成功率为30kW的三元性和压力梯度的存在,泵轮出口沿叶片吸力面及前流高效节能水泵,同时配置RCCH150AIZ稳流装置;盖板表面都会有流体的脱流而形成“尾迹”区,这不预计改造后的节电率在26%以上。但消耗了有用功，降低泵效率,而且由于流道的堵(2)因这二台水泵的管网布局合理,冷却塔运.塞,使流量减少。这些都是- -元流动理论无法预测行工况稳定,故无需改动。和分析的,只有通过“射流一尾迹三元流动”计算才(3)由于图6,图7所示的两个系统进、出水口能得出定量分析,这样才能使我们通过改善叶轮内有阀门，改造时无需放空循环水,也不需要改动阀流动状态,减少进口冲击和出口尾迹脱流等损失,使门,改造作业只局限在泵房内进行,不影响正常生产泵效率真正得以提高。按此设计的叶轮也就能更好运营。地满足工况要求,效率显著提高。根据上述方案,公司于2011年2月对2台水泵进行了节能改造实施并获成功。技改前后技术参数3水泵的现场情况与技改实施见表2,按照表2实测数据的计算确认,这二台水泵二台泵的现场位置情况见图6和图7,具体技改的节能技改节电率达到了25%以上。方案如下。表2二台水泵技改前后情况对比功率流量扬程实际电量年节约电量 节能率水泵名称时段高效稳流装置kW(m'.h")kWh%余热电站水泵改前132126026RCCH350BIF950400237 6002:改后91 260712 800地下泵房供水循环水泵4200中国煤化工0_50__HCNMH G712026.8(下转第76页)-74-水泥工程2912年第6塑资源.环保刘永杰:汽轮机调节保安系统故障分析与排除变电液转换器输出的二次油压来实现调节汽阀的调z掉。经电工仔细排查电器元件和接线,发现停机电节。在稳定工况下,错油门滑阀下端的二次油作用磁阀接线松脱。紧固该接线后,系统恢复正常。力与上端的弹簧力相平衡,使滑阀处在中间位置,滑2.6福伊特DSG -B07112压力变化阀凸肩正好将中间套简的油口封住,油动机油缸的在一次大修投运后,发现输出信号压力偶尔改进、出油路均被阻断,因此油缸活塞不动作，调节汽变或周期性的以低或高频率和幅度变化。分析认为阀开度保持不变。若工况发生变化,二次油压变化，可能的原因有:空气进人到液压部件导致压力变化;滑阀的力平衡改变使滑阀发生移动,油动机活塞动负载以及特别是在比较高的输出信号压力下,--个作,改变调节汽阀开度,机组负荷变化。负荷调整完比较低的输人压力导致压力变化;污染的压力流体成后，滑阀又恢复到中间位置,相应汽阀开度保持在引起的控制活塞处的摩擦增大,从而导致滞后现象新的位置,机组也就在新的工况下稳定运行。和压力的变化;电源不足或者转换器里控制电流的根据图1原理图判断,造成二次油压波动及油扰动;等等。经查主要是大修后油液遭到污染、油质动机和调节汽阀晃动情况可能有六种原因。具体不良造成的。随后购置了新型滤油机,对运行中的为:一是单向阻尼阀调节不合适;二是油动机活塞衬油进行循环过滤,尽最大努力保证油质合格,为整个套存在大量磨损,造成活塞上下相通，底部油压减系统的稳定运行做好工作。少,从而油动机产生晃动;三是油系统中存在空气，3结语空气会使油压产生波动;四是当错油门滑阀凸肩不能完全堵住对应的压力油的进油口或泄油口,会导(1)汽轮机调节、保安系统运行工质为透平油,致滑阀不停地做往复运动,使油动机油缸不断处于其清洁度是汽轮机可靠运行的前提和保证。工作中进油和泄油两种状态,调节汽阀随之晃动;五是错油必须注意油的清洁度,防止污染,并建立油定期化验门零位未对准;六是电液转换器受到电磁干扰等。制度,-一旦发现油质不合格,必须进行过滤或换油。现场经拆卸发现,是错油门滑阀凸肩磨损造成。由(2)调节、保安系统涉及到机、电、液压和热工于维修条件所限,更换了新的错油门,故障现象排等多个专业,其故障的查找和排除是一个难点。在.除，调节汽阀运行比较稳定。故障分析中,使用多种方法综合判断,将会大大缩短2.5速关油不能卸掉故障排除时间。速关油不能卸掉,这与停机电磁阀、停机卸荷(3)做好故障判断工作的根本在于熟悉设备及阀、调节油切换阀有关。分析其原因可能是检修环系统的工作原理、结构、操作方法,在实践中不断总境不清洁;密封件老化脱落;油对油箱管道内壁上结经验,深化认识,根据其工作、变化的规律进行分有机物的溶解和剥离;以及金属间摩擦所产生的金析和判断,为机组的安全运行提供保证。属碎屑等。因这些都可能使杂质直接进入油中,使(编辑:刘翠荣)(收稿日期:2012- 04-10)油源清洁度恶化而造成以上阀的卡涩。另外输人电源故障、控制器模件故障;输人、输出接口模件故障;控制、反馈信号回路短路、断线及接触不良等等,也都有可能造成阀不工作,从而导致速关油不能卸(上接第74页)3 000 kWh计算,二台水泵系统的技改还能获得节4结语省标煤约108.24 t和减少粉尘排放约88.4 t的间接相山水泥公司众城厂二台水泵采用流体输送高经济效果。即可获得可观的经济效益和社会效益。效节能解决方案一即采用“ 高效稳流装置.三元流高效叶轮"等实施的节能技改是成功的。经技改后,[作者简介]张爱荣,女, 37岁,机电工程师。现任淮北矿业这二台水泵系统每年可以节约电量约32.5万kWh,相山水泥有限责任公司机电科科长、研究方向:水泥机械。平均节能效率在25%以上(实际情况会随使用时间中国煤化工不同有一定出人)。按照现有电价计算,直接节电经YHc N M H G日期2011-08 29)济效益约为19.5万元。此外,按每吨标煤可发电-76-水泥z程2012年第6凯