给水泵节能改造优化实践

车沛华 全敏 黄敏聪

摘  要：给水泵是工业生产过程中比较常用的构件之一。随着工业技术的不断发展，给水泵能耗过大的问题已经成为阻碍工业生产发展的重要问题。因此相关部门及工作人员需要全面分析实际的生产情况，对给水泵进行全面的优化升级改造，从而使给水泵在生产活动当中发挥更大的价值。在文章当中作者将结合具体实例，运用相关技术知识，对给水泵节能改造优化实践工作进行详细的论述分析。

关键词：汽动给水泵;节能改造;实践措施

中图分类号：TM621.7       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）35-0092-02

Abstract： Feed water pump is one of the most commonly used components in industrial production. With the continuous development of industrial technology， the excessive energy consumption of feedwater pump has become an important problem hindering the development of industrial production. Therefore， the relevant departments and staff need to comprehensively analyze the actual production situation， and carry out a comprehensive optimization and upgrading of the feedwater pump， so as to make the feedwater pump play a greater value in the production activities. In the paper， the author will combine the concrete example， use the relevant technical knowledge， carry on the detailed discussion and analysis to the optimization practice of energy saving transformation of feedwater pump.

Keywords： steam feed water pump; energy saving transformation; practical measures

引言

鍋炉给水泵在运行过程中所产生的能源损耗在生产总体能源损耗当中的占比非常大。在传统的生产过程中，汽动给水泵需要通过电机驱动的方式来运行，通过汽轮机驱动发电机来进行发电，产生的电能再经由电动机的转化变成机械能，最终使汽动给水泵处于稳定的运行状态，这样一来在多次的能源转化过程中就会产生非常大的浪费。因此相关部门需要结合生产的实际情况，最大限度地减少汽动给水泵在运行过程中的能源转化次数，同时还可以使用给水泵的增压技术，增设过热减温水专用增压环节，从而在根源上降低汽动给水泵在运行过程中所产生的功耗。下文中作者将对此展开进行论述。

1 给水泵运行原理

汽动给水泵是一种通过独立性小汽轮机独立驱动的给水泵。该汽轮机需要在抽气管道当中抽取蒸汽，之后利用小汽轮机的带动作用完成水泵的进水工作。其中汽动给水泵当中的调节泵需要通过小汽轮机当中的调速器来控制整体的进气量。从小汽轮机的种类来看，可以使用凝气式和背压式，小汽轮机的正常运行需要配套的汽、水管道系统进行支撑，同时还要配备相应的调速系统和备用汽源等等[1]，现阶段普遍使用的汽动给水泵使用的是不同轴的串联方式，从而提升汽动给水泵运行的稳定性。

2 给水泵节能改造优化实践

2.1 改造背景

以某电厂的热电生产装置为例，详细分析给水泵节能改造的具体措施。该厂的热电联产机组自投入使用一来就存在着锅炉过热器减温水方面的问题，过热器减温水量的设计最大值为15.7t/h，但是在实际生产过程中的减温水量可以达到45-60t/h。在低负荷状态下，过热器减温水的压力比较低，进而需要节流主给水管路当中的电动闸阀，并根据运作情况提升给水泵的转速，才能够保证过热器减温水与过热器内部主蒸汽之间的压差，但是会造成给水泵的能源消耗急速升高。另外，过热器当中的减温水来源于高压加热器，在运行过程中对机组热经济性的影响较大，同时由于高压加热器给水压力和变化幅度非常大，从而降低了主汽温度调节的实效性[2]。

该电厂在地理位置上与某煤业公司临近，因此在有效的供汽范围当中，需要从汽轮机当中抽取出一部分蒸汽，通过降温降压处理之后进行供热。汽轮机组当中抽取的蒸汽属于高温高压蒸汽，品质非常高，经过降温降压处理之后对蒸汽的做功能力产生非常严重的影响。

2.2 改造措施

（1）优化增压级叶轮和口环的设计

该电厂给水泵的末级叶轮比转速ns为49.36，轴径为125。技术人员在改造的过程中以比转速为基础参考了水力计算模型，利用速度系数法对叶轮进行模型的换算以及相关的水力设计。从结构角度来看，技术人员去掉了一级叶轮，因此，末级叶轮和末级导叶将会发生前移的现象[3]，为工作人员提供了充足的时间来对增压级进行装配。口环与叶轮的进口需要依照流线进行圆滑过渡，进而有效减少运行过程中所产生的水力损失，切实提升给水泵的运行效率。

（2）泵盖设计的优化

为最大限度地提升内部结构空间，满足新增功能以及设备构件的相关要求，在先前的设备当中对增压级给水泵进行改装。在优化改装的过程中，现场技术人员需要解决许多问题，例如增压级叶轮安装、高压端密封以及出水位置调整等问题，给节能改造工作带来了非常大的难度。经过技术分析，本次优化改造无法在泵筒的位置设置增压级出口[4]，在现有的技术条件下为实现减温水与主给水的分离，现场技术人员决定在大端盖位置处设置一个增压级出口，在设计改造的过程中要着重考虑在大端盖位置出增设减温水出口后所面临的强度问题。经过现场确认，增压级的出口流量为75t/h，技术人员根据增压级的出口压力和扬程，将开孔内径控制在？准66，从而使其达到相关要求。

在端盖出口管的焊接工作中，鉴于给水泵在运行过程中所产生的膨胀现象，以及减温水出口管膨胀所产生的作用，技术人员决定在大端盖的出口管位置设置产生200N以上的应力，同时为保证优化改造之后大端盖和增压级抽头管道的安全性，在安装工作开始之前需要进行必要的强度试验。

（3）优化给水泵的驱动方式

现场技术人员经过综合性研讨之后，决定使用消化吸收凝汽式汽动给水泵汽轮机技术，研发出一种不需要排汽冷凝设备进行支撑的背压式汽动给水泵，汽轮机在运行过程中要保持稳定性，根据实际生产情况进行变速调节，调节的精确度符合相关标准，操作便捷。

汽轮机通过模块化结构进行设计，保证其运行状态的稳定性。调节器方面，决定使用美国Woodward公司所研发生产的调节器，该调节器属于有差机械液压式调节器，内部设置了油泵和稳压系统，就可以摆脱外置有系统的限制，缓解了技术人员在设备调试方面的压力。此外，在调节器上还配置了电动转速调节装置，从而对机组的转速进行远距离的控制。技术人员将小汽轮机组的转速调节功能加入到DCS控制系统当中，进而实现了转速的自动化控制[5]。在汽轮机保安系统当中，技术人员使用了冗余式的电超速保护装置，装置当中使用数字电路，并配备3个磁电式的转速传感器，在运行过程中3路转速信号会在保护装置当中进行细致化的比较，如果2路和2路以上的转速信号明显高于汽轮机的动作转速时，保护装置就能够自动发出停机指令，主机阀操纵座当中的脱扣装置将会立即运作，在第一时间关闭主气阀。

3 给水泵节能改造优化的经济性评价

3.1 设备比较

在改造完成之后，现场工作人员对运行数据进行了详细的统计分析，其具体的参数对比如表1所示。

3.2 利润比较

该电厂在给水泵节能改造之后，取得了良好的经济效果。在锅炉负荷达到100%状态时，给水泵的整体节能量与先前相比下降了15%左右，基本达到了预期的目标。在汽动给水泵运作方式全面优化之后，通过蒸汽做功的形式来代替电动机驱动水泵的性质，做功的蒸汽被其中的温度和压力调节装置所消耗掉，这样一来项目当中的节能量就与原电动机当中所消耗的电量保持一致，从根源上提升了节能的效率。

此外，汽动给水泵的节能优化改造全面实现了电厂的余热利用，热力系统设计合理完善，减少了热能损失，提高机组的整体热效率，大大降低发电厂的厂用电率，提高电厂的经济效益，符合国家的节能减排的要求。汽动给水泵的技术研制及其应用有广阔的发展空间，汽动给水泵的研制及其应用将推动企业的发展和效益的全面提高。

4 结束语

综上所述，此次给水泵节能优化改造虽然会在一定程度上提升工作人员的维护工作量，但是给水泵的整体能耗出现明显的下降。同时，在实际运行的过程中由于减温水量和给水流量之间实现了单独调节，所以，二者之间的相互影响可以忽略不计，对锅炉温度调节的灵敏程度也有着一定程度的提升，此外，通过汽轮机的改造全面提升了蒸汽的利用效率。上文当中作者结合实际的生产案例，对汽动给水泵的节能改造优化全过程进行了详细的阐述，望相关部门及工作人员能够结合实际情况，進行有效应用。

参考文献：

[1]马圣忠，杜洪波，李海峰.热电厂汽动给水泵节能技术研究与应用[J].山东煤炭科技，2014（03）：198-199.

[2]高小平.热电厂汽动给水泵节能分析[C]//中国石油和化工勘察设计协会热工设计专业委员会、全国化工热工设计技术中心站年会，2004.

[3]林隆.350MW机组纯汽动给水泵启动的节能分析与应用[J].电力建设，2013，34（1）：75-78.

[4]李兴平，陈义森，王学同，等.135MW机组给水泵及其系统节能改造的研究与实践[J].现代电力，2003（Z1）：9-12.

[5]王圃，龙腾锐，文屹.给水泵站的水泵优选及节能改造[J].中国给水排水，2004，20（10）：81-83.