火力发电厂水环泵机组选型计算的研究

火力发电厂水环泵机组选型计算的研究

水环水泵在我国的应用情况液环泵（当液位为水时，称为水环泵）的应用非常广泛。20世纪40年代以来，火电厂的应用在欧洲和美国都非常发达。在中国，火电厂的应用是在20世纪60年代末。由于火电厂的规模大小、锅炉型式、发电的大小(功率)、发电的效率等各不一样,水环真空泵在其中的型式和发挥的作用都各不一样。因此,如何应用好是一个长期细致摸索的过程。本文应用与研究的对象(案例)是《华能应城热电联产新建工程350MW发电机组》。一、液环式真空水环式真空泵我国引进德国西门子公司的技术设计、生产的。1、mw机组水环工作原理真空机组通过电动蝶阀(或气动蝶阀)、止回阀和管路与凝汽器相联,蝶阀处于关闭状态,蝶阀两端装有压力传感器,或压差开关的探头。启动真空泵开始抽真空,当蝶阀两端产生压差时,即真空泵与蝶华能应城热电联产350MW机组水环真空机组的应用阀连接端压力低于凝汽器端的压力时,电动蝶阀开启,真空机组开始对凝汽器抽真空。不凝结气体经真空泵带着少量的水排出到罐式气水分离器,经气水分离后的气体排向大气,水被收集起来,经换热器冷却后回到真空泵内保持真空水环。罐式气水分离器内装有液位开关和液位计,当水位下降到下限时,开始对罐补水,当水位上升到上限时,罐开始对外排水。机组用于冷凝器的抽真空和真空维持两个过程.抽真空阶段,-在冷凝器内尚未引入蒸汽时的初始抽真空,抽出冷凝器内的空气和其它不凝结气体;真空维持阶段,在冷凝器运行中,真空泵继续工作以抽出泄漏的干空气.维持凝汽器背压在最佳工作点,确保汽轮机的高效率运行,改善电厂的热效率。2、环式水泵机组其中:2BW---西门子公司第二代水环式真空泵机组(2)机组的型式1.水环真空泵;2.底座;3.电机;4.控制箱;5.气水分离器;6.总排气管;二、凝结水排汽量1、凝汽器运行参数:型式:单壳体,单背压,双流程VWO工况(1)设计背压6.1Kpa,循环水设计温度24℃,凝结水温度38℃TRL工况(2)设计背压11.8Kpa,循环水设计温度35℃,凝结水温度51℃排汽量:(1)主汽轮机:TRL工况排汽量:627.851t/h,VWO工况排汽量:654.243t/h;(2)低压旁路排汽量:~581t/h(旁路排汽与其余排汽不同时出现)凝汽器汽侧空间容积~1000m3(暂按)。2、用电条件:交流动力及控制电源电压为380V(三相四线制)。3、用水条件:真空泵冷却水:最高工作温度35℃,运行水压0.3MPa(g),设计水压0.6MPa(g)四、技术要求五、抽气时间及参数根据以上用户提供的技术条件和技术要求,首先进行气量计算,此气量必须大于当泵入口压力为0.0034MPa(a),冷却水温为15℃时按美国HEI标准查得的凝汽器干空气泄漏量。经查阅美国HEI凝汽器蒸汽漏气量比较曲线图,TRL工况排汽量:627.851t/h,空气泄露量:26.8Kg/h。(1)气量计算利用公式:Vmin=287.05×MG×Tmix÷100PG,经计算,水环式真空泵机组在冷却水温为35℃、吸气温度为49.1℃、吸气压力为118hpa、过冷度为4.16时的气量必须大于或等于1078m3/h。(2)修正计算利用公式:V=K1×K2×K3×Vmin,经过水温修正、气温修正和转速修正后得工作液水温为15℃、吸气温度为20℃、吸气压力为118hpa,排气压力为当地大气压(1013hpa)时的水环式真空泵机组的抽气量必须大于或等于3059.4m3/h。其中,转速修正系数K1=1.0,水温修正系数K2=2.4,气温修正系数K3=1.1。(3)选型对照上海凯泉泵业的《2BEx系列水环真空泵》样本选型,得:2BEx303-0ED5-740型泵。参数为:性能曲线见图:(4)抽气时间计算并与用户要求对比利用时间计算公式:t=V凝/60×V泵×ln(P1/P2),计算出凝汽器由大气压抽至各特征压力时所需的时间,具体如下:(5)对抽气量要求的复核计算同样利用上述公式,可以计算出用户所要的数据如下(下划线填空部分):凝汽器运行正常工况背压下(即凝汽器在6.1Kpa(a),换热器冷却水温24℃时),两台并列运行的真空泵的抽吸干空气量61.4kg/h和轴功率42kW/泵;对应主机TRL工况下(凝汽器在11.8Kpa(a),换热器冷却水温35℃时),两台并列运行的真空泵的抽吸干空气量68.8kg/h和轴功率65.3kW/泵。由上述计算可知,所选水环真空机组的实际抽气量(单台的)为30.7~34.4kg/h,大于用户要求的26.8kg/h,性能优于用户要求。(6)水环真空泵机组用水量的估算不同吸入压力下的供水量转速<200hpa200~600hpa>600hpa(7)板式换热器冷却水量的计算本节计算属于热能动力专业,且板式换热器为外购件(本项目外购意大利斯普莱力的板换),其计算的专业性较强,由外购厂家工程师计算。具体如下:冷却水:水温24~35℃,流量9.72m3/h,压力20Kg/cm2,水阻0.006Mpa热水:水温38~51℃,流量8m3/h,压力0.5Kg/cm2,水阻0.006Mpa六、电机ro3(1)泵的性能水环式真空泵型号2BEx303-0ED4-740;泵最低吸入压力(极限真空度)3.3kPa;泵抽吸能力(干空气量,入口3.4kPa(a),)51kg/h;效率(设计点)43%;设计转速740r/min;轴功率(最大)99kW;轴功率(最小)74kW;设计点1(入口压力6.1kPa(a),冷却水温24℃)42kW;设计点2(入口压力11.8kPa(a),冷却水温35℃)65.3kW;启动抽真空时间(大气压力至33.86kPa(a))8.4min;真空泵组重量4455kg。(2)电机的性能:型号:YX3355S-8;额定电压380V;额定电流260.3A;额定频率50Hz;额定功率132kW;额定转速740r/min;功率因数0.82;绝缘等级F;起动电流260.3A;堵转电流1606A;效率94.5%;防护等级IP54;外壳/冷却方式-散热片/自扇风冷;重量1600Kg七、气水分离器a2004水环真空泵2BEx303-0ED4-740;电机YX3355S-8;吸气汇流管2BEx303-X200;排气汇流管2BEx303-P200;入口滤网DN200;入口止回阀WM410;罐式气水分离器2BEx303-PG;板式热交换器CP65L+16PI;联轴器部件及罩2BEx303-740-B3101;公共底座D2BWDx303-740;压力开关74V1;差压开关54RN;气动蝶阀D376XE74;补水电磁阀SCE238A010/DN25;液位开关B40-5C20-FAM;磁翻版掖位计UHZ511;温度计WSS;压力表Y-100;真空表Z-100;电控柜KQK/B-1。八、主要任务和一般职责为了保证所提供的设备安全、正常投运,卖方要派出合格的、能独立解决问题的现场技术服务人员协助买方,以方便快捷地指导现场安装过程中出现的各种问题。具体内容及职责如下:1、货物的开箱检验、设备质量问题的处理;2、在安装和调试前,卖方技术服务人员向使用方进行技术交底,讲解和示范将要进行的程序和方法,并提供设备安装和调试的重要工序和进度表;3、指导安装现场整理,主要包括设备周边地平、基础墩台、各接口;4、指导设备安装、调整,主要包括地脚螺栓、设备各接口紧固、设备水平找准,各配套部件平衡等;5、指导设备运行调试,设备各阀门动作检查、控制系统联动检查、转动系统调试、抽气系统调试;6、培训产品结构及性能。九、水环真空机组水环真空泵机组应用于电厂的选型计算的正确性、准确性,能指导卖方选择合适的性价比高的泵推荐给买方。要提高泵的抽气性能,用户需要提供的冷却水的温度就要尽量接近标准值15℃。现在有很多的电厂正在改善电厂建设初期这一不良条件,作为提高真空机组的抽气量。水环真空泵大成套机组在电厂的应用,能使汽轮机排气背压降低,从而降低汽轮机的热耗,提高发电效率,使得供电煤耗降低,达到国家要求的节能减排的效果,利国利民。(1)机组的型号:2BWD303-0EK57.液位计;8.联轴器;9.热交换器;16.进气管;16a。自控蝶阀;17.泵排气管;18c.止回阀;22a.自动补水阀;22b.自动排水阀;23.液位计;24b.手动球阀;28.泵供水管;28a.喷射支管;47.压力开关;47b.压差开关3、水环真空机组的技术特点3.1、装置配有压力开关,自动控制机组的投入或撤出;3.2、装置配有压差开关、气动或电动蝶阀,防止气体倒流影响凝汽器真空;3.3、装置设有换热器,可实现工作液的闭式循环,避免冷凝水的浪费;3.4、水环真空泵装有防汽蚀阀,可有效避免在高真空运行时汽蚀对叶轮和其它部件的破坏。主要零件采用抗汽蚀性能好的不锈钢材质,可同时提高泵的抗汽蚀性,延长泵使用寿命,提高运行可靠性;3.5、采用整体铸造与叶片成形焊接叶轮技术,运行可靠,效率高,完全消除应力的形位公差影响;3.6、在泵的进口处设置的喷嘴和泵内吸汽口处的水帘,可使大部分水蒸气在进入泵腔前已被冷凝成水,减少了泵的负荷,降低能耗;3.7、汽水分离器内的液位采用进口机械式浮球控制阀控制