技術(shù)交流循環(huán)水泵節(jié)能改造技術(shù)及其應(yīng)用肖興和,薛彥廷西安熱工研究院有限公司,陜西西安710032[摘要]針對(duì)200MW以下火力發(fā)電機(jī)組配套的Sh系列、Ⅺ系列和SA系列等多種系列、各種規(guī)格的單級(jí)雙吸臥式循環(huán)水泵運(yùn)行效率低、能耗高等問(wèn)題,對(duì)數(shù)十臺(tái)泵實(shí)施了節(jié)能技術(shù)改造,改造后效率提高,節(jié)能顯著。介紹了節(jié)能改造的相關(guān)技術(shù)和部分改造實(shí)例[關(guān)鍵詞].200MW機(jī)組;循環(huán)水泵;揚(yáng)程;節(jié)能;技術(shù)改造[中圖分類號(hào)]TH31l[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1002-3364(2007)12-0069-03200MW以下火力發(fā)電機(jī)組幾乎全部采用單級(jí)(2)循環(huán)水系統(tǒng)形式,循環(huán)水泵的配置,循環(huán)水泵雙吸臥式循環(huán)水泵,如48Sh-22型、ⅪJ48-18型、的吸入側(cè)管路長(zhǎng)短吸入側(cè)水位是倒灌還是吸上,循環(huán)32sA-19型、32Sh-19型、24Sh-19型和24SA-18水泵出口至凝汽器間的管路長(zhǎng)短,凝汽器進(jìn)水壓力值,型等,這些泵大多運(yùn)行效率低、耗電量大,影響了整臺(tái)最高用水設(shè)備的安裝標(biāo)高等機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。為此西安熱工研究院有限公司(3)不同季節(jié)中循環(huán)水泵的運(yùn)行方式、運(yùn)行時(shí)間,對(duì)48Sh-22型等多種系列、各種規(guī)格的循環(huán)水泵進(jìn)行各種運(yùn)行方式下泵的實(shí)際流量、揚(yáng)程和電流了技術(shù)改造,降低揚(yáng)程,增加流量,使運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)(4)當(dāng)?shù)氐乃疁?、水位及大氣壓力。?jì)工況點(diǎn)相一致,提高了實(shí)際運(yùn)行效率(5)技術(shù)規(guī)范,必要時(shí)解體測(cè)繪泵殼體、葉輪、軸及密封環(huán)等零件的有關(guān)尺寸。1現(xiàn)有循環(huán)水泵存在的問(wèn)題和要求2改造方案、設(shè)計(jì)參數(shù)和主要技術(shù)措施大多數(shù)循環(huán)水泵都與系統(tǒng)匹配不當(dāng),有些電廠為流量偏小,汽輪機(jī)真空低,需增加流量;一些電廠流量2.1改造方案可滿足要求,主要問(wèn)題是耗電量大需降低電耗;還有大型循環(huán)水泵一般體積大質(zhì)量重、價(jià)格較貴如些電廠因機(jī)組配置情況發(fā)生了變化(如部分小機(jī)組果將殼體和葉輪全部進(jìn)行改造,必然造成很大浪費(fèi),還關(guān)停),原有循環(huán)水泵轉(zhuǎn)為向其它較大容量機(jī)組供水,會(huì)涉及地腳安裝尺寸及進(jìn)、出口法蘭等。因此,一般情從而引起泵出力與系統(tǒng)匹配不當(dāng)況采用部分改造方案,即:對(duì)于上述各種問(wèn)題和要求,在進(jìn)行改造時(shí)還需清(1)殼體不動(dòng),只改造葉輪和雙吸密封環(huán)。在殼體楚以下幾點(diǎn):流道及吸入系統(tǒng)汽蝕條件允許的情況下,適當(dāng)增加設(shè)(1)機(jī)組的容量類型(是否供熱)不同季節(jié)的排計(jì)流量。汽量、冷卻倍率和真空(2)在足以克服系統(tǒng)阻力和保證最高用水設(shè)備上收稿日期:2007-08-21作者簡(jiǎn)介:肖興和(199-),男遼寧沈陽(yáng)人教授級(jí)高級(jí)工程師長(zhǎng)期從事電站H中國(guó)煤化工CNMHO能研究曾任全國(guó)泵標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員xiaoxinghe@tpri.com.cn[熱力發(fā)電·20012技術(shù)交流水的前提下,適當(dāng)降低設(shè)計(jì)揚(yáng)程使運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)泵存在的主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)參數(shù)與循環(huán)水系統(tǒng)不匹配,工況點(diǎn)一致。設(shè)計(jì)流量偏小,揚(yáng)程偏高。實(shí)際運(yùn)行中揚(yáng)程一般為(3)泵的地腳安裝尺寸和進(jìn)、出口法蘭直徑不變,(21~22)m,流量約為13000m3/h,與設(shè)計(jì)工況點(diǎn)偏即基礎(chǔ)和管路不動(dòng)。離較遠(yuǎn)實(shí)際運(yùn)行效率一般僅為70%左右遠(yuǎn)低于設(shè)(4)電動(dòng)機(jī)不換,在增加流量時(shí)保證電動(dòng)機(jī)有5%計(jì)效率左右的富裕量。實(shí)例1:某熱電廠2號(hào)泵房共安裝有4臺(tái)48Sh-22經(jīng)驗(yàn)證明這種改造方案在大多數(shù)情況下都可以型循環(huán)水泵和6臺(tái)2Sh-19型循環(huán)水泵,共同向2臺(tái)達(dá)到預(yù)期目的,而且可以縮短工期及節(jié)省資金。100MW機(jī)組、1臺(tái)200MW機(jī)組和1臺(tái)25MW供熱機(jī)組供水。改造前泵實(shí)際揚(yáng)程為22m,流量接近130002.2改造設(shè)計(jì)參數(shù)的確定m3/h,運(yùn)行效率約為73%,運(yùn)行電流一般為(108~110改造設(shè)計(jì)參數(shù)主要指流量、揚(yáng)程、軸功率和效率A。夏季氣溫較高時(shí),10臺(tái)泵全部投運(yùn)流量還是不足等。根據(jù)現(xiàn)有循環(huán)水泵存在的問(wèn)題及改造的目的,可改造后在設(shè)計(jì)揚(yáng)程22m時(shí)泵的流量接近15000m3/h初步確定流量和揚(yáng)程,然后再全面考慮泵安裝位置的運(yùn)行效率達(dá)到87.7%,運(yùn)行電流為(102~103)A.4臺(tái)環(huán)境條件、機(jī)組運(yùn)行方式、循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原泵殼485h-22型泵改造后由于流量大大增加,在各個(gè)季節(jié)都體流道內(nèi)的流速等等。比如要增大流量就應(yīng)考慮原泵可以減少泵的投運(yùn)臺(tái)數(shù),平均投運(yùn)由3臺(tái)減少為2.37配用電動(dòng)機(jī)功率的余量吸入管路內(nèi)的流速和吸入側(cè)臺(tái)。由此可節(jié)電618.1萬(wàn)kW·h.另外,因?yàn)楦鞅秒娏魉坏淖兓んw流道允許的流量。一般來(lái)說(shuō),泵體渦至少下降5A,按全年平均運(yùn)行2.37臺(tái)和年運(yùn)行殼流道可允許增加流量約20%左右,流量再大將導(dǎo)致8760h計(jì)算,可節(jié)電84.3萬(wàn)kWh運(yùn)行不穩(wěn)定,壓力波動(dòng),甚至引起殼體及出水管路系統(tǒng)實(shí)例2:某發(fā)電公司11號(hào)、12號(hào)2臺(tái)220MW機(jī)振動(dòng);在確定場(chǎng)程時(shí),應(yīng)使設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和運(yùn)行工況點(diǎn)相組各配3臺(tái)(甲、乙、丙)48Sh-22X型循環(huán)水泵,2臺(tái)一致,并同時(shí)考慮出水管路系統(tǒng)的長(zhǎng)短阻力大小及最機(jī)組中的丙泵已改為雙速泵(高速485r/min、低速高用水設(shè)備的安裝標(biāo)高,使所選定的揚(yáng)程足以克服系425r/min)。根據(jù)氣溫和負(fù)荷的變化,1年中大約雙高統(tǒng)阻力和保證最高用水設(shè)備上水。在確定設(shè)計(jì)參數(shù)速泵并聯(lián)運(yùn)行7個(gè)月,高、低速泵并聯(lián)運(yùn)行3個(gè)月,單時(shí),應(yīng)以1年中運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工況作為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。高速泵運(yùn)行1個(gè)月,運(yùn)行效率低,耗電量大。與其它電廠同類型機(jī)組相比,循環(huán)水泵的廠用電率明顯偏高,其2.3主要技術(shù)措施主要原因是泵的設(shè)計(jì)參數(shù)與循環(huán)水系統(tǒng)匹配不當(dāng)。例為了確保改造后循環(huán)水泵的性能,葉輪設(shè)計(jì)采用如,雙高速泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí),泵的揚(yáng)程僅為21m,對(duì)應(yīng)流相似換算法,選用可靠的高效水力模型。新葉輪既要量約為13200m3/h,與設(shè)計(jì)工況點(diǎn)偏離較遠(yuǎn),效率降保持模型泵的高效型線特點(diǎn),又要與原泵殼體和軸匹低,在單泵運(yùn)行時(shí)效率更低。2006年~2007年對(duì)2臺(tái)配。葉輪應(yīng)采用樹(shù)脂砂坭芯工藝,整體鑄造,葉輪葉片機(jī)組6臺(tái)循環(huán)水泵全部進(jìn)行了技術(shù)改造,改造后各泵型線必須準(zhǔn)確。葉輪流道表面粗糙度R≤12.5pm,流量增大到14000m3/h以上。在各種運(yùn)行方式下運(yùn)葉片的進(jìn)、出口邊按圖樣要求進(jìn)行打磨。葉輪必須進(jìn)行泵電動(dòng)機(jī)的電流均明顯降低,例如12號(hào)機(jī)組在雙泵行靜平衡和動(dòng)平衡,精度不得低于G6.3級(jí)。葉輪的高速并聯(lián)運(yùn)行時(shí),單泵電動(dòng)機(jī)電流平均降低6A,總電材料可以采用碳鋼或不銹鋼,在汽蝕條件不良的情況流降低12A;高、低速泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)總電流平均降低下最好采周抗汽蝕性能好的高強(qiáng)度不銹鋼。11A;單泵高速運(yùn)行時(shí)平均電流降低11.7A,全年可節(jié)電79.61萬(wàn)kW·h。2臺(tái)機(jī)組年可節(jié)電147.03萬(wàn)3循環(huán)水泵改造實(shí)例kW·h3.148Sh-22型循環(huán)水泵3.2XJ48-18型循環(huán)水泵48h-22型循環(huán)水泵廣泛用于1MW、15V山中國(guó)煤化工00MW機(jī)組配套MW和200MW機(jī)組是我國(guó)電廠使用最多的大型單其設(shè)CNMHGm,效率88%。某熱級(jí)雙吸臥式循環(huán)水泵,其主要設(shè)計(jì)參數(shù)為:流量11000電廠8號(hào)機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)中,采用雙泵并聯(lián)向3臺(tái)冷m3/h,揚(yáng)程26.3m,效率86.8%轉(zhuǎn)速485r/min。該凝器供水方式,單泵的實(shí)際流量約為11000m3/h,低[熱力發(fā)電·20012)技術(shù)交流于設(shè)計(jì)值,對(duì)應(yīng)揚(yáng)程為25m,高于設(shè)計(jì)值,效率低于當(dāng)2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)更遠(yuǎn),效率更低85%。該機(jī)組所需最大冷卻水量為27000m3/h,而2僅為65.25%。另外,該泵葉輪汽蝕比較嚴(yán)重,運(yùn)行不臺(tái)泵總流量只有2200m3/h,汽輪機(jī)運(yùn)行真空低,機(jī)到1年葉片穿孔。為此對(duì)4臺(tái)泵全部進(jìn)行了改造。組不能滿發(fā),夏季尤為嚴(yán)重。因此對(duì)2臺(tái)泵進(jìn)行了改改造后3臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)單泵流量為6696m3/h,3造。改造后單泵流量為15960m3/h,揚(yáng)程22.05m,臺(tái)泵的總流量達(dá)到20088m3/h,比改前增加了2214效率為90.27%(與原泵實(shí)際運(yùn)行工況相比,流量增加m3/h;當(dāng)2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)單泵流量為6984m3/h,約5000m23/h,揚(yáng)程降低3m,效率提高了5.27個(gè)百總流量達(dá)到13968m3/h,比改前增加了1670m3/h;3分點(diǎn))。由于流量大幅度增加使汽輪機(jī)的排汽溫度下臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程為17.4m,2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)揚(yáng)降了3℃,汽輪機(jī)負(fù)荷增加了1600kW。因流量增加程為16m;3泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)效率為89.85%,2泵并聯(lián)較多,電動(dòng)機(jī)電流平均增加16A,兩項(xiàng)綜合,機(jī)組熱耗運(yùn)行效率為86.17%,比改前分別提高了21.15和值凈下降681kJ/(kW·h),折合標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降2.3320.92個(gè)百分點(diǎn)。各泵運(yùn)行電流平均下降了9.5Ag/(kW.h),年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2567t年節(jié)煤費(fèi)74.822按3臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行和2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行各半年(430萬(wàn)元,年節(jié)運(yùn)費(fèi)28.242萬(wàn)元。同時(shí),年增加發(fā)電量h)、機(jī)組平均負(fù)荷110MW計(jì)算,年節(jié)電174.53萬(wàn)1030萬(wàn)kW·hkW·h,節(jié)約電費(fèi)40.67萬(wàn)元(按0.233元/(kWh)計(jì));按高溫季節(jié)3臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行4300h,真空提高3.332SA-19A型循環(huán)水泵0.6kPa(真空度提高0.645%)計(jì)算,煤耗降低32SA-19A型循環(huán)水泵是50MW機(jī)組配套泵,0.516%,可節(jié)煤942t,節(jié)約燃料費(fèi)14.13萬(wàn)元?？傇?100~300MW機(jī)組的母管制循環(huán)水系統(tǒng)中使用計(jì),全年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用54.8萬(wàn)元也較多。該泵設(shè)計(jì)流量為5000m3/h,揚(yáng)程為26m效率為90%,在一些電廠不能滿足要求3.432Sh-19A型循環(huán)水泵實(shí)例1:某電廠5號(hào)機(jī)組(50MW)安裝2臺(tái)325A-32Sh-19A型循環(huán)水泵一般為50MW機(jī)組配19A型循環(huán)水泵,循環(huán)水系統(tǒng)為單元制。當(dāng)單泵運(yùn)行套,其設(shè)計(jì)參數(shù)為:流量5310m3/h,揚(yáng)程29m,效率時(shí)揚(yáng)程只有17m,此時(shí)流量約為5800m3/h。由于運(yùn)84%。該型泵在大多數(shù)電廠運(yùn)行效率都遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)行工況點(diǎn)偏離高效區(qū)較遠(yuǎn),實(shí)際運(yùn)行效率只有70%,值因此耗電量大電動(dòng)機(jī)電流高達(dá)(95~100A(電壓3000V)。改造某電廠2臺(tái)65MW機(jī)組共安裝4臺(tái)32Sh-19A后機(jī)組滿負(fù)荷工況單泵運(yùn)行時(shí),流量達(dá)到6854m3/h,型循環(huán)水泵循環(huán)水系統(tǒng)為擴(kuò)大單元制,正常運(yùn)行工況揚(yáng)程為17m,效率達(dá)到87.46%。與改造前相比,泵的為3臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用,運(yùn)行時(shí)泵的出口壓力僅為實(shí)際流量約增加了1000m3/h,使凝汽器的冷卻倍率(0.15~0.17)MPa,一般0.15MPa即可滿足系統(tǒng)要由改造前的40倍增加到49倍汽輪機(jī)的排汽溫度下求。由于泵的工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)較遠(yuǎn),運(yùn)行效率降了2.23℃,汽輪機(jī)真空提高了1.32kPa(提高真空只有60%左右。對(duì)2臺(tái)泵進(jìn)行改造后實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)度1.35%)。按改造前1年機(jī)組發(fā)電量2.15億kW·h為:揚(yáng)程19.9m(出口壓力0.185MPa),流量7023計(jì)算,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1229t,節(jié)約費(fèi)用17.4萬(wàn)元(當(dāng)時(shí)m3/h,效率77.8%。與改造前比較,運(yùn)行電流下降2煤價(jià)141.5元/t)。改造后,在流量大幅度增加的情況A,按年運(yùn)行7000h計(jì)算,年節(jié)電12.37萬(wàn)kW·h,折下,運(yùn)行電流仍降低了6.2A,按改前機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)合節(jié)約費(fèi)用2.47萬(wàn)元(電價(jià)0.2元/(kWh))。因流數(shù)5100h計(jì)算,全年節(jié)電13萬(wàn)kW·h,節(jié)約電費(fèi)量增加約1000m3/h,使凝汽器真空提高了0.7kPa,2.55萬(wàn)元(當(dāng)時(shí)上網(wǎng)電價(jià)0.1962元/(kW·h)。2項(xiàng)每年節(jié)煤2730t,節(jié)約費(fèi)用27.3萬(wàn)元(當(dāng)時(shí)煤價(jià)為100綜合,每年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約20萬(wàn)元元/t)。2項(xiàng)綜合,每年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用2977萬(wàn)元實(shí)例2:某電發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組(125MW)配備4臺(tái)32A-19A型循環(huán)水泵投運(yùn)后耗電量大運(yùn)行電3.524sh-19型和24A-18型循環(huán)水泵流達(dá)(54~55)A,已接近最大允許電流。原因是運(yùn)行中國(guó)煤化衛(wèi)循環(huán)水泵原為25工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)較遠(yuǎn),運(yùn)行效率低。例如,當(dāng)3MWCNMHG設(shè)計(jì)參數(shù)為:流量臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程為18.16m,單泵流量為59583170m3/h,揚(yáng)程32m,效率89%轉(zhuǎn)速970r/min,配m3/h,3臺(tái)泵總流量為17974m3/h,效率為687%;(下轉(zhuǎn)第75頁(yè))熱力發(fā)電·200(2的」技術(shù)交流動(dòng)作頻率減少延長(zhǎng)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用壽命,提高了控制系統(tǒng)的魯棒性,一般能使空預(yù)器漏風(fēng)率降低約[參考文獻(xiàn)]10%。該控制系統(tǒng)作為電站鍋爐的重要控制設(shè)備在[1]欒秀春李士勇.火力發(fā)電機(jī)組鍋爐控制技術(shù)的新進(jìn)展保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中發(fā)揮著積極的作用。到目[J.熱能動(dòng)力工程2003,18(4):329-33前,該控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外十余個(gè)電廠的近30多臺(tái)機(jī)組[2]李士勇.模概控制神經(jīng)控制和智能控制論[M]哈爾濱工上投入實(shí)際應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益業(yè)大學(xué)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頁(yè))效率87.3%。與改造前相比,實(shí)際流量約增加300用電動(dòng)機(jī)功率380kW。某熱電廠1號(hào)泵房的6臺(tái)m3/h,效率提高約17個(gè)百分點(diǎn)。改后電流為28.5A,24Sh-19型循環(huán)水泵實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程只有22m,因?qū)嶋H比改造前平均降低8A.按機(jī)組年運(yùn)行8760h以及運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)較遠(yuǎn),運(yùn)行效率一般只有年平均運(yùn)行4臺(tái)泵計(jì)算,全年節(jié)電236.71萬(wàn)kW·h,60%左右。為此,對(duì)6臺(tái)泵全部進(jìn)行技術(shù)改造。改造按電價(jià)0.2元/kW·h計(jì)算,則年節(jié)約電費(fèi)47.342萬(wàn)后,最佳工況點(diǎn)的流量接近3600m3/h,揚(yáng)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中國(guó)煤化工CNMHG熱力發(fā)電·200126