热电厂循环水泵气蚀问题的分析及解决方案

区域供热2009.4 期热电厂循环水泵气蚀问题的分析及解决方案山东省工业设计院有限责任公司安传友 王群慧刘统鲁[摘要]本文根据循环水泵的性能参数、安装高度、吸水池的形状、循环水的物理特性、进水管的布置等情况,论述了热电厂中循环水泵汽蚀现象产生的原因,造成的危害及解决方法。[关键词]热电厂循环水泵汽蚀余量汽蚀1.汽蚀现象适的循环水泵型号，再根据循环水泵厂家的由于叶轮叶片人口附近液体压力小于或水泵 资料查到泵的必须汽蚀余量，设计人员等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液根据必须汽蚀余量确定泵的安装高度、泵的体就汽化，同时还可能有溶解在液体内的气进水系统等。所以厂家提供的必须汽蚀余量体逸出,形成大量气泡,气泡随液体流到叶道是否准确是很关键的;同时,各水泵厂铸造工内压力较高处时又瞬时凝结溃灭。在气泡凝艺水平有差异,叶轮材质、厚度、流线均有不结溃灭的瞬间，气泡周围的液体迅速冲入气同。有时会出现这样的情况，设计同样规模的泡凝失形成的空穴，形成强大的局部高频高.机组,循环水系统设计完全一样,选用不同水压水击,金属表面因疲劳而产生剥蚀。同时,泵厂的循环水泵,有的运行状况良好,有的却由于活泼气体(如氧气)的存在以及气泡凝结发生了严重的汽蚀。时产生的局部高温，导致金属表面发生电化2)循环水系统设计安装有缺陷:要使泵学腐蚀。上述这-过程称为汽蚀现象。不发生汽蚀必须使有效汽蚀余量大于必须汽2.循环水泵汽蚀产生的原因蚀余量。有效汽蚀余量是指泵在吸入口处,单循环水泵是热电厂的重要辅机之一,和位重量液体所具有的超过汽化压力的富裕能凝气式发电厂的循环水泵相比，更容易发生力 ,是由吸人系统的装置情况决定的。它包括汽蚀，大多数热电厂的循环水泵存在汽蚀现泵的吸入管路水力损失及安装高度;泵安装象,有的在运行两三年后发生汽蚀,有的在运地点的大气压力;吸水井流道形状及池内水行一年多发生，也有个别的在一开始运行就流状态;循环水的温度等。有汽蚀现象，造成循环水泵产生汽蚀的因素3)运行方面的问题:以两台抽凝机组热有许多,归纳起来主要有以下三个方面:一是电厂为例。大多数热电厂两台机组共用一个水泵本身的原因;二是水泵及管路系统设计冷却塔在冷却塔附近的中国煤化工方面有缺陷;三是电厂运行人员操作不当。水磊YHCNMH(方地区外界气温1)水泵本身的原因:设计人员在选择循.的变P的循环倍率,夏环水泵时,根据计算出的流量和压头,选择合季一般采用60~70倍，冬季采用40~45倍区域供热2009.4 期(Q=凝气量x循环倍率),使得冬夏季循环水量900 DN800钢制弯头:83=1.05相差很多。为了节约厂用电,每台抽凝机组配手动蝶阀(开度59):84=0.24两台循环水泵，夏季运行两台，冬季1工1橡胶接头:85=0.10备，循环水泵的流量和扬程均按最大凝汽量局部损失为:h1= S 8v2/2g=0.38m时最不利的情况计算并考虑了水泵并联运行沿程损失为(1000i =5) :h2 =0.005x7=时相互影响的因素;循环水供水管采用母管0.035m制,循环水泵为四台并联运行。当冬季两台机总的阻力损失为h1+h2=0.415m组开两台循环水泵时，由于管道摩擦损失随当地大气压力为0.1001MPa,流量的减少而减少了，这就降低了每台泵的水泵进水温度为33.0C，汽化压力为扬程，如果此时运行人员不及时减小阀门开0.00503MPa,度，水泵将会在大流量、低扬程的工况下运则水泵有效气蚀余量NPSHa为:行,容易产生汽蚀。0.1001 MPa- -0.00503 MPa (汽化压力)+0.0 163.具体实例分析MPa (水位差)-0.00415 MPa (管道阻力)=1)循环水泵系统简介:某热电厂循环水0.10692 MPa即10.692m> NPSHr 7.5。泵房设计安装5台循环水泵，实际安装并运因此水泵的安装高度不会引起气蚀现象行了4台循环水泵,共运行了18个月,运行的发生。人员发现4台水泵均有不同程度的气蚀现3)吸水井问题分析象,其中4#水泵气蚀最为严重。循环水泵由吸水喇叭口距前池壁距离为0.94m,约为某某科技股份有限公司提供，型号为600S220.855D(喇叭口进水口内径),规范推荐值为型,Q=3200m'/h,H=21m,电动机为Y450-60.75~1.0 D,大管取下限。型,P=250kW, 10kV。水泵必须气蚀余量为:吸水井宽度总体偏小，可能会造成水泵NPSHr=7.5m,即0.075MPa。吸水互相干扰,引起池内水流回旋,容易引起本工程设计为自灌式吸水,设计水位为-漩涡 ,吸人空气,加剧腐蚀。0.25m,水泵中心标高为-1.85m。4)解决方案本工程吸水井尺寸为:长度24m，宽度a.改进叶轮人口处形状:加大进口直径、5.0m,顶标高+0.35m,底标高-4.5m,有效水容加大叶片进口边的宽度、增大叶轮前盖板转积为510m)，大于3台水泵3min出水量弯处的曲率半径、采用扭曲叶片、加设诱导480m3。进水口尺寸为2.5mx1.5m,沟底标高-轮。采用抗蚀材料(铝铁青铜、2Gr13、稀土合2.5米,沟内流速1m/s。吸水喇叭口中心线距金铸铁、高镍铬合金);叶轮表面光滑,叶片流池前壁2.0m,后壁3.0m。道圆滑。循环水泵吸水管管径为D820x9,管内设b.采用高分子复合涂层,达到抗腐蚀气计流速为1.684m/s，吸水管路依次安装有:蚀及耐磨的目的，可修补流体设备的腐蚀表DN800xDN600偏心异径管,DN800橡胶接面,减小流体表面粗糙度，减少泵内涡流的产头,DN800手动蝶阀,900DN800钢制弯头,生,保护后高密度的光滑表面,提高抗气蚀的吸水喇叭口D820xD1120及喇叭口支架,支能力,提高泵效。架高度0.73m, D820x9直管段7.0米。c.在进水口附近吸水井内加导流墙,使池2)吸水管路阻力计算内中国煤化工,暗涡，避免外吸水喇叭口:81=1部空YHCNMHG偏心异径管:82=0.20d.适当关闭出口阀门,适当降低水泵流-42 -区域供热2009.4 期量,水泵必须气蚀余量NPSH,将减小,有效气汽蚀,设计人员要精心设计,保证使泵的有效蚀余量NPSH,增加，可减轻水泵气蚀。汽蚀余量大于必须汽蚀余量，安装时要保证e.运行人员增加吸水井内水位至0.00m,泵的密封达到要求，运行人员要根据实际情可减轻水泵气蚀。况灵活调节，设备厂家要保证提供的各项数f. 在每台水泵 出水口加DN125回路,接据准确无误。至水泵人口处，通过喷射器增加水泵入口压.力，以增加有效气蚀余量NPSH,减轻水泵气参考文献蚀。[1]《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94国家4.结论循环水泵的汽蚀不仅使泵的压头、流量技术监督局中华人民共和国建设部联合发布[2]<中小型热电联产工程》设计手册中国电力出版和效率明显下降,增加了维修成本,严重的时候还直接影响了热电厂的供热效果和汽轮发[3]<水处理工程师手册》化学工业出版社唐受印戴电机组的正常运行。为了避免循环水泵产生友艺等编著(上接第24页)经验,而对于我们国家供暖系4、计费透明、直观,用户可以实时查询自统的具体特点，以及具体国情来说归根到底己的热能消耗情况。不存在二次费用问题。还是带了更加复杂管理问题，使得其在我国5.系统还大大的降低了系统热表年检的的进~步推行受到了比较大的阻碍。工作量。大幅度简化了分户计量实施后的管“流温法热分配系统”通过对供暖系统全理问题。面考虑,在考虑到系统运行工况的基础上,结值得注意的是，而目前市场上的大部分合热计量的原理与热分配的形式，而提出的产品(无论是热量表还是热分配表)仅有计量一套行之有效且适合我国国情的分户计量与的概念而没有考虑到节能。而DRN系统并非节能方法。在安装和使用上有如下优势:单纯从节点处来考虑用户热计量问题，而是1、流温法系统适用于多种形式的建筑结着眼于整个供热区间，甚至整个供热区域的构。包括住宅单管系统、住宅双管系统以及地角度来考虑分户计量问题。DRN系统,首先解暖系统的分户热计量与节能的要求，同时也决了系统的受热状况问题，提高了用户受热适用于公共建筑的节能需求。的舒适度和公平性，同时提高了能源的利用2、在流温法系统中,流量系数的概念替效率,为系统节能奠定了良好的基础。在此基代了传统直接测量流量的方法，从根本上解础上,流温系数热分配法的应用，使得分户计决了转子流量计不适合我过供暖系统水质的量更加公平、合理,易于推行。问题。不仅简化了分户计量之后的管理问题,同时,DRN流温法系统,在解决系统问题还解决了由于流量计的不适应而带来的计量的基础上,实现公平合理的分户热计量,简偏差过大的问题。化系统维护管理工作,降低投入、运行成本的3、流温系数热分配法中,热计量原理的同时，还提供了能够对系统进行实时动态监应用,使得热分配的结果更加科学,且不受外控 管理的计算机管理平台，使得相关部门能界环境干扰,计量的公平性、合理性得到很大够更加及时有效的掌握系统的运行状况,用提高。热分配形式的应用,克服了分户计量与户的中国煤化工高效的供热服系统总表计量之间以及用户之间的计量偏差务，!YHCNMHG热改革的根本所过大问题。在。一43一