永济热电厂32SA-19A型循环水泵节能技术改造

第34卷第9期中国电力Vol. 34.No.92001年9月ELECTRIC POWERSep .2001发电转代永济热电尸32SA-19A型循琊水系节能技术欧造Energy-saving Retrfit of 32SA- 19A Type Circulating Water Pumpin Yongji Cogeneration Power Plant肖兴和1 ,佛铁梁,肖秀媛',胡孟国”,王明月2，柴普云”,李建设2(1.国家电力公司热工研究院,陕西西安710032;2.山西省电力公司永济热电厂,山西水济044500)摘要: 针对永济热电厂32SA-19A型循环水泉设计参数与循环水系统匹配不当、运行效率低、耗能高等问题，提出改进方案及改进设计参数;重点介绍改进叶轮的设计方法及加工工艺，并对改造后的性能试验结果及经济效益进行分析。关键词:循环水泵;设备改造;增容;节电Abstract: lmproper matching of design parametens with circulating water system，low operation eficiency, anhigh energy consumption elc. problems existed in the 32SA-19A lype circulating water punps in Yongji Cogenera-tion Power Plant. For this reason. the improverment scheme and modified design parameters were put forward,and the pumps were accordingly rfited. The paper laid the stres on introducing the inmprovements of impellerdesign and fabrication technology. and analyzed the perdformance lesting resuls and economie benefit aferretrofting.Key words: eirulating waler pump; retrofit; uprating; electricity-saving中團分类号: TK223.5"2文献标识码: B文章编号: 1004-9649(2001)09-0023-03永济热电厂5号机装有2台32SA-19A型循环稳,振动及噪音都比较小，运行流量明显增大.运行水泵,其主要设计参数为:流量5000 m/h、扬程26电流明显降低。为全面考核改进泵的性能及实测节m.轴功率393kW.效率90%、转速730r/min;化用能效果，于2000年9月木和10月中分别做了1号电动机额定功率440kW.额定电压3000V、额定电泉的性能试验和新.1旧泉对比节能试验.结果表明改流107 A。运行情况表明该泵的设计流朵偏小。设计造后实际流最增加约1 000m/h.凝汽器真空提高扬程偏高.与循环水系统匹配不当。按5号机原设计了1.32kPa, 泵的运行电流下降了6.2 A.经济效益方案是采用2台泵并列运行，在此工况下各泵的出十分显著。口压头较高、流量较小、总耗电量大、运行很不经济。- 般情况只要真空不低于- -81kPa即运行1台泵。但1设计及加工工艺当1台泵运行时泵的扬程还不到17m,远低于设计扬程。由于运行工况点偏离设计工况点较远.实际运1.1 改造方案及设计原则.行效率只有70%左右。因此耗电量大，般运行电图I为32A-19A型循环水泵。大型循环水泵一流为9S~100A。为提高运行经济性,永济热电厂与般都体积大、质量重、价格较贵。如果为调整其性能热工研究院共同对这2台循环水泵进行了改造。改参数和提高运行效率而将叶轮和元体全部进行改造的目的是适当增加设计流量、降低设计扬程,使运造.势必造成很大浪费.而且也给现场安装带来极大行工况点与设计工况点相一致，提高运行效率。另.不便。这种方案由于现场T.作量大、投资大、回收时外.流量增大后可尽量减少双泵并列运行时间,甚至间长,现场难以接受,也不容易推1”。鉴于这种情况，可以做到今年只运行1台泵，以获得更大节电效果。即志体不动出动机不换，改进泵于2000年8月投人运行后- .直运行平只改造叶中国煤化工中方案完全YRCNMHG收稿日期: 2001-04-10; 修回日期: 2001-06-13作者简介:肖兴和(1939-),男,辽宁沈阳人。高级工程师(教授级),从事火电厂水泵凝汽器、抽气器等辅机研究T.作。2001年第9期中国电力第34卷发电技术可达倒预期日的。而且川缩短上期及大大节省贸金.上艺;(2)叶片用金属榄(铝模)造型:(3)益板内侧及这次改造确定的原则是:(1)在元体流道及汽蚀条轮般流道部位的则我用胡板检查，叶片模具的工作件允许的情况下.尽品增加流量。(2)在保正足以克面及背面的型线用社向样板检查，阳个轴面一对样服循环水系统阻力的前提下，尽量降低扬程,(3)架做:(4)必须保证叶片工作面型线与图样相符。最人的地脚安装现寸和进，出口法兰直径不变,即基础和误差 不得超过(.Sm.叶片服度按图样制做。允许管路规 不动，改进叶轮和密时环:<4)电动机不误於为叫片图样相应仰置厚度的+5%;(5>流道部位换。0.流品10加的情况F.原展所化电动机小能过负必狮打磨.表面机糙度Ras25pm叶片的进出口边荷,而且至少向有59&以1:的富裕量、打磨整齐,进口边圆弧半径为R5:(6)川轮进行静平衡校止，精度为(6.3级;<7>叶轮必须进行历平岗试验，精度不得低于(6.3級，试验转速为730 r/min.2试验结果及分析2.1试验情况简介1号改进泵的试验分2次进行，2000年9月29日做r性能试验，试验在土机停运情况下进行.循环水泉的排水丝凝汽器两侧管束后流回水塔。试验时按泵的出11压力调整各试验1况点流量，即逐渐开大亲的出口阀,将各工况点的压力依次调整到0.18.圈1 32A-19A 型循环水泵0.16.0.14和0.12 VPa左右，共进行4个上况点测试(见表1中1况1-4): 因为试验时土机停运,所有1.1.2 改进设计参数ψ冷却设所的冷却水都关掉了，所以试验压力没自根据上述原则，确定杂改造的主要设计参数;流做到机组正常运行时的最低压力。表1中第5工况显(=6 400 m?/h;扬程H-18 m;转速n=730 r/min;点的数据是借用第2次对比试验中测得部分数据整轴功率Pu=373kW;效中η≥84%理的。但因任对比试验时没有按梢济m相瓦特表.所1.3 叶轮设计方法简介以电功率没有轉出。因此也没有计算出泵的效率值，叶轮的设计不用相似换算法，选用可罪的高效为计算泉改造后的经济效益，于2000年10月水力模型，因为这次改进要求壳体不动。只改进叶轮16日又做了第2次试验.即将已改造的I号某与当和闸时环。所以叶轮的设计受到原泵壳体几何尺小时尚未改造的2号杂进行对比试验。试验时主机尽及流体力学特性限制。新叶轮既要保持模型泵的高量带最人负荷运行.1.2号泵的出口阀门均伞开，先效型线特点，义安宁原来壳体匹配得当因此设计难进行1号泵试验,待负荷稳定后开始记录。共记录5度较大。在设计时采用特殊设计方法，即以相似换算次。然后立即切换成2号聚达,进行2号架试验，法为钻础.经初步换算得到叶轮的轴面尺小后。根影同样记水5次。在2台泵切换试骑时,尽量保计主机完体和轴的尺寸对叶轮进颈部肖桂和轮毅直径进负尚、主燕汽量和土蒸汽参数不变。此外.除进行切行必要的修正:修正时妆厕提高杂的抗汽独性能，在换操作外,其他一切都不改变 :在2台泵试验时记录意加大了叶轮的进口过流而积。修正后是否合理还的金数有士机负简、主族汽流量、主蒸汽压力和温要进行仙面液流过水断面面积变化规律检查和力格度.排汽温度.凝汽器真空、水珙主水槽水位及循环:网流线检查.如果发现不合即现象再重新修正,修正水杂电机电流和出口压力等后内检在.直至合理为止实践证明这种没计方法足在进行泉的性能试验时所用仪表均为0.5级以成功的.，t的精術仪表。在对比试验时除条的进。出口压力1.4叶轮和密 封环的材料外,其它谷数都用集控室的运行表计测量。因为1.2原泵的叶轮和密封环均是铸铁的，考虑到改进号架试验的条件和所用仪表完伞相同，所以对比试后紧提高效率.提高抗汽蚀性能和延长使用寿命,这验的结果是可信的。试验方法及数据整邢基术上参.次改进叶轮的材料选用涛钢ZC230-450.術封环的中国煤化工、混流泵.仙流某材料选用铸铁1T2001.5叶轮加工工艺MHCNMHG叶轮加工士要工只要求如下:(1)采用整体铸造改进杂性能试验的结果列于表1.1.2号系对比第34眷永济热电厂32SA- 19A型循环水泵节能技术改造2001年第9期表1改进泵性能试验数据汇总表泉运行时与2号泵运行时相比较:汽轮机的排汽温试验工况度下降了2.23 C,凝汽器真空提高了1.32kPa。这名你是因为汽轮机的排汽量约120t/h，各种冷却设备泵出口压力p:/MPa0.185 0.162 0.1420.123 0.114所需的冷却水总量约I000l/h,循环水泵流量增加泵人压力p/MPa.0117 -0.0148 -0.0169 -0.0184 -0.050 .了I000m/h.相当于循环冷却倍嘲由改进前的40循环水温度1/C .19.6 19.919.9 19.7 16.1倍提高到49倍、另外,当1号循环水泵运行时水塔循环水密度p/kg.ms998.3 998.3 998.3998.3 998.9主水槽的水位较2号泵运行时增高了I1em.这也出口压力表标离Z/m 2.322.322.32 .2.32 2.32足以说明泵改造后流最大幅度增加了。泵出口流連Wym-s+ 5.067 5.650 6.078 6.466 6.714泵改造后运行上况点与设计T.况点基本一致,泵人门流速V/mrs'2.857 3.190 3.4303.645 3.785出入口动压头差H/m 0.892 1.108 1.2831.454 1.567因此实际运行效率比改进前大约提高厂17 个百分泵扬程H/m23.30 21.48 19.83 18.12 17.05点。山此而产生的效益是在流量大幅度增加的情况泵流量Q/m'.h='5162 5760 6192 6588 6854下运行电流却下降了6.2A(见表2)。综上所述.循.泵有效功率P/kw327.22 335.75 334.03 324.74 318.13环水泵改造后真正达到了增容节电的日的。电动机输人功率417.06 413.28 413.73 403.56P_/kW电动机效率η。/%)293泵改造 后的经济效益泵轴功率Pa/kW383.70 380.22 380.63 371.28泵效事η/%85.28 88.30 87.76 87.46泵改造后的经济效益分以下2项计算:(1)根据对比试验结果，当1号泵运行时凝汽器的真空度提表2 1 号泵与2号泵对比试验结果高了1.35%。按统计数据和热平衡计算.水济热电厂汽轮机组凝汽器的真空度每提高1%，煤耗书约下1号泵2号泵参数名称差值降4.235g(kW.h)。如以1999 什度5号机的发电325A-19C;32SA-19A量2.1494化kW.h和同年的标准煤单价141.47主机负荷/MW47.8主蒸汽流量/1h'207.42207.0403元/计算,则年节约标准煤为1228.871, 相当于年主蒸汽压力/MPa .9.289.200.08节约燃料费为17.385 万元。(2)冉以5号机1999年主然汽温度/C530.8531.00.2度的运行小时数5 105h和同年上网电价0.196 2排汽温度/心44.2146.442.2.元/(kW.h)计算,按全年投运I台泵方式考虑.则循凝汽器真空/hPa88.30-86.98大气压力/kPa98.20.0环水泉的年节电量为13.016 万kW.h，相当于年节真空度/%89.9288.5735约电费2.554万元。以上2项总和为19.94 万元,即水塔主水糟水位/cm11910815号机循环水泵改造后每年可节约资金19.94 万元。循环泵电流/A91.097.2泉出口压力/MPa0.1140.012泵入口压力/MPa .-0.015-0.0120.0034结论试验的结果列于表2.(1)循环水泵改造后在设计扬程18m T况点泵.根据表1试验数据，第4工况点的泉扬程为的流量为6 588 m/h.比设计值6400m2/h增大18818.12m.与设计扬程18m十分接近,基本.上为设计m2/he该点的实测效率为87.46% .比设计值84%高上况点:该工况点的流量为6588 m2/h,比设计流量3.46个百分点因此主要性能指标全面超过设计值。6400m/h增大188m'/h。该上况点的效率为(2)当主机带基本负荷运行时,改进泵的流量达到87.46% ,高于设计值(84%)3.46个百分点。因此各项6854m/h,比改进前增加约1000m/h.使凝汽器冷主要性能指标均已超过设计值.改造是成功的。却倍率由改进前的40倍提高到49倍，因此汽轮机原泵设计工况点的流量为5 000m'/h，设计扬排汽温度降低了2.23C，凝汽器真空提高了1.32 .程为26m,设计效率为90%。但在永济热电厂循环kPa。(3)由 于改进泵的运行上况点与设计上况点水系统中单泵运行的实际扬程还不到17m.即运行致,使运行效率提高约17个百分点。因此在流量大T.况点偏离设计工况点较远,因此实际流量约为幅度增加的情况下，泵的运行电流反而卜降了6.25 800m?/h,实际效率低于70%。泵改进后在机组带A。(4)泵:流下降.使基本负荷运行时泵的扬程约为17m(表1中第5工5号机年节中国煤化工效益十分况点),此时泵的流量为6854m2/h,较改进前增加显著。YHCNMHG约1000m/he这一点可从对比试验时排汽温度凝汽器真空及水塔主水槽水位的变化得到验证。1号(责任编辑孙家振)●