循环水泵节能改造技术及其应用

技术交流循环水泵节能改造技术及其应用肖兴和,薛彦廷西安热工研究院有限公司,陕西西安710032[摘要]针对200MW以下火力发电机组配套的Sh系列、Ⅺ系列和SA系列等多种系列、各种规格的单级双吸卧式循环水泵运行效率低、能耗高等问题,对数十台泵实施了节能技术改造,改造后效率提高,节能显著。介绍了节能改造的相关技术和部分改造实例[关键词].200MW机组;循环水泵;扬程;节能;技术改造[中图分类号]TH31l[文献标识码]A[文章编号]1002-3364(2007)12-0069-03200MW以下火力发电机组几乎全部采用单级(2)循环水系统形式,循环水泵的配置,循环水泵双吸卧式循环水泵,如48Sh-22型、ⅪJ48-18型、的吸入侧管路长短吸入侧水位是倒灌还是吸上,循环32sA-19型、32Sh-19型、24Sh-19型和24SA-18水泵出口至凝汽器间的管路长短,凝汽器进水压力值,型等,这些泵大多运行效率低、耗电量大,影响了整台最高用水设备的安装标高等机组的运行经济性。为此西安热工研究院有限公司(3)不同季节中循环水泵的运行方式、运行时间,对48Sh-22型等多种系列、各种规格的循环水泵进行各种运行方式下泵的实际流量、扬程和电流了技术改造,降低扬程,增加流量,使运行工况点与设(4)当地的水温、水位及大气压力。计工况点相一致,提高了实际运行效率(5)技术规范,必要时解体测绘泵壳体、叶轮、轴及密封环等零件的有关尺寸。1现有循环水泵存在的问题和要求2改造方案、设计参数和主要技术措施大多数循环水泵都与系统匹配不当,有些电厂为流量偏小,汽轮机真空低,需增加流量;一些电厂流量2.1改造方案可满足要求,主要问题是耗电量大需降低电耗;还有大型循环水泵一般体积大质量重、价格较贵如些电厂因机组配置情况发生了变化(如部分小机组果将壳体和叶轮全部进行改造,必然造成很大浪费,还关停),原有循环水泵转为向其它较大容量机组供水,会涉及地脚安装尺寸及进、出口法兰等。因此,一般情从而引起泵出力与系统匹配不当况采用部分改造方案,即:对于上述各种问题和要求,在进行改造时还需清(1)壳体不动,只改造叶轮和双吸密封环。在壳体楚以下几点:流道及吸入系统汽蚀条件允许的情况下,适当增加设(1)机组的容量类型(是否供热)不同季节的排计流量。汽量、冷却倍率和真空(2)在足以克服系统阻力和保证最高用水设备上收稿日期:2007-08-21作者简介:肖兴和(199-),男辽宁沈阳人教授级高级工程师长期从事电站H中国煤化工CNMHO能研究曾任全国泵标准化技术委员会副主任委员xiaoxinghe@tpri.com.cn[热力发电·20012技术交流水的前提下,适当降低设计扬程使运行工况点与设计泵存在的主要问题是设计参数与循环水系统不匹配,工况点一致。设计流量偏小,扬程偏高。实际运行中扬程一般为(3)泵的地脚安装尺寸和进、出口法兰直径不变,(21~22)m,流量约为13000m3/h,与设计工况点偏即基础和管路不动。离较远实际运行效率一般仅为70%左右远低于设(4)电动机不换,在增加流量时保证电动机有5%计效率左右的富裕量。实例1:某热电厂2号泵房共安装有4台48Sh-22经验证明这种改造方案在大多数情况下都可以型循环水泵和6台2Sh-19型循环水泵,共同向2台达到预期目的,而且可以缩短工期及节省资金。100MW机组、1台200MW机组和1台25MW供热机组供水。改造前泵实际扬程为22m,流量接近130002.2改造设计参数的确定m3/h,运行效率约为73%,运行电流一般为(108~110改造设计参数主要指流量、扬程、轴功率和效率A。夏季气温较高时,10台泵全部投运流量还是不足等。根据现有循环水泵存在的问题及改造的目的,可改造后在设计扬程22m时泵的流量接近15000m3/h初步确定流量和扬程,然后再全面考虑泵安装位置的运行效率达到87.7%,运行电流为(102~103)A.4台环境条件、机组运行方式、循环水系统的结构、原泵壳485h-22型泵改造后由于流量大大增加,在各个季节都体流道内的流速等等。比如要增大流量就应考虑原泵可以减少泵的投运台数,平均投运由3台减少为2.37配用电动机功率的余量吸入管路内的流速和吸入侧台。由此可节电618.1万kW·h.另外,因为各泵电流水位的变化、壳体流道允许的流量。一般来说,泵体涡至少下降5A,按全年平均运行2.37台和年运行壳流道可允许增加流量约20%左右,流量再大将导致8760h计算,可节电84.3万kWh运行不稳定,压力波动,甚至引起壳体及出水管路系统实例2:某发电公司11号、12号2台220MW机振动;在确定场程时,应使设计工况点和运行工况点相组各配3台(甲、乙、丙)48Sh-22X型循环水泵,2台一致,并同时考虑出水管路系统的长短阻力大小及最机组中的丙泵已改为双速泵(高速485r/min、低速高用水设备的安装标高,使所选定的扬程足以克服系425r/min)。根据气温和负荷的变化,1年中大约双高统阻力和保证最高用水设备上水。在确定设计参数速泵并联运行7个月,高、低速泵并联运行3个月,单时,应以1年中运行时间最长的工况作为设计工况点。高速泵运行1个月,运行效率低,耗电量大。与其它电厂同类型机组相比,循环水泵的厂用电率明显偏高,其2.3主要技术措施主要原因是泵的设计参数与循环水系统匹配不当。例为了确保改造后循环水泵的性能,叶轮设计采用如,双高速泵并联运行时,泵的扬程仅为21m,对应流相似换算法,选用可靠的高效水力模型。新叶轮既要量约为13200m3/h,与设计工况点偏离较远,效率降保持模型泵的高效型线特点,又要与原泵壳体和轴匹低,在单泵运行时效率更低。2006年~2007年对2台配。叶轮应采用树脂砂坭芯工艺,整体铸造,叶轮叶片机组6台循环水泵全部进行了技术改造,改造后各泵型线必须准确。叶轮流道表面粗糙度R≤12.5pm,流量增大到14000m3/h以上。在各种运行方式下运叶片的进、出口边按图样要求进行打磨。叶轮必须进行泵电动机的电流均明显降低,例如12号机组在双泵行静平衡和动平衡,精度不得低于G6.3级。叶轮的高速并联运行时,单泵电动机电流平均降低6A,总电材料可以采用碳钢或不锈钢,在汽蚀条件不良的情况流降低12A;高、低速泵并联运行时总电流平均降低下最好采周抗汽蚀性能好的高强度不锈钢。11A;单泵高速运行时平均电流降低11.7A,全年可节电79.61万kW·h。2台机组年可节电147.03万3循环水泵改造实例kW·h3.148Sh-22型循环水泵3.2XJ48-18型循环水泵48h-22型循环水泵广泛用于1MW、15V山中国煤化工00MW机组配套MW和200MW机组是我国电厂使用最多的大型单其设CNMHGm,效率88%。某热级双吸卧式循环水泵,其主要设计参数为:流量11000电厂8号机组循环水系统中,采用双泵并联向3台冷m3/h,扬程26.3m,效率86.8%转速485r/min。该凝器供水方式,单泵的实际流量约为11000m3/h,低[热力发电·20012)技术交流于设计值,对应扬程为25m,高于设计值,效率低于当2台泵并联运行时偏离设计工况点更远,效率更低85%。该机组所需最大冷却水量为27000m3/h,而2仅为65.25%。另外,该泵叶轮汽蚀比较严重,运行不台泵总流量只有2200m3/h,汽轮机运行真空低,机到1年叶片穿孔。为此对4台泵全部进行了改造。组不能满发,夏季尤为严重。因此对2台泵进行了改改造后3台泵并联运行时单泵流量为6696m3/h,3造。改造后单泵流量为15960m3/h,扬程22.05m,台泵的总流量达到20088m3/h,比改前增加了2214效率为90.27%(与原泵实际运行工况相比,流量增加m3/h;当2台泵并联运行时单泵流量为6984m3/h,约5000m23/h,扬程降低3m,效率提高了5.27个百总流量达到13968m3/h,比改前增加了1670m3/h;3分点)。由于流量大幅度增加使汽轮机的排汽温度下台泵并联运行时扬程为17.4m,2台泵并联运行时扬降了3℃,汽轮机负荷增加了1600kW。因流量增加程为16m;3泵并联运行时效率为89.85%,2泵并联较多,电动机电流平均增加16A,两项综合,机组热耗运行效率为86.17%,比改前分别提高了21.15和值净下降681kJ/(kW·h),折合标准煤耗下降2.3320.92个百分点。各泵运行电流平均下降了9.5Ag/(kW.h),年节约标准煤2567t年节煤费74.822按3台泵并联运行和2台泵并联运行各半年(430万元,年节运费28.242万元。同时,年增加发电量h)、机组平均负荷110MW计算,年节电174.53万1030万kW·hkW·h,节约电费40.67万元(按0.233元/(kWh)计);按高温季节3台泵并联运行4300h,真空提高3.332SA-19A型循环水泵0.6kPa(真空度提高0.645%)计算,煤耗降低32SA-19A型循环水泵是50MW机组配套泵,0.516%,可节煤942t,节约燃料费14.13万元。总在(100~300MW机组的母管制循环水系统中使用计,全年节约运行费用54.8万元也较多。该泵设计流量为5000m3/h,扬程为26m效率为90%,在一些电厂不能满足要求3.432Sh-19A型循环水泵实例1:某电厂5号机组(50MW)安装2台325A-32Sh-19A型循环水泵一般为50MW机组配19A型循环水泵,循环水系统为单元制。当单泵运行套,其设计参数为:流量5310m3/h,扬程29m,效率时扬程只有17m,此时流量约为5800m3/h。由于运84%。该型泵在大多数电厂运行效率都远低于设计行工况点偏离高效区较远,实际运行效率只有70%,值因此耗电量大电动机电流高达(95~100A(电压3000V)。改造某电厂2台65MW机组共安装4台32Sh-19A后机组满负荷工况单泵运行时,流量达到6854m3/h,型循环水泵循环水系统为扩大单元制,正常运行工况扬程为17m,效率达到87.46%。与改造前相比,泵的为3台运行1台备用,运行时泵的出口压力仅为实际流量约增加了1000m3/h,使凝汽器的冷却倍率(0.15~0.17)MPa,一般0.15MPa即可满足系统要由改造前的40倍增加到49倍汽轮机的排汽温度下求。由于泵的工况点偏离设计工况点较远,运行效率降了2.23℃,汽轮机真空提高了1.32kPa(提高真空只有60%左右。对2台泵进行改造后实测运行参数度1.35%)。按改造前1年机组发电量2.15亿kW·h为:扬程19.9m(出口压力0.185MPa),流量7023计算,年节约标准煤1229t,节约费用17.4万元(当时m3/h,效率77.8%。与改造前比较,运行电流下降2煤价141.5元/t)。改造后,在流量大幅度增加的情况A,按年运行7000h计算,年节电12.37万kW·h,折下,运行电流仍降低了6.2A,按改前机组年运行小时合节约费用2.47万元(电价0.2元/(kWh))。因流数5100h计算,全年节电13万kW·h,节约电费量增加约1000m3/h,使凝汽器真空提高了0.7kPa,2.55万元(当时上网电价0.1962元/(kW·h)。2项每年节煤2730t,节约费用27.3万元(当时煤价为100综合,每年节约运行费用约20万元元/t)。2项综合,每年节约运行费用2977万元实例2:某电发电公司1号机组(125MW)配备4台32A-19A型循环水泵投运后耗电量大运行电3.524sh-19型和24A-18型循环水泵流达(54~55)A,已接近最大允许电流。原因是运行中国煤化卫循环水泵原为25工况点偏离设计工况点较远,运行效率低。例如,当3MWCNMHG设计参数为:流量台泵并联运行时扬程为18.16m,单泵流量为59583170m3/h,扬程32m,效率89%转速970r/min,配m3/h,3台泵总流量为17974m3/h,效率为687%;(下转第75页)热力发电·200(2的」技术交流动作频率减少延长了执行机构的使用寿命,提高了控制系统的鲁棒性,一般能使空预器漏风率降低约[参考文献]10%。该控制系统作为电站锅炉的重要控制设备在[1]栾秀春李士勇.火力发电机组锅炉控制技术的新进展保证机组安全、经济运行中发挥着积极的作用。到目[J.热能动力工程2003,18(4):329-33前,该控制系统在国内外十余个电厂的近30多台机组[2]李士勇.模概控制神经控制和智能控制论[M]哈尔滨工上投入实际应用,取得了良好的经济效益业大学出版社,1998AIR-LEAKAGE CONTROL SYSTEM OF AIR PREHEATERFOR UTILITY BOILERS BASED ON FUZZY CONTROL METHODchen Bi-kunHonghaiwan Power Generation Co Ltd, Shanwei 516623, Guangdong Province, PRCAbstract: The working principles of air-leakage control systems for rotary air preheaters used already in one power plant have beensummarized, the main causes leading to air-leakage of air preheaters being analysed, putting forward a new method for realizing airleakage control of the air preheaters by using the fuzzy controller based on the language control regulations. Results of practical ap-plication show that the said system can effectively reduce air-leakage of the air preheater, making the total air-leakage rate of thenit to be reduced by 10%, providing guarantee for safe operation under full load of the unit.Key words: fuzzy control; utility boiler; rotary type: air preheater; load; clearance; air-leakage(上接第71页)效率87.3%。与改造前相比,实际流量约增加300用电动机功率380kW。某热电厂1号泵房的6台m3/h,效率提高约17个百分点。改后电流为28.5A,24Sh-19型循环水泵实际运行扬程只有22m,因实际比改造前平均降低8A.按机组年运行8760h以及运行工况点偏离设计工况点较远,运行效率一般只有年平均运行4台泵计算,全年节电236.71万kW·h,60%左右。为此,对6台泵全部进行技术改造。改造按电价0.2元/kW·h计算,则年节约电费47.342万后,最佳工况点的流量接近3600m3/h,扬程24.7m,元。RETROFITTING TECHNOLOGY FOR ENERGY-SAVINGOF CIRCULATING WATER PUMPS AND APPLICATION THEREOFXIAO Xing-he, XUE Yan-tingXi'an Thermal Power Research Institute Co Ltd, Xi'an 710032, Shaanxi Province, PrcAbstract: Directing against problems of low efficiency in operation and high energy consumption etc. for various specifications of sin-gle-stage double-suction horizontal type circulating water pumps, such as Sh series, XJ series, and SA series etc, equiped in coordination with thermal power units of lower than 200 MW, technical retrofit for energy-saving has been carried out for several tens ofpumps, After retrofitting, the efficiency of said pumps has been enhanced, having remarkable enery-saving result. The related tech-nologies and partial concrete examples of energy-saving retrofit have been presented.Key words: 200 MW unit; circulating water pump: uplift head; technical retrofit for energy-saving中国煤化工CNMHG热力发电·200126