600MW汽动给水泵前置泵节能改造

曾德江

摘 要：广东红海湾发电有限公司给水泵前置泵存在功耗大，且流量较小时，常出现串轴、转子晃动等问题，安全性能差，为了实现节约能源降低排放，提高前置泵的安全性，通过全面安全节能优化诊断测试及分析，对该型前置泵进行安全节能优化及技能改造，提高泵的效率和安全稳定性。

关键词：节能优化；前置泵；节能减排；安全稳定性

1 试验结果及分析

试验结果如表1。

结合试验数据及现场对泵的解体检查发现#1A前置泵存在下列问题：（1）扬程太高，配套性差，耗电大，满负荷时，#1A前置泵的扬程仍然高达137.88m，电功率高达541.71kW；#1A低负荷305.5MW时，扬程为151.13m（见表1），过高的扬程必然造成耗电大。（2）在低负荷时运行时很不稳定，常出现转子抖动、串轴问题。（3）泵体蜗壳隔舌附近严重刷损，造成蜗壳效率低。（4）泵效率不高，#1A前置泵运行时的最高效率只有75.92%，效率很低，与同类型先进机组比起来相差6-9%。

表1 #1A前置泵不同工况下的参数

2 经济、安全综合测试分析

2.1 经济性差的原因分析

前置泵除效率不高以外，配套性差，扬程过高，也导致汽泵可用汽蚀余量偏大从而使前置泵经济性变差。前置泵的作用就是防止汽泵汽蚀，在设计工况下，我们是按主泵可用汽蚀余量Ha=（1.5～2.5）倍必需汽蚀余量NPSHr的要求来确定怎么选取前置泵，这样才能使得汽泵更安全可靠并且能有很好的经济性。

2.2 小流量时稳定性差的原因分析

由于前置泵是双吸叶轮结构，比转数只有56.7，属于低比转数泵，但它具有较高扬程，额定负荷时出口压力达到2.41MPa，扬程138.75m，要达到这么大扬程必然要配备大直径（φ661mm）前置泵，从而使重量加加重，加上泵内叶轮流道工艺制造较差，两边的叶轮对称不良，更增加了对泵稳定性的破坏，使得转子发生串轴和旋转不稳定。

3 经济安全性的改进方法和措施

3.1 根据试验结果确定合理设计参数

机组额定负荷时前置泵的流量Q=1166.49m3/h，按6%裕量计算，那么改造后的流量应为Q=1235.4m3/h，改进后扬程按优化计算分析，H≥84m，从而确定改进后最合理设计参数为：Q=1236m3/h H≥84m η≥82%。

3.2 降低泵的扬程

（1）计算得到合理参数后，采取特殊的车削加工工艺，将叶轮外径平均减小22.36%，并且让叶片末端酷似鱼尾形状，这样就使蜗壳与叶轮间的距离增大了，进而也增大了缓冲环室空间，有利的削弱了低负荷下泵的压力波动、转动失速和流动不稳的现象，使得转子的刚度有了很大的提高；（2）采取打磨焊补的方法，使叶片出口角減少进而提高叶片分布的均匀对称性，打薄叶片末端厚度，以减少叶片出口的流动损失和提高泵内流动的稳定性。

3.3 提高泵的稳定性

为了提高泵的抗汽蚀能力、效率以及流动的稳定性，削除叶轮车削后，使泵效率下降的影响，对泵的叶轮和蜗壳的通流部分进行改进，详情措施如下：（1）改进叶片出口角β2：将β2从25.15减少到23.57，打薄叶片出工作面，并使其长度在108mm及以上，修磨叶片出口厚度由9mm减少到4.1mm。（2）优化前置泵叶轮入口叶型：鱼头形叶片具有高效率、抗汽蚀性强、流动均匀的优点，通过一定的加工工艺增大其开口数，减少叶片入口节距误差。

4 改造前后对比

改造后前置泵的稳定性有了很大的提高，转动平稳、振动变小，同时解决了在低流量时转子抖动、串轴问题。为了能很好反应这次改造的效果，对改后前置泵改进行了性能测试，结果详见表2，由试验前后对比可知：（1）改造后叶轮外径虽然减小了22.3%，但由于泵内流道部分改造，采用特殊加工方法对原叶轮和蜗壳的流道进行改进，并采用具有高效率的鱼头叶型等措施，不仅削除了叶轮打磨车削后引起的效率下降，反而将前置泵的效率提高了6-13%，使泵运行时效率高达83.58%。（2）改后前置泵扬程虽然下降了54m，但泵的出力和效率有很大的提高，扬程仍有85m，对应可用汽蚀余量NPSHa=95m，给水泵的必须汽蚀余量NPSHr=39m，Ha=2.43，故此，节能改进后前置泵的扬程符合汽泵对汽蚀性能的要求。（3）前置泵改造后电流下降了18.5-26.7A，电功率下降了197-238KW平均下降了211kWh，节约了电能。

表2 #1机A前置泵节能改造后试验数据汇总表

5 结束语

在泵件均不更换的前提下，对#1机A前置泵进行了安全节能优化改进，对原叶轮、蜗壳进行通流部分改造，使泵效率提高了6-13%，最高运行效率达83.58%。该泵改后，电流下降了18.5-26.7A电功率平均下降了211kWh节约了电能改后解决了低负荷时转子抖动串轴问题，振动、轴承温度等都达到了优良水平，提高了安全稳定性。

参考文献

[1]600MW超临界压力燃煤发电机组.辅机及公共系统运行规程（第二版）[S].2012.

[2]广东红海湾发电有限公司.1号机前置泵性能试验报告[R].

[3]600MW超临界压力燃煤发电机组 集控运行规程（第二版）[M].2012.