江邊補(bǔ)水泵出力低原因分析及改造方案

李橋明，周文專

（韶關(guān)市坪石發(fā)電廠有限公司（B廠），廣東 韶關(guān)　512229）

江邊補(bǔ)水泵出力低原因分析及改造方案

李橋明，周文專

（韶關(guān)市坪石發(fā)電廠有限公司（B廠），廣東 韶關(guān)512229）

介紹了某火電廠江邊補(bǔ)水泵的參數(shù)，同時(shí)對(duì)補(bǔ)水泵葉輪產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象及補(bǔ)水泵出力低的原因進(jìn)行了分析，提出了加大補(bǔ)水泵的葉輪直徑來(lái)增大補(bǔ)水泵出力的改造方案，改造后的補(bǔ)水泵不僅提高了出力，也節(jié)約了廠用電，達(dá)到了改造目的。

補(bǔ)水泵；氣蝕；出力；葉輪直徑；改造

1　補(bǔ)水泵概況

2014年4月，某火電廠江邊補(bǔ)水泵房新安裝了3臺(tái)雙吸單級(jí)離心泵，補(bǔ)水泵參數(shù)如表1所示。

表1　補(bǔ)水泵參數(shù)

在汛期，江邊河水水位最高達(dá)黃海高程154.5 m，補(bǔ)水泵入口倒灌高度較高，達(dá)+7.3 m，3臺(tái)補(bǔ)水泵運(yùn)行正常，出力基本滿足機(jī)組運(yùn)行需要。而在枯水期，江邊河水水位下降，當(dāng)水位最低到黃海高程144.2 m時(shí)，機(jī)組出現(xiàn)用水困難的現(xiàn)象，3臺(tái)補(bǔ)水泵同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行也不能滿足機(jī)組運(yùn)行需要，被迫關(guān)小冷卻塔排污門運(yùn)行；同時(shí)江邊補(bǔ)水泵出現(xiàn)啟動(dòng)困難的現(xiàn)象，遇雜物堵住部分葉輪流道時(shí)，出力最低，電流僅約14 A。

2　補(bǔ)水泵葉輪氣蝕原因分析

該電廠江邊補(bǔ)水泵經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，解體檢查其葉輪，發(fā)現(xiàn)葉輪流道入口葉片有輕微汽蝕現(xiàn)象。補(bǔ)水泵的安裝如圖1所示。校驗(yàn)其幾何安裝高度：實(shí)際的補(bǔ)水泵入口管幾何安裝高度為3.7 m，補(bǔ)水泵允許吸上真高度［Hs］=5.5 m，則補(bǔ)水泵入口管允許幾何安裝高度［Hg］=［Hs］-vs2/2 g-hw=5.23-0.142-0.5=4.5 m。

由此可知，實(shí)際的補(bǔ)水泵入口管幾何安裝高度（3.7 m）小于補(bǔ)水泵入口管允許幾何安裝高度（4.5 m）。因此，實(shí)際的補(bǔ)水泵入口管幾何安裝高度是合適的，在此工況下運(yùn)行補(bǔ)水泵不應(yīng)該發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

此后，該電廠檢修人員對(duì)江邊補(bǔ)水泵前池進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)水泵前池積有較深的淤泥，前池進(jìn)水2道濾網(wǎng)上卡有許多雜物。因此，可以判斷引起補(bǔ)水泵葉輪輕微汽蝕的原因?yàn)檫M(jìn)口有雜物堵塞。

3　補(bǔ)水泵出力低原因分析

補(bǔ)水泵在枯水期運(yùn)行時(shí)，泵入口的水源在泵入口中心線以下3m處，電機(jī)的電流最大值為18 A，P=3IUcosΦ=1.732×18×6 000×0.87= 162.7 kW，為額定功率250 kW的65 %。補(bǔ)水泵在汛期運(yùn)行時(shí)，泵入口被水源淹沒高達(dá)7.5 m，電機(jī)的電流最大值為21 A，P=3×I×U×cosΦ= 1.732×21×6 000×0.87=189.9 kW，為額定功率250 kW的76 %。

圖1　補(bǔ)水泵安裝示意

根據(jù)上述情況分析可知：DFSS350-13/4型雙吸單級(jí)離心泵吸入液體需要在入口有倒灌高度的液面下運(yùn)行，當(dāng)在有吸程高度的情況下運(yùn)行時(shí)，泵的出力達(dá)不到銘牌額定值，不能滿足江水自然漲落情況下機(jī)組運(yùn)行的需要。

4　補(bǔ)水泵改造方案

該電廠檢修技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)水泵在汛期運(yùn)行時(shí)仍有24 %的出力空間，仔細(xì)檢查泵體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)葉輪圓周有55 mm的間隙。根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)原理及相似定律（葉片的切割與加長(zhǎng)）可知：葉輪直徑加大10 %對(duì)補(bǔ)水泵的效率幾乎沒有影響，因此可通過(guò)加大補(bǔ)水泵的葉輪直徑來(lái)增大補(bǔ)水泵出力，以滿足電廠安全生產(chǎn)需要。

4.1計(jì)算分析

補(bǔ)水泵切割定律如下。

公式1：Q2/Q1=（D2/D1）2。其中：Q1為葉輪直徑加大前流量；Q2為葉輪直徑加大后流量；D1為加大前葉輪直徑；D2為加大后葉輪直徑。

公式2：H2/H1=（D2/D1）2。其中：H1為葉輪直徑加大前揚(yáng)程；H2為葉輪直徑加大后揚(yáng)程。

公式3：P2/P1=（D2/D1）4。其中：P1為葉輪直徑加大前軸功率；P2為葉輪直徑加大后軸功率。

由于補(bǔ)水泵實(shí)際功率N1=Pη。其中：P為電機(jī)實(shí)際功率；η為傳動(dòng)效率因數(shù)，η=0.98。可得N1=162.7×0.98=159.4 kW。由補(bǔ)水泵實(shí)際效率公式N/N1=η1/η2（N為補(bǔ)水泵銘牌功率；N1為補(bǔ)水泵實(shí)際功率；η1為補(bǔ)水泵銘牌效率因數(shù)，η2為補(bǔ)水泵實(shí)際效率因數(shù)）可知，250/159.4=0.88/ η2，即η2=0.56。

由流量計(jì)算公式N1=γQ1H1/1 000η2（γ=9 800為水重度，N/m3；Q1為葉輪直徑加大前流量）可知：

159.4=9800×Q1×43/1000×0.56；

Q1=0.21m3/s=756 m3/h。

原補(bǔ)水泵葉輪的直徑為405 mm，考慮到必須使電機(jī)不過(guò)載（含汛期運(yùn)行時(shí)），將補(bǔ)水泵的出力增加到電機(jī)額定功率的95 %。按切割定律公式1：Q2=Q1（D2/D1）2，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出，當(dāng)葉輪直徑為435 mm時(shí)，補(bǔ)水泵的出力Q2將增加到945 m3/h，能滿足電廠用戶的需要。

4.2安裝及試運(yùn)行情況

采購(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)的新葉輪進(jìn)廠驗(yàn)收合格后（葉輪出口葉片角度保持不變），將新葉輪運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)（實(shí)際到廠的葉輪直徑因制造工藝問題改為431 mm）。保持原補(bǔ)水泵其他部件不變，拆除舊葉輪及密封環(huán)，更換安裝新葉輪及密封環(huán)。

啟動(dòng)試運(yùn)行新安裝的補(bǔ)水泵，泵體、軸承振動(dòng)、響聲正常，軸承溫升合格。單臺(tái)補(bǔ)水泵在枯水期的運(yùn)行參數(shù)為：電機(jī)電流25 A，泵出口壓力0.49 MPa，泵流量1 060 m3/h。由此可見，其補(bǔ)水流量基本滿足機(jī)組出力要求，滿足電廠生產(chǎn)需要，達(dá)到了改造目的。

5　結(jié)束語(yǔ)

改造后，經(jīng)計(jì)算年節(jié)約費(fèi)用約為18萬(wàn)元。通過(guò)技術(shù)人員對(duì)電廠江邊補(bǔ)水泵出力不足的原因分析，找出最合適的改造方法，節(jié)省了改造費(fèi)用，提高了江邊補(bǔ)水泵的出力，節(jié)約了廠用電，切實(shí)解決了電廠用水困難的問題，達(dá)到了改造的目的。

《電力安全技術(shù)》投稿簡(jiǎn)則

1來(lái)稿要求

（1） 論文應(yīng)具有科學(xué)性、實(shí)用性和創(chuàng)新性，論點(diǎn)鮮明，論據(jù)充分，條理清晰。內(nèi)容應(yīng)語(yǔ)句順暢、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、邏輯嚴(yán)密、文字精煉。應(yīng)盡量精簡(jiǎn)圖表和公式，簡(jiǎn)化推導(dǎo)和證明過(guò)程。

（2） 論文中所用技術(shù)名詞前后應(yīng)一致，新名詞應(yīng)注明原文或加注釋。計(jì)量單位的名稱、符號(hào)一律按《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》中的規(guī)定使用。外文字符必須分清大、小寫，正、斜體，上下角標(biāo)應(yīng)區(qū)別明顯。圖和表應(yīng)有獨(dú)立、完整的圖表題，圖中文字、變量、數(shù)字、單位要清晰。

（3） 論文的排序?yàn)椋褐形臉?biāo)題，作者姓名，工作單位，中文摘要和，正文、參考文獻(xiàn)，作者簡(jiǎn)介。

（4） 標(biāo)題：簡(jiǎn)明扼要、重點(diǎn)突出，一般不宜超過(guò)20個(gè)漢字。

（5） 作者姓名：在題目下按序排列，排序原則上以投稿時(shí)為準(zhǔn)，一般不宜再做更改，確需變更時(shí)應(yīng)由第一作者提供書面證明或郵件說(shuō)明。

（6） 工作單位：作者署名的單位應(yīng)該是注冊(cè)的單位全稱，并需提供單位所在省、市及郵政編碼。每位作者只能署1個(gè)工作單位。

（7） 摘要和摘要采用第三人稱，為對(duì)全文不加注釋和評(píng)論的簡(jiǎn)短陳述，篇幅以100-200字為宜。

一般3-5個(gè)，盡量使用通用名稱，便于文獻(xiàn)檢索，縮略語(yǔ)/字母詞應(yīng)以全稱形式出現(xiàn)。

（8） 正文：事實(shí)客觀，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，計(jì)算準(zhǔn)確，語(yǔ)言準(zhǔn)確；條理清楚，邏輯性強(qiáng)，文字簡(jiǎn)練，表達(dá)形式與內(nèi)容相適應(yīng)；用詞規(guī)范，平鋪直敘，不用口語(yǔ)、俗稱和感嘆詞等。

（9） 參考文獻(xiàn)：采用順序編碼制，標(biāo)出所引用文獻(xiàn)的全部作者、題名（書名）、刊名（出版地：出版社）、出版年份及卷號(hào)、期號(hào)、起止頁(yè)碼等。勿引用尚未公開出版的資料。

（10） 作者簡(jiǎn)介：提供所有作者的相關(guān)信息，包括：姓名，出生年份，性別，職稱，主要從事的工作內(nèi)容（50-100字），第一作者Email。

2注意事項(xiàng)

（1） 請(qǐng)勿一稿多投。自投稿之日起2個(gè)月后可通過(guò)郵件（est@csest.sina.net）或電話（0512-68603409）查詢審稿結(jié)果，對(duì)錄用的稿件會(huì)郵寄紙質(zhì)版錄用通知書，不錄用的稿件不再另行通知。在稿件受理期間，請(qǐng)勿另投他刊。

（2） 來(lái)稿文責(zé)自負(fù)。所有作者應(yīng)對(duì)稿件內(nèi)容和署名無(wú)異議，稿件內(nèi)容不得抄襲或重復(fù)發(fā)表。本刊編輯對(duì)來(lái)稿有權(quán)做必要的技術(shù)性和文字性修改。

（3） 來(lái)稿請(qǐng)寫明作者的手機(jī)號(hào)碼或固定電話號(hào)碼，以備編校過(guò)程中聯(lián)系。作者個(gè)人信息和通訊方式有變時(shí)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系編輯部進(jìn)行修改，以確保稿酬和刊物準(zhǔn)確郵寄。

2016-05-22。

李橋明（1981-），男，大專，主要從事汽輪機(jī)及其設(shè)備檢修工作，email：294579174@qq.com。

周文專（1974-），男，工程師，主要從事熱機(jī)設(shè)備檢修及管理工作。