热电厂水泵经济运行措施探讨

刘建智

摘 要：水泵是电厂中的主要辅助设备之一，也是电厂的耗能最多的设备，它的经济运行，直接影响到电厂运行的经济性。该文根据结合元宝山发电厂多年运行中水泵运行管理经验，对水泵的几项关键技术问题进行探讨，就防止汽蚀、优化水泵运行管理方案提供可靠建议，为热电厂水泵的运行与管理工作提供技术参考。

关键词：水泵 径向间隙 汽蚀 水泵调节

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0097-01

在热力发电厂正常运行过程中，除火力发电机组、励磁设备以及一些监控仪器仪表设备外，泵与风机等辅助设备对电厂的安全运行也起到重要作用。而且，水泵等辅助设备频繁启用，其所消耗的电量可占厂用电量的5%～8%[1-2]。因此，提高泵与风机的工作效率，使泵与风机经济、高效运行，对减少发电厂厂用电、提高电厂的供电能力、降低供电煤耗具有重要意义。该文探讨了元宝山发电厂水泵运行过程中的几项关键技术问题，为电厂水泵运行管理工作提供技术参考。

1 水泵动静部件的径向间隙

水泵的叶轮与导流壳之间存在相对间隙，既要保证动静之间不发生摩擦，又要保证动静之间的容积最小，因此要求间隙不能过大。所以确定动静部件之间的轴向和径向间隙、及时检修或更换密封环，是保证水泵经济运行的重要措施。在电厂运行中，应注意以下几点关键问题。

（1）密封环的间隙一般应靠近下限，才能保证使用周期较长，且泵的损失减少，但没有到最上限时，最好不要更换密封环。应根据泵运行时间的长短和密封环的磨损情况，找出密封环的磨损原因。（2）在条件允许的情况下，径向密封环一般都应有采用“T”型螺纹密封或迷宫密封形式，但螺纹的旋向应根据水泵的旋转方向而定。（3）由于水泵安装在水泵基础上，由于转子静挠度的存在，允许多级离心泵的中间叶轮的口环间隙大于两端叶轮的口环间隙。（4）在检修的过程中，一定要保证叶轮和口环以及整个轴系的最小间隙大于两端轴承的最大间隙，以免造成动静之间的摩擦，使设备损坏。

2 串轴量及水口中心的调整

水泵经检修后，一般需要重新安装，因此串轴量及水口中心需要重新校核调整。所谓泵的轴向串量，是水泵转子在不安装平衡盘及平衡衬的条件下，叶轮与前后导流壳间的间隙。如果泵的总串量太小会使泵在运行过程中发生动静部的摩擦，造成电流过大或其他事故；如果总串量过大，会增加泵的容积损失，使水泵的出力不足，影响泵的经济运行。因此多级离心泵在未安装平衡盘及平衡衬时总串量一般控制在10 mm以内。

水泵的水口中心是指叶轮的流道中心线与导叶的流道中心线对中或重合的程度。理论上是两条流道的中心线正好重合时水泵运行的最经济，也最稳定。但由于制造、加工、安装时有可能造成一定的偏差，但一般水泵的水口中心的偏差都必须不应大于0.40 mm。在组装时应严格按照机械设备安装相关规程进行控制，未达标的安装部件需重新安装，达标后才能继续后面的安装步骤。

3 防止汽蚀

水泵汽蚀现象普遍存在，严重的汽蚀会导致泵运行不稳定，泵体零件易损坏，所以防止泵汽蚀的发生或减少汽蚀造成的破坏是很必要的。为尽量减少我厂灰渣泵产生的汽蚀效益，从以下几方面进行控制。

（1）减少水泵吸出高程。吸出高程表明了水泵能承受的最大负压力，减少吸出高程对水泵抗汽蚀具有积极作用。可以通过增加管径、减少管路长度、弯头和附件等，减少泵体及输水系统的水头损失，减少吸入损失，进而控制吸出高度。（2）合理选择水泵型号，提高水泵经济利用效率。水泵型号的合理性，直接关系到水泵运行效率，在高效区运行的水泵一般不宜产生汽蚀；同时，通过合理调度及调试、合理控制水泵运行可避免水泵转速过高或过低，减少水泵的磨损和电能损耗。（3）泵吸水池的工况对泵汽蚀有重要影响。水温在40～50℃的范围下发生汽蚀时各种材料损坏最大。这是因为温度增加，水中溶解的空气量减少，气泡的缓冲效果减少，所以温度升高损坏增加。温度进一步增高，蒸气压力急剧增大，所泡大量生成，气泡的缓冲效果增加，汽蚀损坏减小。还有水中空气含量多时，由于缓冲作用，其汽蚀损坏也减轻。（4）选择优质水泵。材质对水泵选用优质的材料，选用优质抗汽蚀的材料来制作叶轮外壳可以有效的延长水泵的检修周期，如我厂1#、2#发电机组轴封泵的叶轮为铸铁材质制作，以前每次检修时均发现叶轮叶片处及流道处有明显的麻点或蜂窝状破坏，经过选用不锈钢材质的叶轮后，到检修周期时叶轮表面明显好转，只是有表面的斑点及斑痕。这也说明不锈钢材质的抗汽蚀性明显高于铸铁材质。（5）改善运行条件。泵的汽蚀与泵偏离设计工况点运行有很大的关系，因此对大型调节轴流泵，应充分考虑调节叶片的角度来改变泵运行的工况，使其与设计工况一致或接近。另外在运行中尽量避免入口处，由于污物的堵塞赞成水位差，使入口不出现漩涡，也能减轻汽蚀，起到一定的作用。

4 优化水泵调节方案

在发电厂中，一般泵与风机有两种运行工况，第一种是泵与风机不随外界负荷变化而改变运行工况，第二种是为适应外界负荷或其他因素变化的要求而随之改变运行工况。这里，第二种水泵系统是需要时时调节的[3]，其调节的方法又可分为改变泵与风机本身的性能曲线、改变管路特性曲线两种方法。改变泵与风机本身性能曲线的方法有动叶调节、变速调节；改变管路特性曲线的方法有出口节流调节。

（1）出口端节流调节

将节阀门等装在泵与风机出口管路上的调节方法叫做出口端节流调节，其实质是改变出口管路上的流动损失，从而改变管路的特性曲线，来改变工作点。当流量减少时，关小出口阀门，损失增加。这个调节方式不经济，节能效果不好；但是这种调节方法可靠，简单易行。

（2）节流调节

节流调节就是在管路中装设节流部件（各种阀门、挡板等），利用改变阀门开度来进行调节，这种方法是发电厂最常用的一种调节方式。

（3）变速调节

变速调节就是在管路特性曲线不变时，用变转速来改变泵与风机的性能曲线，从而改变它们的工作点。在其它运行条件不变的情况下，降低电机的运行速度，其节电效果是与转速降落成立方的关系，节电效果非常明显。只有在能头变化大时，才能达到节电效果，如果能头变化小，则节电效果不明显。变速调节的主要优点是大大减少附加的节流损失，因此经济性高。

5 结语

热电厂发电系统的运行离不开辅助设备的正常运行与有效管理，因此加强电厂中水泵与风机的运行管理至关重要。该文结合元宝山发电厂多年运行中有关水泵运行管理的经验，对水泵运行中的常见问题进行阐述，就相关经验进行了归纳总结，对我国热电厂运行管理中有关水泵的科学管理提供了技术参考。同时，有关水泵的变速调节等相关技术性问题应结合热电厂运行调度管理，做专项研究，以确保电厂机组设备的安全运行。

参考文献

[1] 董晓莉，胡生彬，狄兵兵.变频调速对水泵经济运行的影响分析[J].电气应用，2012（4）：79-83.

[2] 白建坤.热电厂循环水泵系统经济运行研究[J].新疆化工，2011（3）：21-25.

[3] 董丽娟，张润盘，张春发.循环水泵的优化调度[J].电力科学与工程，2007（1）：73-78.endprint