循环水泵叶轮叶型优化改进

内蒙古电力技术2012年第30卷第6期INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER循环水泵叶轮叶型优化改进周文华,高健,师斐,张凤玲,卜志远(北方联合电力有限責任公司包头第三热电厂,内蒙古包头014060)摘要:包头第三热电厂1号、2号机组循环泵因设计上存在缺陷,因此对两台机组4台循环泵进行改造。但改造后发现1号机组循环水流量仅30769Ⅶh,小于凝汽器设计流量36515Uh;且1号机组循环泵运行电流及耗电率均大于2号杋组;在同等负荷条件下I号机组真空值比2号机组低2kPa,因此,造成1号机组循环泵电耗和发电煤耗较高。对1号机组2台循环泵叶轮叶型进行优化,制造新叶轮,重新确定叶型角度,将叶轮前盖板外移,縮小叶轮外径。优化后,循环泵耗电率下降0.08个百分点,年节省费用28.41万元,效益显著。关键词:循环泵叶轮;叶型优化;耗电率;电机电流;循环水量;循环泵出口压力文獻标志码:B文章编号:1008-6218(2012)06-0085-03Circulation Water Pump Impeller Blade OptimizationImprovement and applicationZhou Wenhua, Gao Jian, Shi Fei, Zhang Fengling, Bu ZhiyuanBaotou Third Thermal Power Plant, Inner Mongolia Baotou 014060)Abstract: Baotou Third Thermal Power Plant No I and No. 2 units circulation pump fordefective designs, the two sets of four circulation pump were reconstructed. But after thetransformation found unit I cycle water flow was only 30 769 t/h, less than condenserdesign flow(36 515 th), and unit 1 circulating pump running current and powerconsumption rate was greater than unit 2, under the same load conditions, No. 1 generatorset vacuum value lower than unit 2 vacuum value by 2 kPa. Therefore, created the unit Icirculating pump power consumption and power generation coal consumption was higher. 2sets of circulating pump impeller blade of Unit one were optimized, making new impeller,determining the blade angle, impeller front cover offshoring, reduced impeller diameterAfter optimization, circulating pump power consumption rate dropped by 0.08%, saved cost284 100 yuan, benefit remarkable.Key words: circulating pump impeller; leaf type optimization; power consumption ratemotor current; circulation water; circulating pump exit pressure引言当前,对于火电机组循环冷却水系统优化运行的研究相对滞后,已严重影响了机组运行的整体水循环水系统是火力发电厂一个独立的、对机组平。本文对包头第三热电厂300MW汽轮机组循环经济性有较大影响的系统。循环水系统的优化运泵的改造措施进行探讨,以期改善循环水泵的运行行调整,对于降低厂用电率、促进节能降耗、提高电水平,提高机组的运行经济性。厂运行经济性具有重要的意义。中国煤化工收稿日期]2012-07-24CNMHG「作者简介周文华(1975—),男,河南人,助理程师从事火力发电厂汽轮机检修L作内蒙古电力技术2012年第30卷第6期1设备概述以增大叶轮过流通道,同时缩小叶轮外径降低扬程。新叶轮采用 ZG1 Cr18NT不锈钢。包头第三热电厂2×300MW汽轮机机组配备了31.2循环水量计算4台循环泵组每台机组2台。循环水系统为闭式供在管道上安装流量计以计算一个工作周期内水方式,冷却方式为自然通风冷却塔冷却,水源为的循环水量。一个工作周期的设计水量一般比实白来水和城市中水。循环水用户主要有凝汽器、主际循环水量高其主要原因是整个循环系统管道内机润滑油冷油器,同时,系统为开式循环冷却水提积累的水垢可影响其流量。做这一试验的同时测供水源。1号、2号机组循环水系统可以进行切换,算循环水的pH值,从而确定有效的除水垢方式,减互为备用。小管道阻力,达到最佳循环水量。3.13测量循环水系统管道长度及直径,分析管道2存在的问题特性测量循环水系统管道长度及直径的主要目的包头第三热电厂1号、2号机组循环泵因在设计是判断是否与设计长度、直径相同。管道长度与管上存在缺陷,单台循环水泵运行时流量低于设计道直径是影响循环水流速、流量的主要原因。值导致凝汽器冷却效果较差,凝汽器真空度降低,3.14循环水系统与设计参数的匹配分析影响了机组的经济运行。通过对循环水泵通流部通过工业试验计算循环水泵是否存在以下问件分析,包括叶型设计、几何参数的合理匹配、变工题况特性、叶轮出口高速水流向壳体内优化集结等关(1)水泵的运行效率是否偏低键技术问题,发现循环水泵叶形及叶片角度对循环(2)运行工况是否偏离设计工况;水流量、效率影响较大+”。为此先后对2台机组4(3)循环水泵的通流部分是否合理;台循环泵叶轮进行了技术改造。但改造后发现1号(4)循环水泵的配置是否与主机运行适应;机组的2台循环泵仍然存在以下问题(5)电机功率是否选择适当。(1)循环水流量只有30769h,小于凝汽器设通过工业试验找出上述问题主要原因后,再根计流量36515th据周期循环水量、水密度、水量流速、管道直径确定(2)循环水泵运行电流及耗电率大于2号机组最佳的循环水泵运行参数及其排列方式,从而达到循环水泵,2号机组循泵电机电流高速运行时约最节能、最经济的优化效果。153A,低速运行时只有110A;而1号机组电机电流32改造后主要技术参数较高,高速时约176A,低速时约125A。改造后1号机组循环水流量提高至20000th,(3)在同等负荷条件下1号机组真空度比2号真空度比改造前提高2kPa。改造后循环泵的主要机组低2kPa。技术参数见表1、表2。对改造后的循环泵绘制了循对比1号、2号机组循环水泵叶轮改造相关数环泵的性能曲线(见图1)。据,1号机组循环水泵叶轮叶片出口角度较2号机组循环水泵大,人入口角度小,即1号机组循环水泵叶轮表1双泵运行时改造前后技术参数对比叶片角度不合理。为此需要进行进一步改造。1号循环泵2号循环泵项目电流/A出口压力MPa电流/A出口压力MPa技术改造改造前1810.260.26改造后1553.1技术方案注:1)179A为高速运行时的电流,125A为低速运行时的电流。3.1.1改造内容表2单泵运行时改造前后技术参数对比经分析研究,决定此次改造只对叶轮进行更1号循环泵2号循环泵换。重新确定循环泵叶型的角度,并制造新的循环项日电流/A出口压力MPa电流/A出口压力MPa泵叶轮,原有水泵泵体和其他部件仍用原有泵组设中国煤化工备。新叶轮重新设计后,叶轮入口角度较改造前增改造后CNMHG 0.9加1°,出口较改造前减小1°。将叶轮前盖板外移,注:1)175A仃时的电流,125A为低速运行时的电流2012年第30卷第6期周文华,等:循环水泵叶轮叶型优化改进87改进后的泵改进前的高速泵H-Q曲线泵HQ曲线阻力曲线5.40m3/s5.56m/s17.62m400080001200016000循环水流量Q(m3h-)图1改造后循环泵性能曲线4效益评价表3改造后1号、2号循环泵试验数据运行方式双泵高1号泵高2号泵高2号泵低通过对1号机组2台循环泵叶轮叶型的优化与速运行速运行速运行改进,1号机组循环水流量提高约29%,轴功率下降电流下降值/A26/23约5%,电机电流下降5%。系统优化后运行良好,达出口压力下降值MPa变化不大0040.04到了节能降耗的目的。改造前0.61满负荷对改造后的2台循环泵进行试验试验数据见表改造后0530.300.290.22耗3。按照年平均循环泵耗电率下降008个百分点、电70%负荷改造前087049049035年利用小时为5000h计算,节约电量1200MWh/a改造后075每年节省费用2841万元。改造前0010.560%负荷造后0880.365结语节电量/(kWhh4)230147循环水泵是电厂重要的辅助设备,其运行情况参考文献的好坏直接决定机组能否正常、安全、经济运行。[韩中合,田松峰,马晓芳火电厂汽轮机设备及运行M-北包头第三热电厂通过对1号机组循环泵叶轮叶型的京:中国电力出版社,2002:81-106.优化改进,从根本解决了该机组泵运行效率低、电2]黄宝海,白玉,牛卫东汽轮机原理及构造M]北京:中国耗高等问题,提高了机组的运行经济性电力出版社,2002:55-63热力发电厂的循环水泵耗电率在厂用电率中3]郑体宽热力发电厂M]北京:中国电力出版社,2001:占有相当大的比例,同时循环水泵性能的优劣对凝汽器真空影响较大。怎样评估循环水泵的选型,对4]徐灏机械设计手册M]北京:机械工业出版社,20010设计阶段的待建机组和有技改意向的已发电机组5]孔珑T程流体力学M北京水利电力出版社,1995:6,都是一个重要的研究课题。包头第三热电厂循环水泵叶轮改造的成功案例为使用同类型循环水泵6]王立新提高循环水泵效率的改造措施J内蒙古电力技的同类型机组的节能改造提供了可借鉴的经验。术,2009,27(1):30-33编辑:张俊英中国煤化工CNMHG