电厂循环水泵节能优化改造的实现分析

电厂循环水泵节能优化改造的实现分析

杨诗仁

杨诗仁

（国家电投江西分宜发电厂生技部江西新余市336607）

摘要：由于电厂循环水泵运行功率相对较大，运行效率与电能的消耗有着直接的关系。因此，在电厂循环水泵运行过程中进行相应改造和优化，是降低电能损耗的一个重要方式，可从提升运行效率和流量等方面展开，通过利用相应的计算工作，判断电厂循环水泵运行的效率和流量，针对其存在的问题做出相应调整，以此实现节能降耗效果，这对电厂经济效益的提升也是非常有利的。

关键词：电厂循环泵；节能优化；改造；实现；分析

1实例分析

以中国某公司为例，该企业的循环水泵的数量为2台，其型号为：32SA-19B型循环水泵，该循环水泵的设计参数为：流量Q=4700mm3/h，扬程H=20m，转速n=740r/min，泵效率η=85％×轴功率，轴功率P=301kW，且应与355kW的YKK450—8型电机相互配合。另外，该企业为了满足机组扩容到60MW负荷和节能的运行状态，且要求泵壳不变、电机不会发生任何变化，对循环水泵进行了相应改造和优化，通过利用有效的方式方法，以此达到进节能降耗的目的。

2传统电厂循环水泵存在的问题

根据上述案例循环水泵运行效率低的情况，对电能的消耗得出以下几个结论（见表1）。

表1上述案例循环水泵性能诊断试验结果和要求指标的差异

a）若是电厂循环水泵的扬程相对较低，那么运行效率也会相对较低，且若是2个循环水泵同处于并联运行的状态，单泵的平均流量和效率就会相对偏小，一般情况下流量约小于18%，效率约小17%。但若是单泵在运行过程中，其流量平均偏小约7％，效率平均偏小约11.4％，这样对电力能源会造成严重消耗；

b）在电厂循环水泵处于并联运行时，从水系统阻力的角度来说，现有循环水泵的流量、扬程特性相对较小，增加了电力能源的消耗。由此看来，企业加强电厂循环水泵节能改造和优化已势在必行。

3电厂循环水泵节能改造和优化的主要措施

3.1水力部件的改造和优化

水力部件是电厂循环水泵节能改造和优化的重点，其中主要包括有：轮、导叶、吸入喇叭口等。同时，在改造和优化过程中，通过利用效率计算公式，计算出口流道各断面面积和蜗壳起始段扩散角等参数。另外，为了保证改造和优化后循环水泵的运行效率，可采用较大的蜗壳通流面积和叶轮出口宽度，对高效区进行一定的扩展，这样可准确控制高效区段的性能参数与实际管道特性相吻合，具体内容如下：

a）吸入喇叭口。吸入喇叭口上部法兰与下外接管相连接，更换后的吸入喇叭口水泵的标高一定要控制在8.12m，吸水室底部标高9.5m。同时，在改造和优化过程中，一定要对其运行状态进行调试，避免水流漩涡现象发生。另外，可根据电厂生产的需求，适当增加水流速度，这样可在一定程度上保证喇叭口前能处于混合均匀状态，避免振动现象的发生；

b）叶轮。叶轮是发电厂循环水泵中非常重要的一个部件，键联接在轴上，利用一个哈夫锁环和四组螺栓、弹簧垫圈定位在轴上。改造过程中主要将其改造为半式、整体铸造结构为主，这主是因为半开式叶轮较开式叶轮具的运行效率相对较高，以此降低电力能源的消耗。同时，叶片外缘与叶轮室会产生一定的间

隙，间隙的大小对循环水泵运行效率也会产生一定的影响；叶轮与蜗壳之间会存在着一定间隙，若是间隙越大，半开式离心泵容积率的损失也会越大，运行效率也会随之下降。因此，在这样的情况，应对叶片表面进行相应的打磨和抛光，以此提升水力部件的运行效率。另外，在改造和优化后，可通过循环水泵上部刚性联轴器中的调整盘调节循环水泵叶轮和蜗壳之间的间隙，这样主要是保证循环水泵处于高效、安全的运行状态；

c）叶轮室及导叶体。基于水力模型的基础上，叶轮室及导叶体的尺寸也会有所增加，导叶体下部与叶轮室进行有效连接，且上部外圆柱面与下外接管上部内圆柱面相配合，以此保证电厂循环水泵的运行状态。同时，在改造和优化以后，在其上部会设有圆形密封圈槽，这样主要是将导叶体与下外接管之间的关系变得更加紧密，避免发生电厂循环水泵运行故障发生，降低了对能源的损耗；

d）润滑与密封。电厂循环水泵在改造和优化以后，其内部一共有3个导轴承，主要承受径向力及保证回转轴的对中性，其位置主要分别为：下导轴承、中间导轴承、上导轴承，其中下导轴承主要是起到径向支撑下主轴，安装于导叶体内；中间导轴承径向支撑下主轴，主要安装于中间护管内；上导轴承是径向支撑上主轴，将其安装于压板上。

同时，导轴承的润滑方式为：（a）水流自叶轮后进入下导轴承，通过利用护管可将水流进入中间导轴承、上导轴承后，从填料函体处排出到循环水泵以外；（b）上联轴器、下联轴器、挡圈等方面的结合和连接，都设置相应的“O”形密封圈进行相应密封工作，这样主要是避免护管内进入润滑剂等物质，发生生锈现象，影响电厂循环水泵安全、稳定的运行状态；（c）一定要对密封环的间隙进行控制。一般情况，间隙直径方向要≤3.8mm。

3.2运行方式

a）在电厂循环水泵运行过程中，热力参数不变的情况下，循环水流量会发生变化，汽轮机排气压力就会下降，汽轮机功率增加运行的效率就会随之提升，汽耗量减少。但由于电厂循环水泵水流量的增加，电力能源会产生大量损耗。因此，在这样的情况，一定要对循环水量进行改造和优化，保证循环水流量适应不同的环境，避免发生大量的电能损耗；

b）循环水流量产生一定变化时，汽轮发电功率就会随之增加。同时，从双速电机驱动的循环水量循环水泵的角度来说，根据电厂生产的模式改变循环水泵的运行方式，避免产生大量的电力能源消耗。

同时，可利用相应的方式方法对电力水泵循环运行中是否存在故障进行相应判断，其方式为：（a）可对电厂循环水泵运行状态进行一定程度上的调节，这样才能有效提升电厂循环水泵运行效率；（b）针对无法调节循环水泵，可通过增减运行泵台的数量进行相应调节，ΔN为汽轮机微增出力的变化，且若是数量较少，只要ΔN≥0，这样才能避免电力能源的大量消耗，该方式也相对较为经济；c）在电厂循环水泵节能改造的过程中，为了重点突出经济性，需根据不同机组的差异性，对电网调度方式和机组功率表精度等方面进行相应调节。同时，一定要对循环水量变化所引起机组背压变化现象进行综合性考虑，主要是保证发电功率变化符合电网供电的需求。另外，应根据相应公式进行调度工作，其公式为：kΔN-ΔNp>0，（1）式（1）中，k为汽轮机功率相对变化值，通常取值为0.5～1.0；ΔN为汽轮机微增出力的变化，kW；ΔNp为泵工耗的变化值，kW。

4结语

通过对发电厂循环水泵节能改造相关内容的分析和阐述，得出以下几个结论：

a）以某公司中循环水泵运行为例，对发电厂循环水泵运行中存在的问题进行简要分析和阐述。只有对其中所存在的问题进行明确，才能有针对性地进行改进和优化；

b）从水力部件、运行方式等方面对电厂循环水泵节能改造的方式方法进行了简要分析和阐述。同时，水力部件主要是由吸入喇叭口、叶轮、叶轮室及导叶体、润滑与密封等方面组成，将其改造工作深化到各个细节中，提升电厂循环水泵运行效率，避免大量电力能源的消耗，实现节能的目的。

参考文献：

［1］许晨，刘振杰.某发电厂循环水泵节能改造分析［J］.河北电力技术，2016（5）：52-54.

［2］徐鹏.700MW机组循环水泵节能改造分析［J］.江西电力，2014（1）：54-56.

［3］杜俊国，孙丰勇，顾迎宾.电厂循环水泵节能优化改造的研究与应用［J］.中国高新技术企业，2014（1）：99-100.