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1、资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.诘联系改正或者删除135MW机组给水泵及其系统节能将耗的试验研究135MW机组给水泵及其系统节能降耗的试验研究山东电力研究院（250002）李兴平陈义森山东十里泉发电厂（277103）尹正军潘成勇内容摘要：对135MW机组给水泵及其系统存在的问题进行了分析，详细说明了针对这 些问题进行的改造内容和采取的主要技术方案、措施，介绍了改后135MW机组给水泵 及其系统的试验结果和经济效益。主题词:135W机组给水泵系统改造节能给水泵是火力发电机组的主要耗能辅机，做好给水泵及其系统 的节能降耗是提高火电机组经济性的重要举措之一。早期N-125 （汽机本体改造后定型
2、为X-135）型机组的配套锅炉 给水泵主要有DG500-180型，是一种定速型产品。进入九十年代， N-135型机组成为电网调峰的主力机组之一，因此大部分该型定速泵 加入液力偶合器，改为调速泵运行。由于偶合器滑差的存在，致使 其出力不足，影响了主机负荷有些电厂采取了加大叶轮直径的方 法，但必须车销原导叶的正叶片，使泵的效率大幅下降，耗电増 加；为了提高经济性有些单位更换了新泵但设备投资大，同时 由于设备型号繁杂，给备品备件的配备管理带来诸多不便。众所周知，泵的性能及其经济性取决于泵的通流部分，在保持 泵的安装尺寸和可靠性尚好的静止部件不变的前提下，通过重新设 计泵的通流部件完全可解决上述低效问
3、题，并且适应机组的调峰 运行。这样，一方面提高泵的经济性、可靠性，另一方面充分利用 现有的静止部件或备品备件，降低改造的工作量和改造投资，使改 造更加简便易行，同时也便于设备的统一管理。1135MW机组给水泵及其系统存在的主要问题:近年来，对135MW机组配备的给水泵进行的运行调查和现场工业 试验表明，其存在如下几个方面的问题：1.1. 泵的运行效率低。试验表明DG500-180型给水泵的运行效率 分布在70-72%范围，比先进水平低6-8 %o约使给水耗电率增加0. 1- 0. 15%。1.2. 出力不够影响机组的满负荷运行。近年来随着电网调峰幅 度的增加，电厂在电机和泵之间加装了液力偶合器
4、改为调速运行， 由于偶合器滑差的存在，使泵的余量不足影响了机组的满负荷运 行。1. 3.叶轮和导叶通流部分的匹配不合理，使泵的高效点偏离运 行工况。采取增大叶轮直径来提高泵的出力，车削原正导叶后，使 导叶进口通流面积增加，泵的高效工况点进一步向大流量偏移。通 流面积大是泵效率低的主要原因。1.4.系统复杂，阻力增加。原给水系统采用给水调节阀来满足 锅炉正常水位要求，加入偶合器后泵改为调速运行，通过调整泵的 转速完全可以满足锅炉正常水位的要求，由于给水操作台0. 5- 0. 7MPa的压差损失，约使泵的耗电率增加0. 1%。1. 5.采用调速泵运行后，有些电厂加大了叶轮直径以提高泵的 性能，但偶
5、合器输出转速的余量选择不当。调查中发现，部分机组 满负荷运行时偶合器的输出速比在85-90%左右，尚有5-10%转速余 量可利用。因此偶合器输出转速偏低，约使泵组耗电率增加0. 1- 0. 15%。综上所述，需对N-135型机组的给水泵及其系统进行研究改 造，降低能耗水平，提高其经济性，满足机组调峰运行的要求。2研究的主要内容及目标2.1.研究给水泵的通流部件的设计，包括叶轮和导叶的型线设 计、叶轮与导叶的最佳匹配等，达到使泵具有宽阔的高效运行范 围，满足机组调峰运行的要求。2. 2.对135MW机组给水系统的阻力进行试验研究，在保证机组 满负荷运行余量足够的前提下，合理选择给水泵运行转速，达
6、到泵 组具有最低的能耗水平。3采取的主要技术方案及措施总结多年来给水泵改造的经验，对叶轮和导叶型线进行重新设 计，叶轮进口选用较小的口径（如图1所示6/b近似），降低泵的 容积损失，同时选用较大的反导叶出口角度仿（如图2）大于60。 使叶轮进口的流动更合理；选择适当的导叶入口速比，减小正导叶 的入口面积a3xb3 （如图2）,控制泵的工况点与运行相符并具有 较宽的高效运行范围；不更换中段，正导叶出口采用半圆截面R （如图2），减小扩散段长度，降低扩散损失；选用较大的导叶进 口基圆直径也 拓宽叶轮直径的计算选择范围，以便根据各机组的 实际需要，选择泵的性能参数，满足各电厂同型机组不同参数的运 行
7、要求。3. 2.试验选择适当的给水泵设计参数对十里泉电厂#1-#5机组（N-135型）给水系统运行参数进行 试验分析，满足机组满负荷运行的给水泵参数如下：1）保留给水操 作台，给水调整门全开：给水流量400t/h ；给水泵出口压力 16. 5MPa ；给水泵入口压力0. 63MPao 2）去掉给水操作台，给水流量 400t/h ；给水泵出口压力15. IMPa ；给水泵入口压力0. 63MPao调研分析表明，考虑一个大修工期内泵的老化、系统周波突降 等因素，对调速泵组留有3-3. 5%的转速余量足以满足机组满负荷运 行的要求。已知偶合器额定情况下的转差率为0. 975,对于低速型 偶合器其额定
8、输出转速为0.975*2985=2910r/min,根据各厂实际运 行情况的调查分析，选择新设计泵初投产时的运行转速为2800 r/min,即转差余量为1-2800/2910=3.78%,新设计泵初投产时的性 能参数为：出口流量400t/h ；给水泵岀口压力15. IMPa （去掉给水 调整门）；给水泵入口压力0. 63MPa ；给水泵转速2800r/mino当机组进汽量不变（400t/h）、偶合器额定转速运转时.泵的出 口压力可达16. IMPa,换算为压力余量为6.48%。当机组进汽压力不 变（泵出口压力15. 1MPR、偶合器额定转速运转时，泵的出口流量 可达451t/h。以上泵的压力、
9、流量的余量，完全可以满足一个大修 工期内机组满负荷运行的要求。3. 3.充分利用原泵尚好的某些部件，降低改造投资。DG500-180泵多年来的运行考验表明，该型泵的稳定性很好. 静止部件、泵轴以及平衡装置的可靠性也是非常好的，各部件材质 选择是非常恰当的，因此这些部件完全可以继续应用，一方面便于 备品备件的统一管理，也可节省大量的设备投资。3. 4.结合电厂的实际情况，将炉侧给水操作台的给水调整门去 掉，降低给水系统的运行阻力，消除给水操作台0. 5-0. 7MPa的压差 损失，同时将给水流量的差压调节改为给水泵转速调节。4改造后的运行试验及经济性分析首次改造在十里泉电厂#1机组的给水泵上进行
10、，2000年5月 完成泵组及其系统的改造，同月23日随主机一次启动成功，机组满 负荷运行情况下，泵噪音小、运行稳定，振动均在30啦以内。同年6月22曰对该给水泵进行了性能试验.有关试验数据列入 附表1 :十里泉电厂#2给水泵改进前、后试验数据及计算表。从表1中数据可以看出，机组带额定负荷(135MW),给水泵出口 流量404. 96t/h,泵的扬程1640.4m,偶合器转速2779. 8r/min,泵 的效率达到79. 60% ；机组80%负荷(100MW),泵出口流量 318. 12t/h,泵的扬程1577. 3m,偶合器转速2651r/min,泵的效率 76.3%。泵的运行效率完全达到设计
11、要求。图3为十里泉电厂改造前后的性能曲线比较。为便于比较，附表 1中也列入了改前的试验结果，从表中数据看出，满负荷下给水泵的 单耗下降了 1.3754kWh/t,按机组满负荷运行给水流量400t/h计 算，每小时节电550. 16kW,机组按年运行6000小时计算，全年节电 330.9万度，按每度电0.25元计算，折合人民币82. 52万元。首台 泵改进费用27万元，运行4个月便可全部收回。5结论综上所述，135MW机组锅炉给水泵及其系统存在普遍性问题. 通过对给水泵通流部件的技术改造对给水系统进行的试验分析和 改进，使这些问题得到了解决。改造后泵组的耗电率下降了 0. 351%,给水单耗下降
12、7 1. 3754KWh/t ,年节电330.9万度。改后给水泵的运行工况与设计完全相符，机组额定负荷工况下 泵的效率达79.60%,机组80%负荷运行工况的效率也在76%以上，泵长期运行在高效点上，具有较宽的高效运行区段，完全满足机组调峰运行的要求。附表1 :十里泉电厂#2给水泵改进前、后试验数据及计算表序号项目单位来源改前改后（负荷（咼）125135100801给水压力MPa实测15. 0215. 114. 6515.32给水温度C实测234238227249.63给水重度Kg/cm3查表828. 5842.5812. 34给水毫安ma实测7. 10635.013. 9835给水流量t/h
13、计算380. 84400. 2309. 82246.96两级减温水t/h实测04.768. 36. 47事故喷水量t/h实测16. 3312. 5514. 984. 678进口压力MPa实测0.7010. 5610. 5650. 539除氧器温度C实测154. 2153153149. 510进水重度Kg/cm3查表914914. 1917.411出口压力MPa实测15. 115. 2614. 715.2512电机功率kW实测30872656. 82228.2002.13偶合器转速r/min实测2793. 22779. 826512661.14泵扬程m计算1594. 21640. 41577.
14、31636.15出口流量t/h计算380. 84404. 96318. 12253. 316抽头扬程m计算797. 1615. 2591. 5613. 717装置效率%计算0. 57590. 68880. 62400. 56718偶合器效率%计算0. 92070.91620.87310. 87619电机效率%计算0. 94990. 94430. 93720. 93020泵效率%计算0. 65850. 79600. 76260. 69621给水单耗kWh/t计算7.9366. 56067. 0057. 90622厂用电率%计算2.4762. 1252. 2282. 503说明：根据机组的经济运行负荷调度曲线,试验时机组的运行方式为：100MW以上采用滑 压运行，100MW以下采用了定压运行。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除#
