2016年第11期中國高新技術(shù)企業(yè)NO.11.2016(總第362期)( CumulativetyNO.362 )火力發(fā)電廠循環(huán)水泵選型的關(guān)鍵點探討邢勤華(國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京100095 )摘要:循環(huán)水泵的選型在火力發(fā)電廠安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行中扮演著十分重要的角色。文章首先對目前火力發(fā)電廠常用的水泵進行分類，然后分析了循環(huán)水泵的性能參數(shù)和選型要點，最后對常用泵在性能參數(shù)、泵房布置、工程造價三方面進行了分析比較，希望為工程技術(shù)人員提供-一些參考關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;水泵選型;火力發(fā)電廠;性能參數(shù);泵房布置;工程造價文獻標(biāo)識碼: A中圖分類號: TM621文章編號: 1009- -2374 (2016) 11-0055-03DOI: 10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.0281循環(huán)水泵的定 義及分類.頭。應(yīng)遵循的原則是盡可能地降低供水的幾何高度，但1.1循環(huán)水泵的定義也要確保循環(huán)水泵主廠房不會被突發(fā)性洪水淹沒。考慮所謂循環(huán)水泵指的是在火力發(fā)電或其他使用汽輪機虹吸作用時，直流供水系統(tǒng)循環(huán)水量靜揚程為虹吸井堰的場合輸送流體或使其增壓的機械，其主要用來向汽輪機上水位與取水河段設(shè)計平均水位之差。凝汽器中輸送冷卻液體，從而對凝汽機排汽進行冷卻。作采用循環(huán)供水系統(tǒng)時，帶冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)循為火電廠冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中重要的組成部分，循環(huán)水泵對環(huán)水量的靜揚程為冷卻塔內(nèi)豎井水位與冷卻塔集水池水火電廠安全經(jīng)濟運行 十分重要，所以應(yīng)根據(jù)火電廠所處季面標(biāo)高之差。節(jié)、取水條件、運行工況、所受載荷的不同，對循環(huán)水泵第二，水頭損失Eh。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的水頭損失進行合理的選型設(shè)計，以適應(yīng)不同的運行環(huán)境。主要由以下五個方面組成: (1) 循環(huán)水管的水頭損1.2循環(huán)水泵的分類失; (2) 主廠房內(nèi)的水頭損失; (3) 冷卻塔配水系冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中采用的循環(huán)水泵主要是葉片泵，統(tǒng)的水頭損失; (4) 水泵房內(nèi)部及周圍的水頭損失;它主要依靠帶有葉片的葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來對液體進行壓(5)取水頭部及引水管、進水間的水損失。送。而火電廠循環(huán)水泵主要為葉片泵，并進-步分為以第三，揚程H?；痣姀S循環(huán)水泵的揚程H為冷卻水循下三種類型:軸流泵、離心泵以及斜流泵。環(huán)系統(tǒng)全部水頭損失2h與供水系統(tǒng)的靜揚程H之和。1.2.1軸流泵。 軸流泵具有軸向流的葉輪，其高2.2循環(huán)水 泵選型要求度旋轉(zhuǎn)時對液體質(zhì)點施加的力為軸向斜力。軸流泵的轉(zhuǎn)2.2. 1必須根據(jù)泵站的具體情況對火力發(fā)電廠水速較高，比轉(zhuǎn)速一般不低于500，流量較大，但其揚程泵性能參數(shù)進行詳細(xì)合理的設(shè)計計算，以滿足具體工況較低。下的循環(huán)水泵流量和揚程要求。1.2.2 離心泵。離心泵具有徑向流的葉輪，其對2.2.2應(yīng)理論聯(lián)系實際，科學(xué)合理地確定水泵結(jié)液體質(zhì)點主要施加離心力。離心泵的轉(zhuǎn)速較低，比轉(zhuǎn)速構(gòu)和安裝方式，以利于循環(huán)水泵的日常維護和管理。一般在40~300之間， 流量也較低，但其揚程較高。2.2.3因為季節(jié)、 載荷的變化會在很大程度上影1.2.3斜流泵。 斜流泵具有斜向流的葉輪，作為響到循環(huán)水泵的運行工作情況，所以火力發(fā)電廠所選用前兩種泵型所用葉輪的過渡形式，其對液體質(zhì)點不僅施循環(huán)水泵的性能參數(shù)務(wù)必要滿足多點運行工況要求，以加軸向升力，而且施加離心力。確保循環(huán)水泵始終運行在高效率區(qū)。2循環(huán)水泵選型的要點2.2.4應(yīng)盡 量保證循環(huán)水泵高可靠性、高效率地運行，并且有效防止汽蝕問題，以保證循環(huán)水泵的使用2.1循環(huán)水泵性能參數(shù)2.1.1流量。 循環(huán)水泵的流量Q是以下三部分用水壽命長和振動噪音小。量之和: (1) 凝汽器冷卻水用水量Q，而Q,=mD， 其中2.2.5應(yīng)盡 量降低循環(huán)水泵廠房的工程造價，但m為冷卻速度，由優(yōu)化計算后確定，其值隨季節(jié)變化，而也務(wù)必使水泵的臺數(shù)配置滿足國家技術(shù)規(guī)范的要求。D，為凝汽量一般由機務(wù)專業(yè)提供; (2) 輔機用水量Q2;3常用泵比較(3)其余用水量Q，主要有暖通用水量、生活用水量、3.1 性能參數(shù)除灰用水量、化水專業(yè)用水量、工業(yè)用水量等?；鹆Πl(fā)電廠中國煤化工專速:軸流泵2.1.2揚程。為500以上，離YH.CNMH G180~ 500。第一，靜揚程H。采用直流供水系統(tǒng)時，必須要考揚程范圍:軸流呆為1 ~15米，離心泵為10~200米，斜慮到循環(huán)水泵的虹吸作用，用以有效降低水泵的工作水流泵為5~30米。泵口徑:軸流泵為300~4500毫米，離-55 -心泵為40~ 2000毫米，斜流泵為100~ 6000毫米。流量揚程和流量范圍合理等優(yōu)點，所以能極大地滿足我國現(xiàn)范圍:軸流泵流量大，不能在小流量范圍內(nèi)運行，離心階段所用汽輪發(fā)電機組循環(huán)水系統(tǒng)要求，成為了火力發(fā)泵流量小，但從零流量到大流量均能運轉(zhuǎn)，斜流泵流量電廠所用循環(huán)水泵的主要選擇。較大，零流量到大流量均能運轉(zhuǎn)。軸功率變化:軸流泵另外，循環(huán)水泵的選型還應(yīng)考慮循環(huán)水泵的安裝位具有陡降型功率曲線，零流量時功率最大，離心泵為具置。例如，如果要將循環(huán)水泵安裝在主廠房內(nèi)，應(yīng)選用有上升型功率曲線，零流量時功率最小，斜流泵具有平離心泵，因為斜流泵泵前尺寸較長，吸水井深度較大，坦的功率曲線，電動機始終能滿載運行。效率變化:致使其在主廠房內(nèi)無法安裝。軸流泵高效率范圍窄，揚程變化后效率很快降低，離3.2泵房布置心泵高效率范圍廣，能適應(yīng)揚程變化，斜流泵高效率范筆者主要從事3O0MW機組設(shè)計工作，下面通過一- 個圍廣，能適應(yīng)揚程變化?？蛊g性能:軸流泵較差，離2X 300MW火力發(fā)電廠工程泵房布置實例來對立式斜流泵心泵好，斜流泵好。結(jié)構(gòu)與重量:軸流泵同口徑時結(jié)構(gòu)和臥式離心泵的泵房布置進行比較分析。簡單，重量較輕，全調(diào)節(jié)泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，離心泵同口徑時3.2.1該火力 發(fā)電廠2X 300NW機組采用的是擴大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，斜流泵同口徑時結(jié)構(gòu)簡單，重量較單元制的供水系統(tǒng)概況。其中一臺300MW的汽輪機循環(huán)大。輔助設(shè)備:軸流泵中小型泵輔助設(shè)備少，大型泵輔冷卻用水量為8.59m*/s，即30924m2/h， 同時配有一座助設(shè)備多，離心泵較少，斜流泵中小型泵輔助設(shè)備少,3500m的自然通風(fēng)冷卻塔、一臺凝汽器、一根進水母大型泵輔助設(shè)備多。維修保養(yǎng):軸流泵較麻煩，離心泵管、一根出水母管。兩臺汽輪機則配備有四臺循環(huán)水較容易，斜流泵較容易。耐用年限:軸流泵較短，離心泵，這四臺水泵被布置在同一-座主廠房內(nèi)。該擴大單元泵較長，斜流泵較長。制的供水系統(tǒng)的管道和其他水阻為15.428m，幾何揚程可以看出，軸流泵的揚程較低，僅為1~15米，而為9.8m，循環(huán)水泵揚程為25.169m，整個供水系統(tǒng)平穩(wěn)且其高效率區(qū)窄，所以軸流泵現(xiàn)如今已經(jīng)基本被淘汰工作時一臺循環(huán)水泵的流量為4.78m/s，即17208m/h.了。相比于軸流泵，離心泵和斜流泵具有相對優(yōu)勢，如基于對火力發(fā)電廠2X300MW機組供水系統(tǒng)揚程和流量揚程高，能在小流量運行，高效率范圍廣，能適應(yīng)揚程考慮，給每臺300MW機組配備了兩臺湘江48- 18型循環(huán)水變化，抗汽蝕性能好，輔助設(shè)備較少，維修保養(yǎng)容易和泵，該循環(huán)水泵的性能參數(shù)如表1所示:耐用年限長，因此離心泵和斜流泵已經(jīng)廣泛地被火力發(fā)表1湘江48-18型 水泵性能參數(shù)電廠所采用。配帶電動機必須離心泵又可以進一-步分為立式泵和臥式泵，下面將流量Q|轉(zhuǎn)速n|揚程H軸功率|泵重|汽蝕火電廠所采用的立式離心泵、臥式離心泵和斜流泵進m/s|rmin|m|kw|功率效率η| kg| 余量行結(jié)構(gòu)型式比較。(1) 立式離心泵:葉輪如在水面以k\m上，啟動時需抽真空;干坑安裝，設(shè)備不易被腐蝕，保3.5 |25.0| 986|8.36養(yǎng)維修容易;葉輪水平旋轉(zhuǎn)，對基礎(chǔ)擾動力小，工作3.7||37023.0| 948|1250 6173029.48.84合理;占地面積小，泵坑深，廠房高度較高;吸水管路長，水力損失大:造價較高;在水面以上的葉輪吸水高3.2.2立式斜流泵泵房 布置。考慮到該火力發(fā)電度大，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象:參數(shù)覆蓋面窄，系列不完整;廠2x 300MW機組供水系統(tǒng)揚程和流量，采用4臺60LKXB-主軸撓度小，軸承磨損均勻。(2) 臥式離心泵:葉輪23型立式斜流泵作為其循環(huán)水泵，該循環(huán)水泵的性能參如在水面以上，啟動時需抽真空;干坑安裝，設(shè)備不易數(shù)如表2所示:被腐蝕，保養(yǎng)維修容易;葉輪垂直旋轉(zhuǎn)，對基礎(chǔ)擾動力表2立式斜流泵 (60LXB-23型)性能參數(shù)大，工作合理性差;占地面積大，廠房高度較低:吸水管路長，水力損失大;造價較低;在水面以上的葉輪吸水高度大，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象;參數(shù)覆蓋面廣，系列較完流量Q|r3/s rmin m|轉(zhuǎn)速n|揚程H率功率|型號效率η||重汽蝕|kg|余量整;主軸撓度大，軸承磨損不均勻。(3) 斜流泵:葉|kW輪淹沒，啟動簡單;濕坑安裝，主要部件在水面以上，3.8423.0 98YL1250-18|5.0易被腐蝕，保養(yǎng)維修麻煩:葉輪水平旋轉(zhuǎn)，對基礎(chǔ)擾動421.0 10411250 21730-187 || 25:5力小，工作合理，占地面積小，廠房高度較高;吸水管4.955.0 9730|.6路短，水力損失小:造價較高;吸水高度小，無真空出該立式斜流泵的水泵軸和電動機采用直聯(lián)單基礎(chǔ)連現(xiàn);參數(shù)覆蓋面廣，系列完整;主軸撓度小，軸承磨損接，水泵安裝方式為濕坑，4臺循環(huán)水泵布置方式呈-均勻。綜上所述，離心泵流量較小，所以主要適用于火力字形，循環(huán)水泵中心之間的距離為5.6m，其吐出口在零米層以下:在循:置了6塊濾網(wǎng).發(fā)電廠300MW及其以下的機組。而立式離心泵的系列不尺寸為4.8mX7.中國煤化工各用):采用完整，大多用于火電廠125MW、300MW的機組。 相比較而言，斜流泵具有突出優(yōu)勢，其具有高效率區(qū)寬、結(jié)構(gòu)型一套3m X 3m的通HCNMH(Mi門，并放置式簡單、安裝維護容易、運行范圍寬廣、占地面積小、于兩座進水池之間:該立式斜流泵主廠房的起重設(shè)備為- 56-一臺25/6t的8.5m雙梁橋式起重機;管溝里放置有循環(huán)表3立式斜流泵和臥式 離心泵的泵房布置工程造價比較水泵的出口閥門和出水管，其中的出口閥門采用的是名立式斜流泵組(元)臥式離心泵組(元)Ddwy941X- -6、DN1600電動蝶閥。循環(huán)水泵(4臺)500.000s，20.000該立式斜流泵主廠房的地上部分采用的是磚混結(jié)進口電動閘閥(四臺)0720.000構(gòu)，高度是16. 4m，其軸線平面尺寸為34mX 12m;而該出口電動閘閥(四臺)428.00296.000循環(huán)水泵地下部分為普遍應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，深度電動雙梁橋式起重機404.000450.000泵房土建部分910.0002155.000為7.8m，而其軸線平面尺寸為22mX 16m。其他(濾網(wǎng)、單軌吊等)650.00050.0003.2.3臥式離心泵泵房 布置。該臥式離心泵的合計7992.0009.371.000布置方式為錯行，且每- .臺循環(huán)水泵出口配備了一只4結(jié)語Ddwy941X- 6、DN1600電動蝶閥， 而在其進口處則配備了一受限于傳統(tǒng)的設(shè)計理念和設(shè)計習(xí)慣，現(xiàn)階段我國單只2945X-2. 5、DN1600電動閘閥:該臥式離心泵的進水前機容量300MW及其以下發(fā)電機組普遍采用的循環(huán)水泵為臥池- -共布置了12塊濾網(wǎng)尺寸為4nX8.4m的平板(其中兩塊式離心泵。基于以上對立式斜流泵和臥式離心泵性能參留作備用) ;循環(huán)水泵的兩座進水前池放置有一套3mX 3m數(shù)、泵房布置、工程造價的比較，可以看出相對于臥式由手動啟閉機控制開關(guān)的鋼制閥門;該臥式離心泵主廠~房離心泵，采用濕坑安裝方式的立式斜流泵具有更為廣闊的起重設(shè)備為一- 臺30/9t的15.5m雙梁橋式起重機。的發(fā)展前景，這是因為其具有泵房布置合理、泵房通行該臥式離心泵主廠房的地上部分采用的是磚混結(jié)方便、循環(huán)設(shè)備檢修方便等優(yōu)點。另外，立式斜流泵還構(gòu)，高度是15. 6m，其軸線平面尺寸為54mX28m;而該可以有效地降低投資成本，-般達到了12%~ 18%，同時臥式離心泵地下部分為普遍應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其占地規(guī)模也削減了40%以上，這與火力發(fā)電廠的發(fā)展建其進水間和泵坑深度為8.4m，而其泵坑平面尺寸為設(shè)方向一致，所以應(yīng)打破固有陳舊觀念，在火力發(fā)電廠34mX 18m，其進水間平面尺寸為10m X 20m。供水系統(tǒng)設(shè)計中優(yōu)先選用立式斜流泵作為其循環(huán)水泵。3.3工程 造價參考文獻該火力發(fā)電廠2X300MW機組的循環(huán)水泵由湘江[1] 吳民強，泵與風(fēng)機節(jié)能技術(shù)問答[M]. 北京:中國電48- 18改為60LKXA-23后，因為其安裝方式變?yōu)榱藵窨?力出版社，1998.所以循環(huán)水泵的主廠房的地上部分軸線平面尺寸由2] 董貴斌.火力發(fā)電廠大型循環(huán)水泵空蝕的調(diào)查研究54miX28m減少到34mX12m，而其地下部分軸線平面尺U].電力技術(shù)， 1989，(4).寸由34mX18m減少到22mX16m，水泵主廠房的高度則3] 夏偉.火電廠循環(huán)水泵選型探討[J].新疆電力,由15.6m增加到16.4m。另外，循環(huán)水泵入口處的四個DN1600電動閘閥被取消了，而循環(huán)水泵出口處的四個電4] 李波，1000MW機組循環(huán)水泵選型方案的探討D]. 機動快關(guān)蝶閥則被改為了DN1600。同時水泵主廠房零米電電工程技術(shù)，2008, 36(11).動機層選擇的是水磨石地面，而且循環(huán)水泵的主廠房設(shè)5] 廖培山、火力發(fā)電廠循環(huán)水泵的選型與運行[D]. 紅水備通行和維護檢修方便，這是因為出水閥門和管道都布河，2013，(2) .置于管溝內(nèi)。該2 X 300W機組火力發(fā)電廠立式斜流泵和6] 姜東升.基于節(jié)能環(huán)保的大型火電廠熱機設(shè)備選型優(yōu)臥式離心泵的泵房布置工程造價比較如表3所示?？梢曰痌.電力建設(shè)， 2013, 34(10).看出，立式斜流泵泵房布置方式比臥式離心泵泵房布置作者簡介:邢勤華(1982-)，女，北京人，國核電力規(guī)方式的工程造價低137.9萬元，減少投資17. 3%，有效地劃設(shè)計研究院。工程師，研究方向:水工工藝。節(jié)省了火電廠的投資成本。(責(zé)任編輯:蔣建華)中國煤化工MYHCNMHG-57 -