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1、摘 要 循环水泵是火力发电机组的主要耗能辅机之一，其能耗水平对全国火力机组的经济 性具有重要的影响，电厂中循环水泵电耗比较大，一般占厂用电的10左右。对循环水 泵节能改造势在必行。目前我国循环水泵运行的经济性、可靠性与世界先进水平尚有一 定的差距。现在国家已经把电厂的节能技术改造提高到了一个新的高度，并列入电力行 业重点科技计划，在能源资源日益紧张的今天，做好循环水泵的节能改造，降低能耗水 平是提高全国火电机组经济性，从而节约能源，这对节能具有十分重要的经济价值和长 远的社会可持续发展意义。 本文是在阅读国内外大量文献资料的基础上，针对目前国内外普遍存在循环水泵运 行性能和效率达不到设计值的现
2、象，吸取前人研究成果，对火电厂循环水泵的节能潜力 问题进行了分析和研究。 全文共分五个部分。第一章为概述，阐述了本课题研究的必要性、研究意义、本课 题研究的历史与现状，以及本文所做的工作等。第二章是针对火电厂的循环水泵，对其 存在的问题作了系统分析。第三章归纳循环水泵的节能途径。第四章进行节能潜力的理 论分析及计算。最后结论、致谢和参考文献等。 关键词：关键词：循环水泵，节能潜力，节能改造，节能计算 I ABSTRACT Circulating Water Pump is the primary power consumption part in thermal power plant，it
3、has had civilizing influence upon the economy of the whole，power consumption of circulating pump is generally bigger,10 percent of plant electrical consumption.So the energy-saving renovation to circulating pump is necessary.It is obvious that we should think much of the economic and reliable betwee
4、n actuality and advanced level .In sum，the alteration of circulating water pump is required to improve the economize energy. According to the phenomenon that running performance of the circulating water pump can not reach the design value at home and abroad，basing on reading a lot of literature both
5、 inside and outside and learning the results of previous studies，the thesis does some systematic research and analyses on the energy saving of the circulating water pump in a power plant. The thesis consists of five parts. Chapter 1 introduces the essentials and meanings of the research，and the rese
6、arch history and Present situation，and the work of the thesis has done.，and the work of the thesis has done.Chapter 2 discusses deeply the problem of Circulating pumping system and chapter 3 induces circulating pump energy saving approach. Chapter 4 analyses and discusses Energy saving potential of
7、the circulatingwater pump. The last part is about conclusions ,thanks and references. KEY WORDS: circulating-water pump，energy saving potential，energy saving transformation，energy saving calculation 0 目 录 摘 要 I ABSTRACT .II 第 1 章 概述 .1 1.1 问题的提出及本课题研究的意义 .1 1.2 国内外发展状况及研究状况 .1 1.3 本文研究的主要内容 .3 第 2 章
8、 循环水泵存在的问题 .4 2.1 循环水泵运行常见问题 .4 2.1.1 汽蚀现象 .4 2.1.2 常见的故障分析 .4 2.2 循环水泵普遍存在耗能高的问题.5 第 3 章 火电厂循环水泵的节能方式分析 .8 3.1 改变调节方法，实行优化运行和经济调度.8 3.1.1 调节方法的改进 .8 3.1.2 循环水泵优化运行 10 3.1.3 循环泵系统的经济调度 11 3.2 合理地选型11 3.3 改变循环水泵性能曲线12 3.3.1 改变转速 13 3.3.2 切割叶轮 14 3.3.3 更换叶轮 14 3.4 改进泵的管路系统，降低流体流动的阻力损失14 3.5 优化密封装置，减少容
9、积损失15 3.6 优化叶轮水力流道，减少流动损失16 3.6.1 拟压缩性方法(PCT) .17 3.6.2 近似因子法(AF) 17 3.6.3 压力一速度校正法(PVC) .17 3.6.4 分块隐式有限差分法(BIFDM) .18 3.6.5 有限容积法(Finite volume Method，简称 FVM) .18 3.7 改进叶轮材质和制造水平，降低叶轮及本体表面粗糙度18 3.8 加强管理和运行维护21 第 4 章 循环水泵节能潜力的实例分析计算 22 4.1 某 300WM 电厂 XL1200-320 型泵 .22 4.2 某电厂 600MW 机组 88LKXA-27.4 型
10、立式可抽斜流泵24 结 论 .25 参 考 文 献 26 致 谢 .27 华北电力大学本科毕业设计（论文） 0 第 1 章 概述 1.1 问题的提出及本课题研究的意义 电力工业中的节能是发展国民经济的一项重要的长期任务。从我国当前的电厂现实 情况来看，节能的潜力很大。常见的有效节能措施有：改进通流部分来提高汽轮机效率； 提高主蒸汽压力、温度，降低背压等来提高机组循环效率；减少故障，提高机组运行可 靠性等。随着优化理论、计算科学以及计算机技术的发展，又产生了一种新的节能方法 优化运行1。这种方法不需要对现有的设备进行改造就可确定系统当前工况下的最优 运行状态点，在保证安全和运行的前提下，以最小的
11、代价获得收益。与以往的节能措施 不同，优化运行方法是一种比较新的节能理念，这种方法的优点是可为运行人员提供调 度依据，不仅可以帮助运行人员摒弃经验性的习惯调度方法，加强运行人员的节能意识， 也有利于提高电厂的科学运行管理水平。 电厂中水泵的应用非常广泛，各种类型的水泵多达上千台，但循环水泵作为电厂的 主要辅机倍受人们关注。火电厂中的循环水泵是火电厂厂用电的主要消耗源，它消耗的 功率约占其所服务机组额定功率 1%1.5%的份额。由于中国泵类产品的性能与世界发达 国家相比，水泵性能指标相差 5%10%，普遍出现实测性能低于设计制造性能，造成泵 出力不足、扬程偏低、泵效率低、电耗高等问题。另外水泵的
12、型号规格不可能太多，所 以有时所选水泵与实际工况无法完全吻合。再者，运行工况点较远的偏离了设计工况点， 严重偏离了水泵的高效区，致使泵的效率大大降低，能耗增加。 火电厂循环水泵是为汽轮发电机组凝汽器等系统设备提供冷却水的重要辅机，它为 电厂凝汽器、闭式冷却器等设备提供所需的冷却水，以满足汽轮机冷却循环倍率的要求 维持凝汽器真空，提供最大限度的冷却效果；它一般为定速运行，电机消耗比较大，火 电厂中循环水泵是厂用电的主要消耗源，约占厂用电的10%25%。加上国产老机组所配 的循环泵效率低，结构落后，因此，对它的节能分析与改造势在必行2。 现在国家已经把电厂的节能技术改造提高到了一个新的高度，并列入
13、电力行业重点 科技计划，因此，在能源资源日益紧张的今天，研究如何对循环水泵进行节能改造具有 十分重要的经济价值和长远的社会可持续发展意义。 1.2 国内外发展状况及研究状况 目前国内外使用的大多数循环水泵为叶片式泵，其性能曲线斜度为25%30%，为突 陡型性能曲线，其流量变化不大而能头变化较大，但是由于凝汽器内真空的要求，其流 量变化不能太大。因而，要求循环水泵应具有当扬程变化较大时流量变化较小的特性3。 就生产制造水平来说，我国泵类产品性能与世界上先进国家相比还有相当大的差距，水 泵的能量指标相差在5%10%左右。在实际使用中，由于具体选型和使用不当或制造加 工不良，水泵运行效率往往远低于产
14、品样本给定值。国内从八十年代开始进行火电厂经 华北电力大学本科毕业设计（论文） 1 济性诊断系统的研究取得了很大的进步，使人们认识到了系统对节能的重要性。循环水 泵的优化调度首先引起研究人员的重视，继而开式供水系统的循环水优化调度为电站经 济运行带来了可观的经济效益，从此科研人员才重视到调整循环水系统运行参数可提高 电站的运行经济性。中国水科院从1990年起，开发研制了LY系列立式单吸单级式水泵和 WYS系列卧式双吸单级式水泵。水泵比转速范围为80300，适应扬程范围10150 m， 流量范围180026000 m/h，水泵效率可达90% 以上。用于老泵型改造时，只需更换泵 轮及密封环等部件，
15、即可达到节能抗蚀的目的，而泵壳、进出水管及电机等均不需改动。 其特点是投资少，见效快，效果好4。 泵的用户中存在的比较普遍的问题是泵的性能富裕量比较大，即所谓“大马拉小车” ，使节能泵在远离最佳工况点运行，装置的运行效率低，浪费了能源。造成这种情况有 三种原因：一是习惯性的意识，认为泵的性能富裕些比性能不足强；二是有泵就用，不 管运行工况点的位置和效率，只要出水就行；三是设计规范中规定了各种各样的系数， 使选用者选的泵必然在低效率区运行。我国300MW机组的厂用电率为(5.355.5)%，而循 环水泵的耗电率高达(1.51.7)%，约占整台机组厂用电量的30%。600MW机组的循环水 泵电机容
16、量约为2300MW，即相当于600MW机组发电量的1%，占全部厂用电的15%， 仅此一点就可以说明其重要性。目前国内外大型机组的循环水泵运行效率大多在80%86%之 间，若效率相差3%，则600MW机组的水泵运行费用按运行时间为6500h/a计就相差23.5万 元/a，可见其对电厂运行安全性和经济性的影响程度较大5。 综述造成循环水泵电耗过大的因素主要有制造厂的因素和非制造厂的因素。其中制 造厂的因素主要有三点： 1) 水泵系列型谱不全。由于水泵系列型谱不全，用户选用水泵时在产品目录和样本 上找不到适宜的品种和机号，因而被迫选用代用型号的水泵，结果导致了多耗电 能。 2) 国内水泵行业生产的各类循环水泵，大部分内效率偏低。 3) 水泵装置效率低。究其原因，一是水泵的变速机构比较落后；二是调节方法比较 落后。由于上述原因，尽管有的水泵内效率较高（达 86%）但其装置效率并不高。 造成能耗过高的非制造厂因素较多也较复杂，在这里只简单列举主要五个： 1） 管路系统设计不合理，管网阻力大，增加了水泵使用的能耗。 2） 循环水泵的选
