火电厂锅炉给水泵运行现状分析与节能研究.doc

火电厂锅炉给水泵运行与节能的研究摘要：火电厂锅炉给水泵是火电厂最重要的辅机也是耗能最大的辅机，其节电对节约厂用电起着举足轻重的作用，本文在研究了给水泵的运行与节能，通过举例分析了某厂的运行，发现锅炉给水泵调节阀节流损失和耗能现象严重，通过计算分析给出了简单的节能改造方案，这一研究对于给水泵的汽蚀问题的处理有一定的意义。关键词：锅炉给水泵；耗电量；变速调节1 引言 火力发电厂中，锅炉给水泵的作用是将经过加热除氧的高温水升压到某一额定压力后送往锅炉，它必须不间断的向锅炉供水，以保证锅炉的安全运行。火电厂锅炉给水泵是火电厂最重要的辅机也是耗能最大的辅机。高压锅炉给水泵的耗电量占厂用电量的1/3 以上，所以它的节电对节约厂用电起着举足轻重的作用。本文在研究了给水泵的运行与节能，接着通过对某电厂50MW 机组锅炉给水泵运行现状进行了分析与研究，提出了节能改造方案。2 给水泵运行现状与节能分析火力发电厂中的给水系统通过任何工况下不停止的给锅炉供水，是其经济、安全、灵活运行的关键步骤。2.1锅炉给水泵的组成运行现代大容量锅炉给水泵具有压力高、容量大、水温高、转速高等特点，除氧水箱贮存经处理的水，然后经过锅炉给水泵加压进入锅炉汽包，流入下降管去循环水泵。给水泵的正常运转是锅炉能正常工作的关键条件。给水泵组只要有主给水泵、前置泵、启动备用给水泵等。主给水泵的容量和台数由设备质量、机组容量以及机组在电网中的投资、作用等因素决定。由于给水温度通常较高，压力在流动的过程中也会变低，故在给水泵进口处水出现汽化可能性较大，这样就可能导致水中断。前置泵就是为防止给水泵发生汽蚀而设计的，前置泵与给水件采用的材料都是抗汽蚀材的，保证了系统降负荷和最小流量工况下运行时不会被汽蚀。2.2 给水泵的常见问题与建议给水泵在运行过程中常见故障有汽蚀、振动、卡涩、机械密封泄漏等，这些故障中汽蚀对给水泵的潜在危害性显然最大，其发生的可能性也最复杂，对于机组的稳定、安全运行也威胁很大。给水泵在启动后，出水阀尚未开启或机组低负荷运行以及外界负荷大幅度减少时，给水流量可能降到零，此时泵内仅会有少量或无水通过，一旦泵内温度比泵所处压力下的饱和温度还高时，给水出现汽化，形成汽蚀。常见的处理方法有：当给水泵在给水流量小到警戒程度时，打开再循环管，这样让一部分给水流量回到除氧器，实现泵内通过足够的水，再循环管的安装可以实现在锅炉低负荷或事故工况下给水在泵内发生汽化；在给水泵运行中通常设定了额定流量25%30%的允许最小流量值，这对于泵内水汽化也很有用。3某电厂锅炉给水泵运行现状和节能分析下面通过对某电厂锅炉给水泵运行现状和节能进行举例分析。3.1 某电厂锅炉给水泵运行现状举例的电厂为50MW 机组所用给水泵为2DG 型高压锅炉给水泵，2DG型给水泵是单壳体节段式多级离心泵，进、出口均垂直向上。锅炉给水泵性能参数列表可表示为泵串联运行可有效提高给水泵的进口压力。前置泵的主要部件使用抗汽蚀材料制成，保证在最小流量工况和系统降负荷工况下运行时不会被汽蚀。表1某厂2DG锅炉给水泵参数型号转速（r/s）效率（%）扬程（m）流量（m3/h）电机功率（KW）70.515942402DG-76072.51542270200074.41485300就水泵自身而言，除由于设计中层层加码，留有过大的富裕量，造成大马拉小车的现象之外，还由于为满足生产工艺上的要求，采用节流调节，造成更大的能源浪费现象。该电厂为了维持汽包压力在正常值，在给水管道上加装给水调节阀，而且采用两段调节。由于节流调节是通过给水调节阀的节流改变管道阻力特性线来改变泵的运行工况，降低了水泵的效率，增加了阻力，使得驱动机械的能耗加大。同时水泵的流量及压力的余量越大，节流越大，能耗也越大。3.2 某厂锅炉给水泵节能分析由计算分析得出该厂给水泵管道截面积和雷诺数可以用下列公式计算： （1）通过判断，给水泵管道内水流状态属于紊流粗糙管平方区，因此沿程阻力系数可以通过下面的公式获得： （2）管路的沿程总损失是管路沿程损失和局部损失二者之和，而管路沿程损失和局部损失的大小可以利用公式确定： （3）管内扬程方程为： （4）通过上述给出的公式计算得出管路特性曲线方程为Hc = 1306 + 791Q2 （其中流量的单位为m3 / s ） （5）Hc = 1306 + 7.91104Q2 （其中流量单位为L / s ） （6）这样可以得出给水泵的最佳工况点，事实上给水泵工作时并没有在设计的最佳工况点运行，一般是在设计工况点实现的，实际运行点偏离设计最佳点越多，水泵的经济性下降就越大。而实际上在该厂的给水泵的实际运行点往往比设计工况点低许多，究其原因有多方面。首先，该厂的原设计给水泵的配套容量保持有较大的裕量，按电厂设计技术规程要求，给水系统中除要配用备用泵外，机组配套的给水泵的出口容量应为锅炉连续蒸发量的110%，出口压力为1.05 倍的锅炉额定压力加管道及高差引起的压差之和，此外还规定管道阻力要加10%20%的余量，而在实际设计中，为了运行可靠安全系数还要增大一些，让给水调节阀储备一定的压差。而水泵制造厂家为向用户保证性能，往往在容量上采取宁小勿大的做法，况且汽轮机配套的锅炉容量本来就有富裕。这样层层加码，造成给水泵的配套容量过大，实际运行中的经济性降低。其次，电厂的实际运行工况因多种原因如热负荷限制、电负荷限制、机型限制及季节性或白昼间电热负荷波动，使主机不能在额定负荷下运行。这对单元制给水系统来讲，给水泵只能在远离最佳工况点的较低负荷点运行，对母管制给水系统，也由于给水泵的类型单一，仅靠改变给水泵的运行台数很难与主机负荷的变化一致。这些情况往往使泵的运行点效率较最佳设计效率低10%左右甚至更多。3.3 分析该厂节能改造鉴于该电厂的实际情况，很难保证给水在最佳工况点附近运行较长时间，只能通过给水调节阀的节流改变管道阻力特性来实现泵的工况运行变化，从而驱动机械能耗的降小。为了降低管路系统阻力，提高水泵本身的效率，提出加装液力耦合器实现对锅炉给水泵的变速调节。当前该厂使用的是母管制给水系统，其是依据所需给水量的变化，从而增减运行泵的台数。可是当泵的台数较多时，这一方法会使各泵的运行工况点接近于高效区，运行经济性还行。然而为了运行经济性实现最大限度地改进，变速调节是最理想的方案，这是由于台数调节法显然还有节流的一些损失，且在变负荷时泵的运行效率会减小。4 小结本文由某电厂50MW 机组锅炉给水泵调节阀节流损失这一问题，经过对其计算论证，做出其实际的管路特性，并对其运行工作点的技术分析与研究，提出了加装液力耦合器的节能改造方案。这一研究对于给水泵的汽蚀问题的处理