曾德江
摘 要:廣東紅海灣發(fā)電有限公司給水泵前置泵存在功耗大,且流量較小時,常出現(xiàn)串軸、轉(zhuǎn)子晃動等問題,安全性能差,為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源降低排放,提高前置泵的安全性,通過全面安全節(jié)能優(yōu)化診斷測試及分析,對該型前置泵進(jìn)行安全節(jié)能優(yōu)化及技能改造,提高泵的效率和安全穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:節(jié)能優(yōu)化;前置泵;節(jié)能減排;安全穩(wěn)定性
1 試驗(yàn)結(jié)果及分析
試驗(yàn)結(jié)果如表1。
結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場對泵的解體檢查發(fā)現(xiàn)#1A前置泵存在下列問題:(1)揚(yáng)程太高,配套性差,耗電大,滿負(fù)荷時,#1A前置泵的揚(yáng)程仍然高達(dá)137.88m,電功率高達(dá)541.71kW;#1A低負(fù)荷305.5MW時,揚(yáng)程為151.13m(見表1),過高的揚(yáng)程必然造成耗電大。(2)在低負(fù)荷時運(yùn)行時很不穩(wěn)定,常出現(xiàn)轉(zhuǎn)子抖動、串軸問題。(3)泵體蝸殼隔舌附近嚴(yán)重刷損,造成蝸殼效率低。(4)泵效率不高,#1A前置泵運(yùn)行時的最高效率只有75.92%,效率很低,與同類型先進(jìn)機(jī)組比起來相差6-9%。
表1 #1A前置泵不同工況下的參數(shù)
2 經(jīng)濟(jì)、安全綜合測試分析
2.1 經(jīng)濟(jì)性差的原因分析
前置泵除效率不高以外,配套性差,揚(yáng)程過高,也導(dǎo)致汽泵可用汽蝕余量偏大從而使前置泵經(jīng)濟(jì)性變差。前置泵的作用就是防止汽泵汽蝕,在設(shè)計(jì)工況下,我們是按主泵可用汽蝕余量Ha=(1.5~2.5)倍必需汽蝕余量NPSHr的要求來確定怎么選取前置泵,這樣才能使得汽泵更安全可靠并且能有很好的經(jīng)濟(jì)性。
2.2 小流量時穩(wěn)定性差的原因分析
由于前置泵是雙吸葉輪結(jié)構(gòu),比轉(zhuǎn)數(shù)只有56.7,屬于低比轉(zhuǎn)數(shù)泵,但它具有較高揚(yáng)程,額定負(fù)荷時出口壓力達(dá)到2.41MPa,揚(yáng)程138.75m,要達(dá)到這么大揚(yáng)程必然要配備大直徑(φ661mm)前置泵,從而使重量加加重,加上泵內(nèi)葉輪流道工藝制造較差,兩邊的葉輪對稱不良,更增加了對泵穩(wěn)定性的破壞,使得轉(zhuǎn)子發(fā)生串軸和旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。
3 經(jīng)濟(jì)安全性的改進(jìn)方法和措施
3.1 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定合理設(shè)計(jì)參數(shù)
機(jī)組額定負(fù)荷時前置泵的流量Q=1166.49m3/h,按6%裕量計(jì)算,那么改造后的流量應(yīng)為Q=1235.4m3/h,改進(jìn)后揚(yáng)程按優(yōu)化計(jì)算分析,H≥84m,從而確定改進(jìn)后最合理設(shè)計(jì)參數(shù)為:Q=1236m3/h H≥84m η≥82%。
3.2 降低泵的揚(yáng)程
(1)計(jì)算得到合理參數(shù)后,采取特殊的車削加工工藝,將葉輪外徑平均減小22.36%,并且讓葉片末端酷似魚尾形狀,這樣就使蝸殼與葉輪間的距離增大了,進(jìn)而也增大了緩沖環(huán)室空間,有利的削弱了低負(fù)荷下泵的壓力波動、轉(zhuǎn)動失速和流動不穩(wěn)的現(xiàn)象,使得轉(zhuǎn)子的剛度有了很大的提高;(2)采取打磨焊補(bǔ)的方法,使葉片出口角減少進(jìn)而提高葉片分布的均勻?qū)ΨQ性,打薄葉片末端厚度,以減少葉片出口的流動損失和提高泵內(nèi)流動的穩(wěn)定性。
3.3 提高泵的穩(wěn)定性
為了提高泵的抗汽蝕能力、效率以及流動的穩(wěn)定性,削除葉輪車削后,使泵效率下降的影響,對泵的葉輪和蝸殼的通流部分進(jìn)行改進(jìn),詳情措施如下:(1)改進(jìn)葉片出口角β2:將β2從25.15減少到23.57,打薄葉片出工作面,并使其長度在108mm及以上,修磨葉片出口厚度由9mm減少到4.1mm。(2)優(yōu)化前置泵葉輪入口葉型:魚頭形葉片具有高效率、抗汽蝕性強(qiáng)、流動均勻的優(yōu)點(diǎn),通過一定的加工工藝增大其開口數(shù),減少葉片入口節(jié)距誤差。
4 改造前后對比
改造后前置泵的穩(wěn)定性有了很大的提高,轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、振動變小,同時解決了在低流量時轉(zhuǎn)子抖動、串軸問題。為了能很好反應(yīng)這次改造的效果,對改后前置泵改進(jìn)行了性能測試,結(jié)果詳見表2,由試驗(yàn)前后對比可知:(1)改造后葉輪外徑雖然減小了22.3%,但由于泵內(nèi)流道部分改造,采用特殊加工方法對原葉輪和蝸殼的流道進(jìn)行改進(jìn),并采用具有高效率的魚頭葉型等措施,不僅削除了葉輪打磨車削后引起的效率下降,反而將前置泵的效率提高了6-13%,使泵運(yùn)行時效率高達(dá)83.58%。(2)改后前置泵揚(yáng)程雖然下降了54m,但泵的出力和效率有很大的提高,揚(yáng)程仍有85m,對應(yīng)可用汽蝕余量NPSHa=95m,給水泵的必須汽蝕余量NPSHr=39m,Ha=2.43,故此,節(jié)能改進(jìn)后前置泵的揚(yáng)程符合汽泵對汽蝕性能的要求。(3)前置泵改造后電流下降了18.5-26.7A,電功率下降了197-238KW平均下降了211kWh,節(jié)約了電能。
表2 #1機(jī)A前置泵節(jié)能改造后試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表
5 結(jié)束語
在泵件均不更換的前提下,對#1機(jī)A前置泵進(jìn)行了安全節(jié)能優(yōu)化改進(jìn),對原葉輪、蝸殼進(jìn)行通流部分改造,使泵效率提高了6-13%,最高運(yùn)行效率達(dá)83.58%。該泵改后,電流下降了18.5-26.7A電功率平均下降了211kWh節(jié)約了電能改后解決了低負(fù)荷時轉(zhuǎn)子抖動串軸問題,振動、軸承溫度等都達(dá)到了優(yōu)良水平,提高了安全穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
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