电动水泵范文

2024-07-25

电动水泵范文（精选8篇）

电动水泵第1篇

目前火电厂锅炉给水系统一般由一台30%~40%MCR的电动给水泵和两台50%MCR的汽动给水泵共同组成[1,2]。直流炉给水控制系统通过调节给水泵转速来控制省煤器入口流量, 汽包炉给水控制系统通过控制省煤器入口流量作为汽包水位三冲量的一个冲量。因此精确、平稳地控制省煤器入口给水流量是给水控制系统的关键, 如果不能很好地保证并列运行的各台给水泵的出力和出口压力, 可能会出现给水泵之间相互抢水[2,3]。

1 电动给水泵与汽动给水泵并列运行存在的问题

配备汽动给水泵的火力发电机组正常运行工况下2台汽动给水泵运行, 电动给水泵备用, 正常运行时由于两台汽动给水泵工作特性曲线基本相同, 所以只要维持两台汽动给水泵转速相近就可以维持两台泵的出力、出口压力、流量基本相同[4], 不会出现两台给水泵之间相互抢水的问题。当特殊工况时可能会需要电动给水泵与汽动给水泵并列运行且共同参与调节;由于电动给水泵和汽动给水泵工作特性不同, 给水泵再循环调节阀调节波动等因素的影响, 在给水流量变化时, 因为给水泵出口压力与给水泵转速为平方的关系, 很容易出现两台泵出口压力偏差大而造成出口压力低的泵出口流量急剧减少或不出水的现象, 即出现抢水现象。抢水严重时出口压力较高的泵会将出口压力较低的泵的出口逆止门在压差的作用下关闭, 出口压力较低的泵会在逆止门关闭的情况下, 入口流量降低联锁, 打开最小流量再循环门, 失去供水作用, 引起总给水流量大幅波动, 危及机组安全稳定运行。现在运行机组的电动给水泵与汽动给水泵组合方式并列运行时大多数机组采取的方法有两种:a) 电动给水泵与汽动给水泵的出力依靠运行人员不断手动改变电动给水泵与汽动给水泵转速指令的偏置防止给水泵抢水, 这样增加了运行人员的劳动强度;b) 电动给水泵和汽动给水泵各单独设置一套调节系统, 由于两套调节系统调节同一被调量, 因此易出现两套系统的互相扰动。

2 工作特性不同的给水泵并列控制方法

为了克服工作特性曲线不同的电动给水泵与汽动给水泵并列运行时给水泵之间相互抢水的问题, 本文提出一种电动给水泵与汽动给水泵并列运行自动控制方法, 目的是能够实时自动控制电动给水泵与汽动给水泵的转速偏置, 自动纠正电动给水泵与汽动给水泵之间的流量偏差, 使运行中各给水泵的入口流量始终控制在设计出力比例, 防止电动给水泵在变工况过程中出现并列运行的给水泵之间因出口压力偏差大引发抢水而造成的流量大幅波动。

2.1 电动给水泵入口流量设定值计算

首先对给水泵的状态和给水泵出口门的状态进行逻辑判断:如果一台给水泵在运行状态, 且给水泵出口门在全开状态, 就逻辑判断为本台给水泵正在正常工作状态;电动给水泵在运行状态且电动给水泵出口门全开时判定电动给水泵在工作状态;A汽动水泵在运行状态且A汽动给水泵出口门全开时判定A汽动给水泵在工作状态;B汽动电动给水泵在运行状态且B汽动给水泵出口门全开时判定B汽动给水泵在工作状态。如果本台给水泵在正常工作状态就将本台给水泵的入口流量计为有效流量, 否则不计为有效流量;各泵有效流量相加就是给水泵总入口流量 (F) 。SAMA图如图1所示。

根据各给水泵的工作状态和各给水泵的额定容量, 计算出电动给水泵入口流量的设定值:如果给水泵在正常工作状态, 就将本泵的额定容量计为有效额定容量, 否则有效容量计为0, 各有效容量相加就是总有效额定容量, 电动给水泵的额定容量除以总有效额定容量就是电动给水泵应该占有的给水泵总入口流量的比例 (R) 。

图2是计算电动给水泵入口流量应占所有给水泵总入口流量的百分比SAMA图。设定A汽动给水泵为A3%MCR容量, B汽动给水泵为A4%MCR容量, 电动给水泵为A5%MCR容量;A汽动给水泵在工作状态时就将A汽泵的有效容量计为A3, 否则将A汽泵的有效容量计为0;B汽动给水泵在工作状态时就将B汽泵的有效容量计为A4, 否则将A汽泵的有效容量计为0;电泵在工作状态时就将电泵的有效容量计为A5, 否则将电泵的有效容量计为0。假设两台汽动给水泵和一台电动给水泵同时正常工作则电动给水泵入口流量占给水泵总入口流量的比例应为A5/ (A3+A4+A5) 。

电动给水泵应该占有的给水泵总入口流量的比例 (R) 再乘以给水泵总入口流量 (F) 就是电动给水泵入口流量的设定值 (SP) 。

其中各给水泵的额定容量A3、A4、A5可以根据工程设计书进行整定。

2.2 电动给水泵液耦指令偏置控制

通过PID自动控制电动给水泵指令偏差的大小, 使电动给水泵入口流量在设计比例值。SAMA图如图3所示。

电动给水泵入口流量的设定值 (SP) 和电动给水泵入口流量 (AI3) 作为设定值和过程值送到偏置控制PID的SP和PV端, 经PID运算后输出送到电动给水泵偏置手操器, 其中偏置手操器在SAMA图中是M4;给水泵总指令通过A汽动给水泵指令函数 (F1) 和A汽动给水泵手操器 (M1) 形成A汽动给水泵转速指令;给水泵总指令通过B汽动给水泵指令函数 (F2) 和B汽动给水泵手操器 (M2) 形成B汽动给水泵转速指令;给水泵总指令通过电动给水泵指令函数 (F3) 与电动给水泵指令偏置手操器 (M4) 相加, 再通过电动给水泵手操器 (M3) 形成电动给水泵控制指令;电动给水泵指令偏置手操器 (M4) 在手动模式时运行操作人员可以手动修改偏置值, 自动模式时PID会自动控制偏置手操器 (M4) 的输出值。

在实际应用过程中, PID参数整定可以将比例增益的作用稍弱、积分时间稍长以防止电动给水泵偏置动作过快, 把微分作用取消, 取消微分作用是防止因电泵入口流量波动引起电动给水泵液耦频繁抖动。

2.3 给水泵最小流量再循环回滞函数控制

由于给水泵最小流量再循环阀的开度大小也对给水泵入口流量产生影响。因此采用上述方法进行控制的前提是给水泵最小流量再循环的平稳控制。给水泵最小流量再循环阀的控制方法一般有两种方式:一种是采用常规的单回路PID调节控制方式;一种是采用回滞函数的随动调节方式[5]。单回路PID控制方法能够保证给水泵安全运行, 但最小流量再循环阀会频繁调整, 增加了再循环阀故障率;同时, 再循环阀的开度频繁地变化, 会影响锅炉总给水流量, 从而影响锅炉给水自动地调整, 严重时可能造成给水自动控制发散, 影响机组运行安全[6]。因此给水泵最小流量再循环调节阀采用回滞函数的随动调节方式。

两条给水泵入口流量阀门开度函数曲线分别为阀门关闭方向开度折线函数 (F4) 和阀门打开方向开度折线函数 (F5) , 两条曲线之间的间隙部分可以消除流量波动对调节阀门的影响, 避免再循环阀门的频繁调节, 减少入口流量因再循环调门引起的波动。折线函数整定值根据给水泵制造厂提供的流量保护定值整定, 控制方法如图4所示。

3 结语

电动给水泵与汽动给水泵并列运行自动控制方法, 能够实时自动控制电动给水泵与汽动给水泵的转速偏置, 自动纠正电动给水泵与汽动给水泵之间的流量偏差, 使运行中各给水泵的入口流量始终控制在设计出力比例, 避免电动给水泵和汽动给水泵并列运行时出现的抢水现象, 可以将电动给水泵和汽动给水泵任意组合方式并列运行, 提高给水自动调节系统的调节品质和使用效率。

摘要：对火力发电厂锅炉给水控制系统中工作特性不同的电动给水泵与汽动给水泵并列运行的自动控制方法进行了研究, 提出一种自动控制方法, 自动纠正电动给水泵与汽动给水泵之间的流量偏差, 使并列运行的电动给水泵和汽动给水泵的入口流量始终控制在设计出力比例, 解决了电动给水泵与汽动给水泵并列运行时相互抢水的问题。

关键词：抢水,并列运行,给水泵,工作特性,自动控制

参考文献

[1]冯伟忠.1 000 MW超超临界机组给水泵及系统优化[J].中国电力, 2010, 43 (8) :26-30.

[2]何育声.机组自动控制技术[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[3]王建伟, 杨培成.超临界600 MW机组给水控制策略[J].热力发电, 2010, 39 (2) :78-84.

[4]李敬, 崔振东, 李明, 等.变速给水泵特性的数学模型[J].东北电力学院学报, 2004, 24 (6) :24-27.

[5]孙津, 汪蓉, 金国强.回滞函数法在防止给水泵汽蚀中的应用[J].热力发电, 2009, 38 (12) :95-97.

电动水泵第2篇

泵变频改造为例，分析对给水泵进行交流变频改造的可行性，分析了给水泵改造的经济性和节能效果，說明给水泵变频改造是电厂节能降耗的可行途径。利用高压变频调节技术实现汽轮机组给水泵调节，取代液力耦合器调节，不仅可以达到投资节省，而且系统结构简单，运行及维护经济，达到很好的节能效果。

关键词：给水泵变频器节能改造

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0035-03

在火电厂中，电动给水泵容量大、耗电多，是主要的耗电设备。该设备的经济运行，对于降低厂用电率、降低发电成本、提高企业竞争力有着重要作用。

1 给水泵组简介

阜新金山电厂现有4×150 MW汽轮发电机组，每台机组按4×100%额定容量配置电动给水泵组。泵组由主给水泵及其液力偶合器、电动机构成，其中主给水泵向锅炉连续供水并向锅炉过热器、再热器及汽轮机高压旁路提供减温水，液力偶合器通过调整电动机与主给水泵的转速比以调节泵的出力。给水泵组采用1运1备的运行方式，通过锅炉给水调节门及液力偶合器调节进入锅炉水量，其系统结构如图1所示。

给水泵组参数：给水泵额定转速4 700 r/min；轴功率3 800 kW；电机转速1 491 r/min；电机功率3 800 kW；额定电流418 A；额定电压6 000 V；液力偶合器额定功率3 335 kW；输入/输出转速1 490/4 800 r/min。

2 变频改造的必要性

制造厂的相关研究资料表明：液力偶合器的效率等于其实际运行输出转速与额定转速之比。由于液力偶合器的额定转速都是和给水泵的最大出力相配套的，就液力偶合器本身而言，处于高转速比下工作才能获得最高的效率。但设计上给水泵的最大出力为锅炉最大连续蒸发量的110%，高于机组的额定出力需要，同时正常运行中机组由于负荷分配和调峰等因素影响，偶合器经常偏离额定负荷运行，年平均负荷率一般在70%左右。观察图2中的液力偶合器效率曲线，可以清楚地看到在低负荷下，如给水泵转速在69.82%时能量损耗达到60%。

阜新金山电厂2016年上半年平均负荷率为70%，可以看出给水泵采用液偶调速的运行方式经济性较差。利用高压变频调节技术实现汽轮机组给水泵调节，取代液力耦合器调节，存在以下优点。

（1）给水泵电动机实现了真正的软启动、软停车，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流、峰值电流和峰值时间大为减少，可消除对电网和负载的冲击，避免产生操作过电压而损伤电机绝缘，延长了电动机和水泵的使用寿命。

（2）变频器设置共振点跳转频率，可以避免水泵处于共振点运行的可能性，使水泵工作平稳，轴承磨损减少，启动平滑，消除了机械的冲击力，提高了设备的使用寿命。

（3）由于低负荷下转速降低，减少了机械部分的磨损和振动，延长了设备检修周期，可节省大量的检修费用。

（4）给水泵是火力发电厂中耗电量最大的一类辅机，提高水泵运行效率，降低水泵的电耗，对于降低厂用电率，提高电厂经济效益有明显的效果。

3 变频改造方案

3.1 给水泵变频改造基本原理

电动机变频调速是利用变频装置作为变频电源，通过改变异步电动机定子的供电电源频率f，使同步转速n1变化，从而改变异步电动机转速n，实现调速的目的。其原理是：对于水泵来说，流量Q与转速N成正比，扬程H与转速N的二次方成正比，而轴功率P与转速N的三次方成正比，它们之间的关系变化见表1。

表1可看出，用变频调速的方法来减少水泵流量进行节能改造的经济效益是十分显著的，当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。

3.2 给水泵变频改造实施方案

给水泵变频改造主要分为3个部分。

一是对液力偶合器油系统进行改造。将液力偶合器改造成多功能液力偶合器，在保留液力偶合器调速功能的基础上，增加液力偶合器的增速齿轮箱输出功能。通过这一改造液力偶合器具备了两种功能：一是工频运行时的液力偶合器的调速功能；二是变频运行时（将勺管固定在100%位置）的增速齿轮箱输出功能。两种功能可以通过勺管进行切换。有了这两种功能，配套相应的变频器等电气设备，就可以通过切换实现给水泵变频运行。

二是电气回路改造。在对液力偶合器进行改造的基础上，通过增加一台与给水泵电动机配套的高压变频器和断路器开关实现两台电动给水泵的变频调速（一拖二方式）。电动给水泵实现变频一拖二的办法是：选配一台变频器，从两台电动给水泵断路器负荷侧与变频器电源侧配置两个断路器，变频器输出侧配置两个断路器，分别与两台给水泵电动机输入端工频并接，实现通过切换（偶合器调速方式也随之相应切换）的变频一拖二运行方式。采用这种接线方式既便于给水泵的定期切换运行，又便于互相备用。正常运行方式为变频调速泵运行，液力偶合器调速泵备用，两台泵可定期自动切换变频调速运行。接线图见图3。

三是控制系统改造。将变频器的接口与原来的DCS连接起来，把相关的控制端子引入到控制室，满足远方操作控制的要求。同时增加新增液偶油泵控制回路。

4 变频改造后的经济效益分析

负荷工况表见表2。

给水泵电机额定功率3 800 kW；额定电压6 kV；额定电流418 A；额定转速1 491 r/min。

（1）满负荷下工频运行系统实际消耗功率。

P1=1.732UIcos?=1.732×6×402×0.85=3 551 kW

（2）70%负荷（105 MW）时工频运行系统实际消耗功率。

P2=1.732UIcos?=1.732×6×273×0.85=2 411 kW

（3）变频改造后，70%负荷（105 MW）时系统实际消耗功率。

P3=（3 850.3/4 534.2）3×3 551=2 174 kW

变频改造后70%负荷（105 MW）下的节电量：

ΔP=（2 411-2 174）=237 kW

平均节电率为：237÷2 411=9.83%。

（4）4台机组变频改造后年平均节电量。

237×6 100×4=5 782 800 kW·h

（5）年节电金额。

5 782 800 kW·h×0.37元/kW·h=214万元

（6）年节约标煤：供电煤耗按356 g/kW·h计算，年节约标煤=356 g/kW·h×5 782 800 kW·h=2 059 t。

5 结语

电动给水泵改造为变频调整之后，通过减少锅炉给水调节门的节流损失、提高给水泵在低流量偏离额定工况的效率来提高给水系统整体的运行效率，总体而言，给水泵的变频改造投资少，效益明显，采用高压变频技术，确保了设备安全、运行稳定，是一种可取的节能方式。

参考文献

[1]林灿铭，陈暖文.给水泵变频改造应用实例[J].广东电力，2010，23（3）：76-79.

[2]谭世海，李忠芬，冉启阳，等.变频技术在给水泵节能改造中的应用[J].电机与控制应用，2010，37（2）：34-36.

浅析大型电动潜水泵的检修技术第3篇

能源中心是邯郸钢铁公司生产用水的主要处理和供给部门, 其中连铸连轧循环水处理系统配备的大型电动潜水泵为德国进口设备, 经过近十年的使用, 运行效果良好, 但是单台设备年外委维修费用高达几万元, 而且检修周期长, 影响生产运行。经过长期对事故问题的观察、分析和总结, 我们能够自主完成检修技术任务, 检修完成后设备使用状况良好。

二常见事故问题

1.机械密封损坏。机械密封是电机与泵连接的关键部件, 它一方面阻止泵内的污水向密封腔内泄漏, 另一方面阻止密封腔内的油向电机腔内泄漏, 所以机械密封在潜水泵内起屏障的作用。造成机械密封泄漏的主要原因有:

(1) 端面泄漏。安装时方法不正确使得两端面贴合不上, 导致端面有缝隙、不平, 端面之间存在异物等问题, 形不成油膜, 起不到密封的效果, 造成端面泄漏。

(2) 静环和压盖之间泄漏。静环和压盖之间的O形密封圈弹性不好或设计时密封圈的压缩量小于10%都会使高压的污水泄漏到密封室。

(3) 动环“O”型圈密封不严。动环O形密封圈与轴之间的泄漏, 动环O形密封圈紧套在轴上, 以压缩来实现密封效果。密封圈弹性不好、压缩量小, 起不到密封的效果;轴的硬度低, 时间长了会磨出沟痕等都会使高压污水沿轴壁泄漏到密封腔。

(4) 弹簧失效引起泄漏。两端面紧密贴合是靠弹簧的压力来实现的, 当弹簧压力小或弹性差都会使端面分离后不能再贴合, 进而造成输送介质的泄漏。

(5) 机械密封散热不好引起泄漏。机械密封摩擦产生的热量无法及时散发, O形密封圈在高温时会变性, 失去弹性。动环、静环是合金材料, 在高温时容易炸裂。一旦机械密封失效后, 输送污水将进入油室内和泄漏腔, 造成油室内油脂的乳化, 使油脂的润滑与降温效果得不到保证, 从而破坏二道密封, 最终导致轴承温度过高而报警停机。污水进入泄漏腔, 触动机械密封室浮子开关, 同样造成机组停运。

2.过度冲刷。大型电动潜水泵的主要构成部件为:泵体、中段、泵盖、叶轮、电机等。中段是泵体与轴承支架之间的过渡段, 其材质根据输送介质不同而选材不同。邯钢KSB泵组选用铸铁, 外接触面与泵组输送污水直接接触, 造成表面及与轴承支架连接的螺栓孔和螺栓均受到严重的冲刷, 最终致使泵体中段出现泄漏点, 输送污水进入泄漏腔, 导致浮子开关报警, 造成机组停运。

3.轴承安装错误。大型电动潜水泵在运行时既要考虑叶轮旋转时产生的径向力, 同时还受到输送介质不断变化的轴向力, 为此在对轴承选型组合时, 一般会采用同型号角接触轴承。KSB液下泵采用型号为7321BECBM, 并排式单列角接触球轴承, 在设计时为避免因轴受热伸长, 而造成轴承卡死破坏, 以及悬臂端刚度要求较大, 选择轴承组合为背靠背布置。在对设备进行维护时, 如果检修人员误将轴承安装成面对面或串联, 势必造成轴承窜动量和振动的增大, 进而影响机组平稳运行, 同时造成液下泵密封部件在振动中出现损伤, 迫使机组停机。

4.叶轮脱落。在实际维护中发现, 叶轮在运行中出现不同程度的脱落, 造成电机载荷过大, 迫使其停机。造成叶轮脱落的原因主要有:

(1) 叶轮螺母与轴上的螺纹配合过松;

(2) 泵启停频繁但出口无阀, 叶轮螺母在设计时为了防松一般采用细牙螺纹, 旋向一般和叶轮旋向相反, 泵在使用时出口一般装逆止阀, 防止停泵时液体倒流致使叶轮反转而使叶轮螺母反转。

(3) 泵振动过大。

三采取的措施及实施方案

1.正确安装机械密封。本大型电动潜水泵采用上海博格曼密封件有限公司生产的型号为BGM1/100-G9的机械密封, 其安装形式为:在动环不变的前提下, 上机械密封选用静环为碳化硅 (SIC) , 下机封静环为碳化钨 (Wo C) , 如此搭配, 即有利于上机封热量可大量带走, 又避免了由于泵轴径向振动造成的下机封静环的破损。

安装方法如下:

(1) 安装时在与密封相接触的表面涂一层清洁的机油, 以便能顺利安装;

(2) 密封腔部位在安装时保持清洁, 密封零件进行清洗, 保持密封端面完好无损, 防止杂质和灰尘带入密封部位;

(3) 在安装的过程中严禁敲打和碰击, 以免造成机械密封破损而造成密封失效;

(4) 转轴的径向跳动应≤0.04 mm, 轴向窜动量不允许>0.1 mm;

(5) 安装静环压盖时, 拧紧螺丝必须受力均匀, 保证静环端面与轴垂直;

(6) 安装后用手推动动环, 能使动环在轴上灵活移动, 并有一定弹性;

(7) 安装后用手盘动转轴, 转轴应无轻重感觉;

(8) 泵在运转前必须充满介质, 以防止干摩擦而使密封失效。

2.中段表层处理。为防止大型电动潜水泵中段与输送介质接触面造成的冲刷破坏, 须对其表面进行喷涂耐磨陶瓷材料, 同时将连接螺栓孔用橡胶皮塞塞住, 防止因输送介质在螺栓孔内部形成涡流而造成对螺栓破坏, 并且皮塞与铸造面持平。

3.正确安装轴承。采用同型号双单列角接触轴承背靠背布置安装, 防止潜水泵在运行时受到来自叶轮旋转产生的径向力和输送介质不断变化的轴向力, 还能避免因轴受热伸长, 而造成轴承卡死破坏, 以及悬臂端刚度较大的实际要求。

4.有效防止叶轮脱落。为防止叶轮脱落所采取的措施有:

(1) 查验出口逆止阀的有效性, 防止输送介质回流造成叶轮反转, 使其松动。

(2) 备母加装止退垫片, 检查备母螺纹是否滑扣, 确保其有效性。

(3) 正确安放支撑轴承, 防止泵组振动大。

四结束语

随着公司生产发展的需要, 对设备的稳定运行提出了更高的要求, 这就要求我们在设备维护时, 必须高标准、严要求, 以确保大型设备的长周期稳定运行, 适应公司的发展需要。

参考文献

[1]赵明生.单平, 等.机械工程师手册[M].第二版.北京:机械工业出版社, 2000:286—289

电动给水泵暖泵系统改造分析第4篇

1.1系统描述

某电厂主给水泵系统由三台并联的50%容量的电动泵组构成, 正常时两台运行, 一台自动备用, 为蒸汽发生器的二次侧提供所需的给水。每台给水泵组在9.85MPa.a的压力下能提供2150m3/h的有效输出流量。三台主给水泵并列布置在常规岛-7.2m, 除氧器来的水经过三条降水管、前置泵入口电动隔离阀, 进入前置泵, 再从前置泵经装有流量测量孔板的泵间跨接管, 进入压力级泵, 然后经出口逆止阀和电动隔离阀送往高压给水加热器。在压力级泵与出口逆止阀之间设有再循环管线以保证泵的安全运行, 每条再循环管线上有一只再循环流量调节阀。

1.2给水泵输送流体特点

额定工况下, 除氧器内水温149℃, 除氧器内压力0.35MPa, 根据JB/T 8059-2008高压给水泵技术条件的泵启动要求, 大型给水泵启动前需要暖泵以减少对泵的热冲击。主给水泵的动环由高硬度硬质合金钢制成, 由于其材料硬度高而脆, 温差过大容易导致密封环破裂, 泵输送高温水, 启动主给水泵之前要进行暖泵操作, 以降低热冲击对泵体和机械密封带来的不利影响。

1.3常规岛启机前暖泵方式

机组系统设计中没有暖泵回路, 但是在机组投产后根据运行中遇到的实际问题分析发现, 增加暖泵回路是十分必要的。在没有增加暖泵回路之前, 一般只有两种情况才进行暖泵:一是, 机组正常运行时, 主给水泵进行切换操作;另一种情况是, 在机组大修或小修后常规岛启动, 充水排气已完成, 除氧器水温达到80℃以上时, 启动APA主给水泵前进行暖泵操作。暖泵操作方法:打开压力级泵预暖阀, 开启前置泵入口隔离阀, 然后依次打开前置泵泵体疏水阀、跨接管线排气阀、压力级泵泵体疏水阀, 待泵壳温度与流体温度小于20℃时将各疏水排气阀门关闭。这种暖泵方式的优点对主给水泵各部分暖泵比较彻底, 前置泵、压力级泵内水得以流动。减少了对泵的热冲击, 也减小了主给水泵启动时振动。缺点是暖泵时间长, 不易控制泵体温升速率, 热水资源浪费, 使泵的运行环境恶化。尤其是当备用主给水泵应急启动时没有时间暖泵, 给主给水泵安全运行带来严重威胁。

2无暖泵回路的危害

2.1增加高加解列风险

2.1.1事件描述

2011年12月24日, 某机组处于调试期间的满功率运行状态, 按照计划准备执行TPAPA50 (主给水泵切换试验) , 随后执行TPRRC 58紧急停堆试验。主控开始执行主给水泵切换试验。首先模拟APA102PO电动给水泵的入口关闭信号, 该信号导致APA102PO故障跳闸, 处于备用状态的APA 302 PO立即自动启动, 5#高加3高水位出现, 导致高加自动解列。

2.1.2原因分析

除氧器在常规岛厂房13米, 高压加热器在0米, APA主给水泵在-7.2米, 从除氧器到高加入口管道内的水装量大概有14吨, 机组满功率运行时除氧器内水温147℃, 备用主给水泵及管道内的水温接近环境温度20℃, 与高加入口母管给水形成120℃的温差, APA主给水备用泵启动后, 短时间内将如此多的冷水打进高压加热器内, 导致高加入口水温快速下降, 为了维持供给蒸发器的给水温度, 需要给高加提供更多的热量, 汽轮机抽汽量增大, 导致冷凝水增加, 高加内水位上升, 最终触发高加水位3高信号, 导致高加解裂 (图2) 。

2.2热冲击对给水泵的影响

热冲击是指输送介质的温度突然变化对泵的影响, 主要表现在密封和强度两方面。APA主给水泵前置泵由于转速比较低所以采用填料式机械密封, 压力级泵采用盒式结构的机械密封。满功率工况下除氧器内水温147℃, 备用主给水泵泵内水温与环境温度一致, 约20℃, 当备用主给水泵启动后除氧器内高温水进入备用主给水泵内, 此时接近130℃的温差对泵产生较大的热冲击, 可能会引起主给水泵的机械密封的泄漏, 泵体、泵轴、叶轮发生变形, 在热应力的作用下甚至可能产生裂纹。

2.3污染二回路水质

2.3.1二回路水质参数

据统计, 世界各国核电站约有50%被迫停运是起源于蒸汽发生器的传热管破裂。可见保持蒸汽发生器二次侧良好的水质是至关重要的。机组化学技术规范严格规定了二回路水质各参数, 防止杂质对蒸汽发生器的腐蚀, 防止U形管破裂而使一回路水进入二回路, 导致放射性物质的扩散。

根据技术规格书, 正常功率运行期间排污水的Na—阳离子电导率关系, 共分五个区域, 如图3所示分五个区域。为了限制蒸发器的腐蚀, 技术规格书规定水质超标时, 必须按照规定实施纠正行动直至降负荷或者停机停堆。

2.3.2备用泵启动对水质的影响

常规岛汽水系统在大修期间几乎全部停运、排空, 很多系统设备进行解体检修, 在系统内积聚了大量的杂质, 如果启动前没有经过充分的冲洗和处理, 主给水供水后杂质将进入蒸汽发生器。常规岛启动及正常运行中第三台主给水泵一般不会启动, 除氧器出口至主给水泵出口母管内这部分水流动性比较差, 主给水泵启动后, 这部分水经过高加直接进入蒸发器, 导致蒸发器内杂质增多, 沉积在管板上表面、管子和管板的连接部位及流动死区等部位, 杂质会使得这些部位的应力腐蚀加剧, 引起一回路向二次侧的泄漏或传热管的破裂最终导致反应堆停闭, 造成放射性污染及经济损失。

3暖泵管线的技术改造

3.1暖泵技改的必要性

增加暖泵管线能够防止备用APA泵启动的时候遭受热冲击及减少APA泵启动时的暖管时间, 改善备用APA泵泵体及管道中的水质, 防止泵启动后SG水质变差, 防止备用泵系统中的冷水流经高加导致高加解列, 提高机组运行的稳定性, 所以增加暖泵管线是非常必要的。

3.2暖泵管线改造

由每台APA泵的跨接管线开孔, 引出一条Ф42.2×4.85的管线, 三条引出管线汇成一条母管进行暖管。暖管流程如图所示, 由运行的主给水泵提供暖泵水源。暖泵水从运行中的前置泵出口经过两道隔离阀分成两路, 一路经前置泵返回除氧器, 另一路经压力级泵及再循环管线返回除氧器。华东院建议方案是从压力级泵出口母管引出一根Ф60.3X6.35的管子, 分别接入三台前置泵下游中压管道上, 两种暖泵方案相比, 只是暖泵水源的来源不同。目前这种暖泵方式在运行安全性方面要高, 热量损失也要小, 三台泵跨接管线距离很近, 施工也很方便 (图4) 。

3.3改造后的暖泵效果

主给水泵增加暖泵管线后, 在主控KIT上可以检测到前置泵入口水温和除氧器内水温相同, 现场点温仪测得前置泵本体温度也和除氧器内水温接近, 可以看出增加暖泵管线之后取得了一定的运行效果。点温仪测得压力级泵泵体温度和环境温度相近, 说明经压力级泵、再循环管线的这路暖泵流量很小, 没有起到暖泵效果。压力级泵出口至高加入口母管这部分水没有得到预热, 依然存在备用主给水泵启动后高加解列的风险。该机组主给水泵切换后备用泵出口温度由149℃降至31℃, 也说明了压力级泵出口电动阀至高加入口母管这部分水没有得到预热。现场查看设备布置, 除氧器出口到前置泵入口管道粗, 布置直上直下, 而跨接管线、压力级泵、再循环管线管道弯处较多并且比前置泵入口管道细, 流阻比较大;前置泵进口和出口在同一水平面, 压力级泵是上进上出, 相比之下前置泵的流阻小, 加之暖泵管线过于靠近前置泵出口, 导致大部分暖泵流通过前置泵返回除氧器, 流过压力级泵的流量很少, 压力级泵吸入口和排出口都在泵的上部, 泵的下部形成死水区, 该部位的预热不能得到保障 (图5) 。

3.4改进方案

在暖泵管线上引出一根管线接至压力级泵疏水阀上游, 如图所示, 暖泵流经过阀门1和2之后分成两路, 一路通过阀门3和止回阀4从压力级泵的底部进入, 经再循环管线返回除氧器。另一路通过前置泵入口及压力级泵出口返回除氧器。这样使压力级泵内下部的水流动起来, 消除了压力级泵的下部死水区, 起到暖泵效果。和目前的暖泵回路相比, 本方案需要增加一路接往压力级泵的管线, 增加一个隔离阀和一个止回阀, 也增加了泄露的几率。改进方案能够解决目前压力级泵暖泵效果不好的问题, 能够降低压力级泵机械密封泄露的几率, 降低泵启动后的热冲击。

4结论

暖泵回路的改造可以降低备用主给水泵启动时高加解列的风险, 尤其冬天, 环境温度比较低, 暖泵效果比较明显。减少了对前置泵的热冲击, 但是压力级泵的暖泵效果没有达到预期, 改善备用APA泵泵体及管道中的水质, 防止泵启动后SG水质变差, 减少APA泵启动时的暖管时间, 提高机组运行的稳定性。目前的暖管方案还需进一步改进, 改进方案消除了压力级泵的下部死水区, 能够达到压力级泵的暖泵效果。

参考文献

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[3]关醒凡.现代泵技术手册[Z].1999, 9.

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[5]叶片泵设计手册 (沉阳水泵研究所) [Z].1983, 7.

电动水泵第5篇

通过本次分析讨论, 使我们对汽轮发电机组锅炉给水泵有更深层的了解和认识。不仅有利于设备的正常安全运行, 而且对电厂大型转动机械的检修也起到积极的促进作用。

1 给水泵及前置泵的轴密封故障原因和采取措施

由于锅炉给水泵的泵轴在运行中产生很高的线速度, 填料密封已不能满足运转要求, 因此采用机械密封来进行密封。机械密封的作用在于在非常狭小的轴向间隙内的动环与静环之间的配合密封面之间, 两个环的配合面之间形成一层极薄的液体膜, 从而达到密封泵体中介质的目的。该密封面必须得到良好的保护, 免遭损坏, 才能确保长期的使用寿命。特别是在关闭电源调试的初始阶段, 有杂质的锅炉给水将给机械密封造成极大的危险性。并且配合密封面的摩擦热量不能被及时带走, 也将对机械密封造成损害。鉴于此, 为了使锅炉给水泵的机械密封更安全平稳的运行, 一般采取以下措施:1) 提高锅炉给水品质, 减少凝结水系统及给水系统中介质的杂质及颗粒含量。2) 前置泵入口加粗精度过滤器, 前置泵出口和给水泵入口间加精密过滤器。3) 当泵运行时, 配合密封面之间的摩擦作用使密封腔内的液体加热, 为了防止加热液体气化, 必须将热量带走。为了达到此目的, 在密封的周围要配置一个通有冷却水的冷却室, 而密封腔内的循环液体通过闭合冷却回路循环。对闭合冷却回路内的循环液体进行冷却, 给每一机械密封提供一个冷却器, 并提供两个磁性滤网以达到净化水的目的。4) 外界冷却水来自工业水, 密闭冷却水为泵内介质。密闭冷却水将机械密封产生的热量带走, 通过外界冷却水换热, 从而达到冷却机械密封的作用。5) 机械密封在拆卸检修时, 检查结合面不得有划痕, 并且涂抹工业凡士林进行保护。损坏严重的必须更换。6) 机械密封动环和静环要配套使用。如需更换, 要成套更换。7) 对于分体式机械密封, 要确保动环随轴同步运转, 且配合密封面要垂直于泵轴轴线。压簧要无裂纹和锈蚀、要能正常伸缩。安装时, 要确保一定的压缩量。8) 对于整体式机械密封, 安装时也要使其配合密封面垂直于泵轴的轴线。

2 给水泵及前置泵的工作油及润滑油系统的故障原因和采取措施

油系统安装及运行的好坏在锅炉给水泵的安全平稳运行中起到关键性的作用。锅炉给水泵油系统分为工作油系统和润滑油系统。工作油系统:指液力偶合器的调速工作用油, 即五个开式回路重叠一个闭式回路构成以变换注油。润滑油系统:指供给主给水泵、前置泵及驱动电机的径向瓦和推力瓦的润滑油回路。

油系统常发生的故障有:系统部件的跑、冒、滴、漏;油压过高引起的油档溢油, 或油压过低引起的瓦温升高;油质不合格, 可能引起轴瓦振动超标, 甚至磨损。

为了满足油系统的安全正常运行, 一般采取以下措施:

1) 系统投运前, 仔细检查系统各连接处, 确保各连接处密封垫片加正、压实, 无偏装。试运期间如发现滴漏, 需及时进行相应处理, 确保系统无滴漏。2) 运行人员要熟悉系统, 要能正确操作。3) 按厂家说明书, 正确加装节流孔板, 调整各瓦进油压力;回油管要有一定坡度, 确保回油通畅。4) 设备及管路保持清洁。液力偶合器油箱用白面团和酒精进行清理, 保证油箱内清洁无杂质;油管路在安装过程中必须保证内部清洁, 需用白布和酒精进行清理。焊口一律采用管内充氩气的全氩弧焊接方式。5) 进行油冲洗, 确保油质合格。油冲洗是在设备正式运转之前, 对油系统设备及管路进行反复冲洗并过滤, 以达到油质合格的目的。一般采取以下措施:a.油管道要严格遵照管道洁净化安装工艺进行, 确保系统连接正确、阀门、法兰严密不漏, 内部清洁。b.油箱及各轴瓦要进行彻底的清理, 确保其内清洁无杂物。c.油系统阀门挂好明显标记, 防止误操作。d.所有油系统上有关热工测点正式安装完毕, 热工人员负责检查, 除必要的监视仪表外, 关闭其所有仪表的一次门。e.在冲洗过程中, 为使附着物尽早脱落, 要定期机械振打管路系统。并按照施工方案要求, 切换各瓦进油、清理滤网网。。f.在冲洗过程中, 同时采用过滤装置进行滤油, 以便提高油质清洁度, 缩短油冲洗时间。视阶段的油质清洁情况, 滤芯精度分别采用5μm, 3μm和1μm。定期采集、化验油样, 直到油质合格后, 油冲洗即告结束。g.首次运行300 h后, 检查油质和油量, 必要时要交换。以后每周检查一次, 每年检查工作油老化情况, 并根据油供货商的说明进行测量。

3 给水泵的推力轴承故障原因和采取措施

锅炉给水泵的径向轴承和推力轴承安装的好与坏, 将直接影响着泵组的安全运行。造成给水泵轴承故障的主要原因就是径向轴承或推力轴承间隙不合格, 导致瓦温过高, 引起故障的发生。所以在泵组的安装及拆卸过程中, 采取以下措施:

1) 正确安装径向轴承或推力轴承, 确保合格的径向和轴向间隙。2) 按照厂家安装说明书中有关的拆装顺序, 对径向轴承或推力轴承的径向和轴向间隙进行检查, 如发现不合格, 则按说明书要求或厂家意见进行处理, 合格后, 将轴承室内彻底清理, 进行回装。3) 注意M-G-F为径向滑动轴承, OM-G-F为多油楔轴承。这些轴承可以通过在里口周围对称排列的四个槽来辨认。而原则上不应用手刮研这些轴承。这是因为轴承孔是靠模具加工的, 所以不用刮研轴承。4) 在安装新轴瓦前, 检查轴承体内轴承座及轴承盖外径的尺寸精度。5) 如果需要, 重新加工温度控制的测量孔径。6) 轴瓦安装就位并用轴承盖螺母紧固后, 轴瓦在它的圆柱座内, 只能困难的转动, 如果圆柱轴承座太松, 就要重新加工轴承盖的表面, 直到所安装的轴瓦在它的圆柱座内很难移动为止。7) 对迷宫环进行着色检查。8) 检查推力瓦块上的磨损图纹, 消除轻微压印或划痕。若更换推力轴承块或需对合金摩擦面进行大范围的修整加工, 就要对安装情况及推力轴承盘进行着色检查。当安装新推力轴承时, 应用百分表检查推力盘的摆动情况, 转子不应该紧靠在泵体上。9) 为每套轴承块的一个推力轴承扇形块提供一个为温度控制的测孔, 并测量前瓦块上的孔深。10) 调整轴承间隙:e为推力轴承盘的宽度;c为推力轴承前面与轴承端盖的距离;d为面与轴承体的距离。计算轴承间隙S1g如下:S1g=c+d+垫片厚度-e。在泵的运行中, 影响推力轴承正常运转的因素很多, 其中最主要的就是推力间隙过小或油路不畅。根据以上原因, 可采取如下措施:a.在给水泵的安装和检修过程中, 对泵的推力间隙进行测量, 如间隙过小, 一般小于0.40 mm, 加垫处理。b.推力瓦块与推力盘接触面过少, 也将造成瓦温升高。如上述情况, 必须重新涂红丹找点、或进行更换。c.轴瓦的进回油管路畅通与否, 直接影响瓦温是否升高。d.正确调节进油管路上的进油阀开度。11) 检查轴承冷却水管路, 确保其畅通, 对轴承冷却水管路上的滤网定期进行清理, 使冷却水能够将轴承热量顺利带走。

4 结语

实践证明, 只要认真按说明书要求和相关规定进行安装或检修, 做好自检、互检和专检, 严格质量的过程控制, 做到有依有据、有记录、有验收、有监控, 就能做好电动给水泵组的安装或检修工作, 为汽轮发电机组的安全经济运行创造有利前提。

参考文献

[1]席洪藻.汽轮机设备及运行[D].济南:山东省电力学校, 2011.

[2]周加曼.300#space2;#MW火力发电机组故障分析[M].北京:中国电力出版社, 2000.

电动水泵第6篇

电动给水泵的容量优化项目位于甘肃省某市, 厂区占地21公顷, 工程规划建设2×300MW级抽汽供热机组, 匹配2台亚临界中间再热煤粉炉。本文是以笔者曾经设计的一个供热项目为例证来阐述说明。

1 给水泵驱动方案的比较与选择

就湿冷机组而言, 600MW及以上等级的机组采用小汽轮机驱动的汽动给水泵经济性较好。相关资料显示, 目前国内投运的600MW级机组, 除沙角C厂3×660MW亚临界机组按ALSTOM公司典型的设计思路采用3×50%的电动调速泵外, 其他项目普遍配置汽动给水泵, 并且小汽轮机的排汽均接入主凝汽器。而300MW级机组采用汽动给水泵和采用电动给水泵的经济性是相当的。因此, 对于300MW湿冷机组采用汽动和电动给水泵配置的均有很多工程实例。

空冷机组的特点是汽机背压高, 随气温变化频繁, 若采用汽动泵, 小汽机由主汽机四段供汽, 排汽接入主凝汽器, 由于主汽轮机背压较高, 且随气温变化波动大, 四段抽汽的可用焓降较小且变化频繁、变化幅度较大, 小汽机运行经济性下降, 同时存在小汽机进汽条件和给水泵出力变化频繁, 调节控制系统复杂、对小汽机的安全、经济、可靠运行较为不利。若驱动小汽轮机的排汽设置单独的表面式凝汽器, 给水泵的运行不再受主机的制约, 经济性将有所提高, 但需为其配套独立的冷却系统, 辅助设施增多, 投资增加、耗水量增加, 给主厂房布置和运行管理带来一定的困难。目前, 国内投运的200MW、300MW空冷机组均配置带液力耦合器的电动调速给水泵。

考虑上述空冷机组的特点后, 在经济性基本相当的情况下极度缺水地区, 该工程宜优先采用电动调速给水泵的配置。

2 电动给水泵容量的优化

根据《大中型火力发电厂设计规范》 (GB50660-2011) 的12.3.4条规定, 300MW级直接空冷机组的给水泵配置不宜少于2台, 每台容量应为最大给水消耗量50%。因此, 在我国大多数西北地区, 新建300MW级空冷电厂均按3×50%BMCR容量的电动调速给水泵来配置。

这种容量及台数的配置, 2台给水泵运行时可以保证直接空冷机组满发, 其缺点是除较短的夏季高温时段外, 在其余的大部分时间段里, 给水泵的实际运行点偏离设计点较远, 液力耦合器的运行滑差大、效率低、电能损耗多。

2.1 常规容量选型存在的问题

该工程直接空冷机组配置1190t/h循环流化床汽包炉, 所配的给水泵根据《大中型火力发电厂设计规范》 (GB50660-2011) 规定, 其出口总容量为锅炉最大连续蒸发量 (BMCR) 的110%, 扬程需要考虑20%的给水流动阻力裕量 (给水流动阻力是以锅炉最大连续蒸发量相应的给水量为基数从除氧器给水箱出口到省煤器进口的计算阻力) 。在10%的给水泵出口总容量裕量中, 将近50%是给水泵老化裕量 (一般是锅炉最大连续蒸发量的4%~5%) 该给水流量实际上不流经给水系统。因此, 给水流动阻力加20%的裕量偏大, 给水泵的运行参数 (流量与扬程) 偏离设计值也较远。

由于直接空冷机组的排汽压力比湿冷机组高, 锅炉的最大连续蒸发量比湿冷机组大, 因此直接空冷机组电动调速给水泵的运行参数偏离设计值比湿冷机组还要大。这样一来, 直接空冷机组给水泵按规定选型, 液力耦合器功率损耗大, 此功耗转化为热能容易引起液力耦合器工作油超温, 影响电动给水泵的正常运行, 尤其是夏季, 冷却水温度高, 液力耦合器的工作油更容易超温, 此情况在我国的200MW及以上容量机组时有发生。如:鄂州电厂300MW机组夏季运行电动给水泵时, 耦合器工作油超温, 需要在冷油器壳体上喷冷水进行辅助降温。

另外, 给水泵按规定选型所配的电动机容量大, 在给水泵的启动过程中, 启动电流大 (额定电流的5~6倍) , 厂用电压下降幅度大, 影响电厂的安全运行。

2.2 应对措施

1台机组配3台50%BMCR容量的电动调速给水泵的设计思路是:当2台运行的给水泵中有1台故障时, 备用给水泵投入运行, 以避免机组降负荷运行 (即给水泵考虑台数备用) , 并在VWO工况、给水泵老化等极端情况下, 2台给水泵运行也要满足机组满负荷运行要求 (即给水泵考虑流量裕量和扬程裕量—容量备用) 。这种“备用加备用”的给水泵选型方法过于保守, 用于大容量直接空冷机组不尽合理。因此, 建议考虑台数备用, 即大容量直接空冷机组选配3台电动调速给水泵时, 可以不考虑流量裕量与扬程裕量。这样一来, 给水泵设计容量的计算基数可小于锅炉最大连续蒸发量, 其原因是机组在极端情况下运行的可能性一般不存在, 即使出现, 时间也相当短, 机组运行负荷只要略低于满发负荷即可, 如果电网确实需要机组满发, 只需短时间投运备用电动给水泵 (3台电动调速给水泵同时运行) 即可。

仅就减小液力耦合器运行滑差率而言, 电动调速给水泵的设计参数越小越好, 在多数情况下投运2台给水泵机组应能满发 (如THA工况、TRL工况) 。因此, 建议以不考虑流量裕量与扬程裕量的TRL工况汽机进汽量为基数确定给水泵的设计参数。由此选定的电动调速给水泵, 当夏季气温达到TRL工况对应的设计气温时, 2台给水泵运行仍能使直接空冷机组满发。通常直接空冷机组设计的条件是气温高于TRL工况的设计气温累计时间不超过200h, 在这个较短的累计时间内, 若电网不允许机组限负荷运行, 可考虑投运备用给水泵 (第3台) , 以增加锅炉的给水量与蒸发量及汽机进汽量并使机组满发 (也可以考虑用升高空冷凝汽器的变频风机转速、喷水降低空气温度等方法来降低汽机排汽压力并实现机组满发) 。这样, 给水泵的设计参数小于按规定设计的参数, 液力耦合器运行时滑差率小, 减少了液力耦合器的功率损耗。下面以300MW直接空冷机组配上海电力修造总厂有限公司生产的电动调速给水泵来进行案例分析。

2.3 给水泵选型数据分析

文中案例2×300MW直接空冷机组的锅炉为亚临界自然循环汽包炉, 最大连续蒸发量为1062t/h, 比同容量湿冷亚临界机组1025t/h的锅炉最大连续蒸发量高3.9%。按规定选用50%BMCR容量电动调速给水泵时, 主泵的设计容量 (泵出口流量) 为585.75t/h、设计出口压力为21.29MPa、相应的转速为5474r/min、轴功率为4536.2k W, 而机组在THA工况下主泵的出口流量只有462.5t/h、出口压力为20.15MPa、相应的转速为5000r/min、轴功率为3323k W, 分别比设计值低21.04%、5.35%、8.66%、26.74%, 如果机组不是在夏季高温时段运行且只带部分负荷, 则主泵的设计值与运行值之差比这些数值还要大。可见, 按规定选用电动调速给水泵时, 直接空冷机组主泵的实际运行点往往远离设计点。

按机组的TRL工况确定给水泵设计参数时, 汽机的进汽量为1005t/h, 相应的给水泵主泵的设计容量为502.5t/h、设计出口压力为20.65MPa (未考虑20%的给水流动阻力裕量) 、其转速为5168r/min、轴功率为3718k W, 分别比按规定确定的设计值低14.21%、3.01%、5.59%和18.04%。

2种选型方法所得到的给水泵设计参数不同, 液力耦合器的运行滑差率和效率也不同。为了便于分析, 结合给水泵液力耦合器的结构特点, 可将液力耦合器分成“增速齿轮箱”和“液力耦合减速器”两部分。前者的效率ηG取值0.98 (跑合精度高的增速齿轮箱由稀油润滑的传动效率一般在0.98~0.995) , 后者的效率ηH与其输出输入转速比 (即传动比) i的大小有关 (输入转速也叫泵轮转速nB, 输出转速是主给水泵转速, 或称涡轮转速T, 传动比i=nT/nB) , 效率曲线如图1所示。

在原点O和点A之间是一条ηH=i的线段, A点对应的数值为i=0.97~0.99, 即ηH的最大值为0.97~0.99;在点A和点 (1, 0) 之间是一条趋势线 (因量化困难而用虚线表示) , 其原因是传动比接近于1时, “液力耦合减速器”的涡轮转速接近泵轮转速, 工作腔内液体循环流动明显减弱, 传递的有效扭矩极小 (说明带液力耦合器的电动调速给水泵不会发生超速现象) , 而摩擦损失的扭矩所占比重相对增加, 效率ηH降低 (笔者认为ηH不会接近于0。当i接近于1时, 传递的有效扭矩极小, 在给水泵的阻力矩作用下, 泵轮与涡轮转速差会变大, i值会变小, 即具有“自恢复性”。因此, 不会因为i接近于1时、ηH趋于0而使电动机过载甚至烧坏的现象发生) 。

在此, “液力耦合减速器”效率ηH的最大值取0.97, 与之对应的滑差率为S=1-i=0.03。由于液力耦合器容积损失相当小 (即容积效率ηV≈1) , 则液力耦合器效率为ηO=ηGηH=0.98i。由此可知, i=0.97时液力耦合器的效率为0.9506。

液力耦合器的最优配置是最小滑差率Smin与主泵的设计参数对应, 这种配置由主泵的设计转速nD (等于液力耦合器的设计涡轮转速n TD) 可求得液力耦合器的泵轮转速nB=nD/ (1-Smin) 。

当最小滑差率Smin=0.03时, 给水泵按规定 (VWO工况加裕量) 、TRL工况和THA工况选型的计算数据如表1所示。

注:计算液力耦合器损耗电功率时电动机效率按0.98计。

由表1可知, 电动调速给水泵选型时参数越接近实际运行点, 液力耦合器的运行效率越高, 液力耦合器的运行功率损耗越低, 液力耦合器工作油超温的可能性越小, 给水泵电动机消耗的电功率也越小。

就机组的THA工况而言, 给水泵按TRL工况选型比按规定选型少损耗电功率218k W, 1台机组少损耗电功率436k W, 以机组年运行7500h估算, 给水泵年节电约327×104k Wh。

按规定选给水泵需要配额定功率为5500k W的电动机, 按TRL工况选给水泵可选配额定功率为4500k W的电动机。前者给水泵选用的电动机容量大, 对厂用电系统影响大, 尤其是在给水泵的启动过程中, 启动电流是额定电流的5~6倍, 厂用电压下降幅度大, 对电厂的安全运行影响大;后者电动机额定功率减少1000k W, 既降低投资又能稳定厂用电压。

因此, 文中2×300MW直接空冷机组建议选配3×50%TRL容量电动调速给水泵。

3 结论

该工程采用的给水泵配置为3×50%TRL容量电动调速给水泵。

每台直接空冷机组根据《火力发电厂设计技术规程DL5000-2000》规定配3台50%BMCR容量的电动调速给水泵时, 给水泵的实际运行点偏离设计点较远, 液力耦合器的运行滑差大、效率低, 损耗电能多, 耦合器工作油容易超温;电动机容量大, 启动时电流大, 厂用电压下降幅度大, 对电厂安全运行产生不利影响。建议本工程的直接空冷机组配电动调速给水泵, 每台机组按3台50%TRL容量选配给水泵。在极端情况下 (时间相当短) , 如果机组必须满发, 则考虑3台电动调速给水泵同时投入运行。

对于配置2×300MW直接空冷机组的电厂, 每台机组建议选配3台50%TRL容量电动调速给水泵, 与按规定选配3台50%BMCR容量电动调速给水泵相比, 每年大约少耗电6.54×106k Wh, 节电效果巨大。

参考文献

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电动水泵第7篇

电动给水泵是火电厂的重要辅机, 给水泵出现故障或事故时, 将引起发电机组降低出力或停运, 造成发电量损失。而电站给水泵运行中出现最多、影响最大的就是振动。对振动的简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息, 用普通的测振仪, 自制的听针, 通过听、看、测等方式, 判断给水泵振动的原因, 并从安装角度提出在施工中应采取的措施。

1.1 转子质量不平衡引起的振动

当转动部件的质量中心不在转轴的几何中心线上时, 机组启动后, 转动部件便会出现不平衡偏心力而引起泵组振动。

转子不平衡引起的振动具有如下特征:

(1) 振动值以水平方向为最大, 而轴向振动不大; (2) 振幅随转数升高而增大; (3) 振动频率与转速频率相等; (4) 振动稳定性比较好, 与负荷变化关系不大。一般地, 在安装施工和调试运行阶段出现转子质量不平衡的原因主要有:

a.运行中局部腐蚀或磨损;b.局部破坏或有杂物堵塞;c.叶轮上零件松动或连接件不紧固;d.制造厂部件制造质量不高。为了保证转动部件平衡, 对给水泵必须做动平衡试验。

1.2 转静摩擦产生振动

转动部分与静止部分接触, 接触点的摩擦力反作用在转子上, 迫使转子激烈振动旋转, 这是一种自激振动。这种振动的特征是:

1.2.1 振动不随转速增减而变化。

1.2.2 振动随泵运行时间而增大。转静摩擦产生振动的主要原因:

(1) 由于热应力而造成泵体变形过大或弯曲; (2) 轴瓦顶部间隙过小或瓦盖紧力过大, 造成轴与上瓦部分接触; (3) 油内有杂质, 润滑不良; (4) 泵体保温厚度不够, 上下泵壳存在温差, 暖泵不均匀; (5) 电泵进出口管道安装对口产生附加应力, 支架安装错误影响管道热膨胀; (6) 平衡盘有时也会引起给水泵的振动, 如果平衡盘的稳定性不好, 当工况改变时, 平衡盘失去稳定, 会产生左右较大的窜动, 造成泵轴有规则的振动, 同时也使动盘和静盘产生摩擦; (7) 给水泵滑销卡涩、猫爪松动等。

1.3 基础刚度不够引起的振动基础灌浆不良, 地脚螺栓松动, 垫片

松动, 机座连接不牢固, 都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征:

1.3.1 有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大, 且以径向分量最大。

1.3.2 振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合, 其中3倍的分量值最高为其频域特征。

1.4 联轴器异常引起的振动

联轴器安装不正, 泵和电机轴不同心, 泵与耦合器轴在找正时, 未考虑运行时轴向位移的补偿量, 联轴器螺栓间隙不均匀, 这些都会引起给水泵、电机振动。其振动特征为:

1.4.1 振动为不定性的, 随负荷变化剧烈, 空转时轻, 满载时大, 振动稳定性较好。

1.4.2 轴心偏差越大, 振动越大。

1.4.3 电机单独运行, 振动消失。

1.4.4 如果径向振动大则为两轴心线平行, 轴向振动大则为两轴心线相交。

1.5 转子的临界转速引起的振动

当转子的转速逐渐增加并接近给水泵转子的固有振动频率时, 给水泵就会猛烈地振动起来, 转速低于或高于这一转速时, 就能平稳地工作。在这种情况下, 只有一部分螺栓承受大部分扭矩, 这样就使本来不该产生的不平衡力加到了轴上, 从而引起振动。这种振动的显著特征就是: (1) 振动的频率与转速相等。 (2) 振幅随负荷的增大而增大。

1.6 电动机是水泵运行的原动机, 电动机好坏直接关系到水泵运行

的稳定。电动机轴承损坏, 电动机内部磁力不平衡, 也会间接引起水泵的振动。安装时如果磁力中心不准确, 会导致电机轴来回窜动, 会引起前置泵及耦合器的转子跟着窜动, 从而导致泵组的振动。这种振动的明显特征是:

1.6.1 水平方向振动不大, 轴向振动偏大。

1.6.2 随着负荷及转速的增大, 前置泵及耦合器的电机侧振动增大, 而对主泵振动影响不明显。

1.7 汽蚀现象引起的振动

给水泵的几何安装高度一定, 泵的汽蚀余量一定, 泵入口的压头减小, 压力降低, 在水温度恒定的条件下, 液体中气体的气化点降低, 使泵内发生了汽蚀现象。汽蚀过程本身就是一种反复冲击和凝结的过程, 伴随着很大的脉动, 这些脉动如果频率和泵的固有频率相等, 就会引起泵的振动, 该振动又将促使更多的气泡产生和破裂, 两者相互激励, 导致泵更强烈的振动。这种振动的重要原因就是:

1.7.1 施工时, 管道内部清洁度不够, 或者运行时水内杂质太多, 导致给水泵入口滤网堵塞。

1.7.2 给水泵运行时, 低压给水阀门没有全开, 导致给水泵入口流量不足, 使泵入口压力降低。

1.8 水泵启动和停机、阀门启闭、工况改变以及事故紧急停机等动

态过度过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等, 也常常导致给水泵组产生振动。

2 预防措施

2.1 在设备安装阶段, 严格控制施工质量, 从设备的清点到现场安装每道工序的检查验收, 绝不能马虎。

2.1.1 泵组基础的良好保证是保证泵组稳定运行的第一步, 基础垫

块的接触情况直接影响到泵组的轴系振动, 所以在基础验收及垫铁安装时就必须严格控制, 必须按照规范严格执行, 在土建专业二次灌浆的过程中, 安装人员必须全过程监视, 防止土建灌浆不到位及设备的移位现象发生。

2.1.2 在电机与泵的安装调整过程中, 电机的磁力中心位置的确定

必须准确, 如果图纸及电机外壳上没有标示时, 必须咨询电机生产厂家;在测量轴瓦问隙时, 瓦顶隙不能过小, 应在规范要求的范围内取较大的值, 瓦盖紧力不能过大;必须检查好给水泵的滑销系统及猫爪, 滑销系统不应有卡涩现象, 猫爪不应有松动。

2.1.3 在转子找中心时, 应按照厂家要求考虑到运行时轴向位移的补偿量, 然后将联轴器找中心误差控制在规范要求的范围内。

2.1.4 给水泵组在安装进出口管道以前, 要进行给水泵的找正工作,

确定泵体的位置;给水泵出口管道的滑动支架要安装稳固, 重力接触面滑动要灵活, 必要时an.z, 润滑剂:管道与泵要自然对口, 严禁加外力焊接, 使管道和泵体承受额外应力。

2.1.5 给水泵的保温厚度必须按要求进行, 否则会影响到给水泵上下壳的温差, 导致暖泵不均匀, 从而引起给水泵组振动。

2.2 在给水泵试运的过程中, 只要运行人员严格按照给水泵运行操

作规程进行, 杜绝汽蚀及水锤等现象的发生, 电动给水泵的振动就能减小并消除。

2.2.1 确认给水泵润滑油冲洗合格, 并且给水泵油系统投入运行, 油压、油温符合要求, 油箱油位正常。

2.2.2 确认除氧器已注水至工作水位, 水位计指示正确。

2.2.3 检查各泵入口滤网是否清洁, 低压给水至前置泵入口电动门已开启, 给水再循环管路阀门已全部开启。

2.2.4 确认相关的放气阀是否打开, 系统是否全部注满水, 泵出口门是否关闭。

2.2.5 确认泵组冷却水和密封水已经正确投入运行, 所有热工仪表已投入。

3 结束语

电动给水泵振动的原因比较多, 也比较复杂, 需要给水泵运行人员及安装人员在工作中不断的总结, 掌握电动给水泵运行特征及振动特点, 来保障设设备的安全稳定运行。

摘要：文章通过分析电动给水泵几种常见振动故障的原因及其基本特征, 介绍了如何运用这些基本特征对电动给水泵常见振动故障进行简易诊断, 判断振动产生的原因, 并主要从安装及试运角度提出了减小给水泵振动应采取的措施。

关键词：水泵振动,原因,预防措施

参考文献

电动水泵第8篇

关键词：给水泵电机,抽转子,检修方案

1 概述

曲靖电厂#2机组电泵电机转子损伤, 需抽出转子返厂处理;由于作业场地狭窄, 起重吊装难度大, 给施工带来极大困难。需自行设计一套施工方案解决难题。需在电动给水泵电机中心位置正上方钻一个直径为φ200mm的孔, 以挂倒链用;以电动给水泵电机纵向中心为中心线, 在电机左侧距墙1300mm位置处钻一个直径为φ200mm的孔, 以方便电泵抽转子时拴挂倒链;以电动给水泵电机纵 (横) 向中心为中心线, 在电机右侧钢梁下部安装长为4m的I32a工字钢, 安装、焊接应符合工艺要求, 并检验合格, 作为单梁吊以挂倒链抽转子滑动使用。在6.3m层用φ133×28的管子作为承重支点, 挂上20T倒链, 配用φ28mm的钢丝绳拴住电机吊耳。 (见外形尺寸)

设备外型图

2 施工方案

2.1 抽、穿转子程序

拆除相关电源线及热工接线-拆除电泵偶合器与电机、电机与前置泵对轮、保护罩-复查电泵偶合器与电机、电机与前置泵修前中心及对轮间的距离-拆除电机空冷器冷却水进、出水管及电机轴承进、回油管 (并用封口布绑扎好, 以防异物落入管内) -挂倒链-松开电机空冷器连接螺栓-将电机空冷器吊离-将转子定位-松开电机两端轴承盖螺栓, 将上轴承盖吊离-将整个电机静子、转子一同起吊抬高700mm, 并将电机旋转90° (电机偶合器对轮侧转向A排柱) -抽出转子 (穿转子的顺序与之相反) 。

2.2 电泵电机抽转子

2.2.1 准备工作

作业前在电机两端吊耳上挂3T倒链, 配用15mm的钢丝绳绑在转轴上 (转轴上用5mm橡胶板绑扎) , 使钢丝绳受力, 将转子定位。拆除电机两端轴承上轴承盖, 吊出上轴瓦, 将电机两端挡风板上部分拆除, 松开电机空冷器结合面螺栓, 将电机空冷器吊离摆放于指定位置。在6.3m层用φ133×28的管子作为承重支点, 挂上20T倒链, 配用φ28mm的钢丝绳拴住电机吊耳。

2.2.2 抽穿转子作业

用顶丝将电机静子缓慢顶起, 电机静子脱离机座后由钢丝绳承重, 当电机静子起吊至700mm时将整个电机 (偶合器侧) 逆时针旋转90°转向A排柱电机横向中心线位置, 缓慢下降, 用枕木将电机垫牢。

在电机转子对轮处 (靠前置泵侧) 连接一根长1.1m的短轴, 钢丝绳吊住假轴。在自制工字梁上挂一个5T倒链、一个5T滑车倒链配用φ22.5mm、长2m的钢丝绳吊住转轴 (偶合器侧) , 并在滑车组上拉动滑轮作为转子的轴向牵引力, 另一个倒链作为抽出转子吊离转子用。两端的钢丝绳同时承力, 此时将固定转子的3T倒链拆除, 两端下部电机风板拆除, 操作5T滑车倒链, 将转子由C排向A排柱缓慢移出, 穿转子的顺序与之相反。

2.3 装复工作

2.3.1 检查轴瓦钨金接触面、瓦枕接触面情况, 测量轴瓦有关间隙和紧力, 检查轴瓦各参数, 并检查接触情况, 调整至合格。装复轴承盖保证紧力合格, 绝缘垫的绝缘性能符合要求。

2.3.2 磁力中心和空气间隙测量调整及对轮中心查找并连接

空气间隙测量, 在前置泵端和偶合器端用专用工具分别测量转子铁芯到定子铁芯的上、左、右三点距离, 要求偏差值不大于标准值。用专用工具测量基准点到转子护环外端面的距离。计算出转子磁力中心于定子中心的差值。用百分表测量电泵偶合器对轮-电泵电机转子对轮中心, 要求偶合器转子低0.05mm, 偶合器转子向右侧偏0.10mm (由偶合器向电机方向看) , 若偏差大于0.05mm, 张口偏差按要求不大于0.03mm。中心调整合格后进行对轮连接。

3 设计计算

3.1 自制工具强度计算

3.1.1 自制钢梁计算

(1) 工字钢选用I32a型

查表得其截面系数为Wx=402cm3;工字钢最大弯应力简化在工字钢中部, 两固定点间距离为2000mm, 工字钢梁垂直力最大等于转子重量3.7吨。

(2) 固定点膨胀螺栓强度计算

固定点由4颗M12的膨胀螺栓承力

强度足够

3.1.2 假轴强度计算

(1) 假轴采用φ133×28的无缝钢管制作, 保证抽穿转子过程中不发生弯曲变形即可满足要求

查表得其截面系数为Wx=410.42cm3

假轴最大弯应力简化在中部, 两固定点间距离为1100mm,