熱電廠水泵經(jīng)濟運行措施探討

劉建智

摘 要：水泵是電廠中的主要輔助設(shè)備之一，也是電廠的耗能最多的設(shè)備，它的經(jīng)濟運行，直接影響到電廠運行的經(jīng)濟性。該文根據(jù)結(jié)合元寶山發(fā)電廠多年運行中水泵運行管理經(jīng)驗，對水泵的幾項關(guān)鍵技術(shù)問題進行探討，就防止汽蝕、優(yōu)化水泵運行管理方案提供可靠建議，為熱電廠水泵的運行與管理工作提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：水泵 徑向間隙 汽蝕 水泵調(diào)節(jié)

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0097-01

在熱力發(fā)電廠正常運行過程中，除火力發(fā)電機組、勵磁設(shè)備以及一些監(jiān)控儀器儀表設(shè)備外，泵與風(fēng)機等輔助設(shè)備對電廠的安全運行也起到重要作用。而且，水泵等輔助設(shè)備頻繁啟用，其所消耗的電量可占廠用電量的5%～8%[1-2]。因此，提高泵與風(fēng)機的工作效率，使泵與風(fēng)機經(jīng)濟、高效運行，對減少發(fā)電廠廠用電、提高電廠的供電能力、降低供電煤耗具有重要意義。該文探討了元寶山發(fā)電廠水泵運行過程中的幾項關(guān)鍵技術(shù)問題，為電廠水泵運行管理工作提供技術(shù)參考。

1 水泵動靜部件的徑向間隙

水泵的葉輪與導(dǎo)流殼之間存在相對間隙，既要保證動靜之間不發(fā)生摩擦，又要保證動靜之間的容積最小，因此要求間隙不能過大。所以確定動靜部件之間的軸向和徑向間隙、及時檢修或更換密封環(huán)，是保證水泵經(jīng)濟運行的重要措施。在電廠運行中，應(yīng)注意以下幾點關(guān)鍵問題。

（1）密封環(huán)的間隙一般應(yīng)靠近下限，才能保證使用周期較長，且泵的損失減少，但沒有到最上限時，最好不要更換密封環(huán)。應(yīng)根據(jù)泵運行時間的長短和密封環(huán)的磨損情況，找出密封環(huán)的磨損原因。（2）在條件允許的情況下，徑向密封環(huán)一般都應(yīng)有采用“T”型螺紋密封或迷宮密封形式，但螺紋的旋向應(yīng)根據(jù)水泵的旋轉(zhuǎn)方向而定。（3）由于水泵安裝在水泵基礎(chǔ)上，由于轉(zhuǎn)子靜撓度的存在，允許多級離心泵的中間葉輪的口環(huán)間隙大于兩端葉輪的口環(huán)間隙。（4）在檢修的過程中，一定要保證葉輪和口環(huán)以及整個軸系的最小間隙大于兩端軸承的最大間隙，以免造成動靜之間的摩擦，使設(shè)備損壞。

2 串軸量及水口中心的調(diào)整

水泵經(jīng)檢修后，一般需要重新安裝，因此串軸量及水口中心需要重新校核調(diào)整。所謂泵的軸向串量，是水泵轉(zhuǎn)子在不安裝平衡盤及平衡襯的條件下，葉輪與前后導(dǎo)流殼間的間隙。如果泵的總串量太小會使泵在運行過程中發(fā)生動靜部的摩擦，造成電流過大或其他事故；如果總串量過大，會增加泵的容積損失，使水泵的出力不足，影響泵的經(jīng)濟運行。因此多級離心泵在未安裝平衡盤及平衡襯時總串量一般控制在10 mm以內(nèi)。

水泵的水口中心是指葉輪的流道中心線與導(dǎo)葉的流道中心線對中或重合的程度。理論上是兩條流道的中心線正好重合時水泵運行的最經(jīng)濟，也最穩(wěn)定。但由于制造、加工、安裝時有可能造成一定的偏差，但一般水泵的水口中心的偏差都必須不應(yīng)大于0.40 mm。在組裝時應(yīng)嚴(yán)格按照機械設(shè)備安裝相關(guān)規(guī)程進行控制，未達標(biāo)的安裝部件需重新安裝，達標(biāo)后才能繼續(xù)后面的安裝步驟。

3 防止汽蝕

水泵汽蝕現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重的汽蝕會導(dǎo)致泵運行不穩(wěn)定，泵體零件易損壞，所以防止泵汽蝕的發(fā)生或減少汽蝕造成的破壞是很必要的。為盡量減少我廠灰渣泵產(chǎn)生的汽蝕效益，從以下幾方面進行控制。

（1）減少水泵吸出高程。吸出高程表明了水泵能承受的最大負(fù)壓力，減少吸出高程對水泵抗汽蝕具有積極作用。可以通過增加管徑、減少管路長度、彎頭和附件等，減少泵體及輸水系統(tǒng)的水頭損失，減少吸入損失，進而控制吸出高度。（2）合理選擇水泵型號，提高水泵經(jīng)濟利用效率。水泵型號的合理性，直接關(guān)系到水泵運行效率，在高效區(qū)運行的水泵一般不宜產(chǎn)生汽蝕；同時，通過合理調(diào)度及調(diào)試、合理控制水泵運行可避免水泵轉(zhuǎn)速過高或過低，減少水泵的磨損和電能損耗。（3）泵吸水池的工況對泵汽蝕有重要影響。水溫在40～50℃的范圍下發(fā)生汽蝕時各種材料損壞最大。這是因為溫度增加，水中溶解的空氣量減少，氣泡的緩沖效果減少，所以溫度升高損壞增加。溫度進一步增高，蒸氣壓力急劇增大，所泡大量生成，氣泡的緩沖效果增加，汽蝕損壞減小。還有水中空氣含量多時，由于緩沖作用，其汽蝕損壞也減輕。（4）選擇優(yōu)質(zhì)水泵。材質(zhì)對水泵選用優(yōu)質(zhì)的材料，選用優(yōu)質(zhì)抗汽蝕的材料來制作葉輪外殼可以有效的延長水泵的檢修周期，如我廠1#、2#發(fā)電機組軸封泵的葉輪為鑄鐵材質(zhì)制作，以前每次檢修時均發(fā)現(xiàn)葉輪葉片處及流道處有明顯的麻點或蜂窩狀破壞，經(jīng)過選用不銹鋼材質(zhì)的葉輪后，到檢修周期時葉輪表面明顯好轉(zhuǎn)，只是有表面的斑點及斑痕。這也說明不銹鋼材質(zhì)的抗汽蝕性明顯高于鑄鐵材質(zhì)。（5）改善運行條件。泵的汽蝕與泵偏離設(shè)計工況點運行有很大的關(guān)系，因此對大型調(diào)節(jié)軸流泵，應(yīng)充分考慮調(diào)節(jié)葉片的角度來改變泵運行的工況，使其與設(shè)計工況一致或接近。另外在運行中盡量避免入口處，由于污物的堵塞贊成水位差，使入口不出現(xiàn)漩渦，也能減輕汽蝕，起到一定的作用。

4 優(yōu)化水泵調(diào)節(jié)方案

在發(fā)電廠中，一般泵與風(fēng)機有兩種運行工況，第一種是泵與風(fēng)機不隨外界負(fù)荷變化而改變運行工況，第二種是為適應(yīng)外界負(fù)荷或其他因素變化的要求而隨之改變運行工況。這里，第二種水泵系統(tǒng)是需要時時調(diào)節(jié)的[3]，其調(diào)節(jié)的方法又可分為改變泵與風(fēng)機本身的性能曲線、改變管路特性曲線兩種方法。改變泵與風(fēng)機本身性能曲線的方法有動葉調(diào)節(jié)、變速調(diào)節(jié)；改變管路特性曲線的方法有出口節(jié)流調(diào)節(jié)。

（1）出口端節(jié)流調(diào)節(jié)

將節(jié)閥門等裝在泵與風(fēng)機出口管路上的調(diào)節(jié)方法叫做出口端節(jié)流調(diào)節(jié)，其實質(zhì)是改變出口管路上的流動損失，從而改變管路的特性曲線，來改變工作點。當(dāng)流量減少時，關(guān)小出口閥門，損失增加。這個調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟，節(jié)能效果不好；但是這種調(diào)節(jié)方法可靠，簡單易行。

（2）節(jié)流調(diào)節(jié)

節(jié)流調(diào)節(jié)就是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件（各種閥門、擋板等），利用改變閥門開度來進行調(diào)節(jié)，這種方法是發(fā)電廠最常用的一種調(diào)節(jié)方式。

（3）變速調(diào)節(jié)

變速調(diào)節(jié)就是在管路特性曲線不變時，用變轉(zhuǎn)速來改變泵與風(fēng)機的性能曲線，從而改變它們的工作點。在其它運行條件不變的情況下，降低電機的運行速度，其節(jié)電效果是與轉(zhuǎn)速降落成立方的關(guān)系，節(jié)電效果非常明顯。只有在能頭變化大時，才能達到節(jié)電效果，如果能頭變化小，則節(jié)電效果不明顯。變速調(diào)節(jié)的主要優(yōu)點是大大減少附加的節(jié)流損失，因此經(jīng)濟性高。

5 結(jié)語

熱電廠發(fā)電系統(tǒng)的運行離不開輔助設(shè)備的正常運行與有效管理，因此加強電廠中水泵與風(fēng)機的運行管理至關(guān)重要。該文結(jié)合元寶山發(fā)電廠多年運行中有關(guān)水泵運行管理的經(jīng)驗，對水泵運行中的常見問題進行闡述，就相關(guān)經(jīng)驗進行了歸納總結(jié)，對我國熱電廠運行管理中有關(guān)水泵的科學(xué)管理提供了技術(shù)參考。同時，有關(guān)水泵的變速調(diào)節(jié)等相關(guān)技術(shù)性問題應(yīng)結(jié)合熱電廠運行調(diào)度管理，做專項研究，以確保電廠機組設(shè)備的安全運行。

參考文獻

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[2] 白建坤.熱電廠循環(huán)水泵系統(tǒng)經(jīng)濟運行研究[J].新疆化工，2011（3）：21-25.

[3] 董麗娟，張潤盤，張春發(fā).循環(huán)水泵的優(yōu)化調(diào)度[J].電力科學(xué)與工程，2007（1）：73-78.endprint