水泵选型（通用8篇）
水泵选型 篇1
体积相对较小且拥有水气两用功能是小型水泵最主要的特点。气体与液体是其主要的工作介质, 而且如果水泵长期处于空转状态也不会对其造成损坏, 再加上其体积相对较小, 因此安装拆卸也非常方便。正是因为小型水泵具备以上特点, 其已经被广泛应用于抽水、液体采样、自动控制、环保等各个领域, 在这些领域中其发挥的作用也越来越重要。
1 农村小型泵站的水泵选型依据
水泵的选择和使用必须以泵站的扬程和流量为基础。而农田灌溉过程中, 水泵的选择则主要是根据地形的实际情况和蛇根草需要为标准。
1.1 水泵选型的原则
①水泵的流量和扬程必须满足农田灌溉的射进标准和要求。同时, 泵站的扬程设计必须与水泵实际运行的工作点为基础, 确保泵站最高及最低扬程满足泵站运行工作点的设计要求, 才能将泵站的作用充分发挥出来。
②水泵的选择不仅要满足泵站扬程、流量变化的需要, 而且质量必须符合相关的要求。如果可选择的泵型较多, 则应在考虑经济因素的基础上择优选择。如果所选产品无法满足泵站设计要求时, 必须另行选择新型产品, 同时必须对新型产品的性能进行相应的试验, 在确定其符合泵站设计要求之后才能选用。如果泵站的扬程变化相对较大, 则应选择Q-H曲线陡降型的水泵;反之, 如果泵站流量变化相对较大, 则应选择Q-H曲线平缓的水泵。
1.2 水泵参数的确定
1.2.1 扬程。
所谓的扬程, 指的是水泵进水口与出水口之间的压力差[1]。其实际的数值指的是两水面实际的垂直差于水在传导管流动过程中产生摩擦造成的损失的扬程之和, 并不是通常所说的提水高度, 其对于水泵的选择极为重要。在选择水泵时, 其扬程的选择应为提水高度的1.15~1.20倍, 如果水源处到用水处的垂直高度为20 m, 那么所选择水泵的扬程应在23~24 m。水泵名牌上的扬程与实际所需扬程越接近, 其使用率也就越高。但是, 不应要求其绝对相等, 只要其偏差不超过20%, 就可以实现水泵的节能运行。
1.2.2 流量。
单位时间内抽取水量的体积或者质量就是水泵出水量。如果水泵出水量过大, 那么将会增加水泵购置的费用。因此, 必须根据自身实际情况, 合理选择水泵的出水量, 才能在有效降低水泵购置费用的基础上, 最大限度地发挥出水泵的工作效率。
1.3 配套动力选择
一般小型农用水泵都采用的是电力和柴油机动力2种形式, 而动力形式的选择必须以实际使用情况及动力配置为基础。
1.3.1 电动机选择。
一般选择的是鼠笼型水泵, 如果电网容量较小, 则应选择绕线型水泵。而干燥且灰尘较少的地方, 大多采用防护式水泵;尘土飞扬且水花四溅的环境下, 应选用封闭式水泵。如果水泵长期处于均匀负荷运转状态, 则电动机的选择应采用连续工作制, 同时确保其转速与用水量保持一致, 以便于水泵的正常启动。另外, 在选择水泵时还必须根据使用地电源的情况选择单相火灾三相, 如果使用地没有三相电源, 则必须选择单相水泵, 在有三相电源的情况下应尽可能选择三相水泵。
1.3.2 功率选择。
选择电动机时, 必须确保其功率等于配套水泵的1.0~1.3倍;假如需要配备柴油机, 那么其功率应等于水泵所需功率的1.3~1.5倍。电动机配置过大, 则会出现浪费能源的现象;如果过小, 则会因为超负荷运转而导致电动机被损坏。
2 农村小型泵站的水泵选型方法
2.1 单纯抽水或液体
如果水泵只是用来抽水或者其他溶液, 那么所选择的水泵就必须具备自吸功能, 同时对水泵的流量和输出电压也有相应的要求;如果所抽取的是水或者非油性介质, 那么要求水泵必须具备自吸功能;假如对水泵的流量要求较大而对压力要求不高, 那么应选择噪音小、寿命长、自吸吸程相对较高的水泵;如果对水泵流量要求不高但对压力要求较大, 那么就必须选择ASP、HSP等系列水泵。
2.2 水气混合场合
如果水泵是用来抽水或者气体, 其要求体积较小、噪音较低、满足连续使用的要求, 同时在无人看管的情况下可以长期空转的水泵。首先必须选择水气两用型且可以长期空转, 同时满足体积小、噪音低等要求, 但是其对于水泵的流量、扬程等要求相对较低。在使用小型水泵抽真空时, 经常会出现液体进入泵腔的现象, 因此要求所选择的水泵必须具备即可抽水又可抽气的功能。在使用小型水泵抽水时, 经常会出现水泵干转的现象, 很多传统水泵都不具备干转的功能, 而长时间干转必然会造成水泵被损坏。而PHW系列产品不仅将真空泵与水泵的所有功能集成在一起, 而且满足了即可抽水又可抽气的要求。不管是在哪种状态下工作, 都属于其正常的工作范围, 即便是出现了干转现象也不会造成水泵被损坏。
2.3 单纯抽水或液态, 不要求自吸能力
如果所抽取的介质中含有少量油分、固体颗粒或者残渣, 选择水泵时必须选择流量相对较大的水泵, 这样才可以将介质中的杂质顺利抽出。但是必须注意的是, 此类介质的粘度不能太大, 而且不能有缠绕物。但是, 水泵在工作的过程中可以允许介质中含有少量油分, 但切记介质不能全部都是油, 否则将会对水泵造成严重的损坏, 并造成不必要的经济损失。
3 农村小型泵站节能措施
3.1 皮带传动节能措施
皮带出现松弛现象的话将会对水泵运行的转速造成不利的影响。研究发现, 如果皮带出现松弛现象, 水泵的运转速度将会降低10%, 同时水泵的流量、扬程也会分别出现10%和19%的降幅, 这一现象的出现将会导致泵站无法满足实际的调水要求而影响泵站的运行效率。如果皮带张力处于正常状态, 那么其滑率应在0.5%~1.0%, 此时其传动效率将会达到96%以上;反之, 如果皮带出现松弛现象, 那么其滑率则会增至4%~8%时, 此时其传递效率则分别为92%和84%。因此, 泵站在实际运行的过程中, 必须及时调整皮带松紧度, 确保皮带滑率在正常的范围内, 才能确保泵站运行效率的稳步提高。
3.2 水泵运行管理节能措施
水泵在实际运行管理的过程中, 必须做好以下工作, 才能促进水泵节能运行效率的提高。一是水泵的维修保养必须及时, 一旦发现零件损坏, 必须及时予以更换。如果水泵叶轮出现破损, 将会对水泵性能的发挥造成影响, 导致水泵运行效率降低。因此, 必须定期检查和保养水泵叶轮, 才能确保水泵的高效运行。二是控制密封间隙。在检修过程中对磨损严重且失去弹性的填料函必须及时进行更新, 才能有效降低汽蚀和泥沙磨蚀对水泵造成的影响, 从而将水泵的节能作用充分发挥出来。
3.3 管路运行管理节能措施
首先, 加强管路巡查与维护, 确保管路密封性能。如果伸缩缝止水破坏或者管路出现破损, 将会导致负压处空气进入管道, 同时造成正压处管路向外渗水, 这样不仅会降低水泵运行的效率, 而且会引起水泵机组的振动。所以, 必须进一步加强水泵机组的巡查力度, 以便及时发现问题并修复问题, 从而大大降低能耗。其次, 水泵在实际运行的过程中必须确保其管路闸阀处于全开的状态, 切记不可运用改变闸阀开度的方式来调节水泵流量。
3.4 进出水建筑物运行管理节能措施
一是运行调度确保对称运行。如果机组出现不对称运行, 将会引起水池主流出现偏斜的现象, 从而导致不对称扩散现象的发生。所以, 如果泵站运行机组较多, 必须采取对称开机的方式, 才能改善进水流态, 促进泵站运行效率的提高。二是及时清除进水池及拦污栅前的污物。如果进水池中杂物较多, 不仅会导致水泵运行效率下降, 而且会造成水量不足, 造成泵站运行效率降低。所以, 必须采取设置拦污栅的方式, 及时拦截水中的杂物及淤泥等, 才能将其对泵站运行的影响降至最低。
4 结语
由于小型泵站的节能改造价值相对较高, 而且产生的经济效益非常显著。因此, 必须充分重视小型泵站的节能改造工作。根据本站运行的实际情况, 科学合理地选择水泵, 才能在促进泵站运行效率全面提高的基础上, 提高泵站的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]钱福军, 夏卫中.小型泵站能耗分析与节能研究[J].人民长江, 2016 (2) :36-41.
水泵选型 篇2
本卷共分为2大题50小题，作答时间为180分钟，总分100分，60分及格。
一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）
1、极限的值是（）。
A．A B．B C．C D．D
2、温度自动调节装置按__分有单控温度自动调节阀和双控温度自动调节阀。A．执行机构的动力 B．控制阀的个数 C．执行方式 D．控制因素
3、下列哪一类建筑生活给水系统水表的口径应以通过安装水表管段的设计秒流量不大于水表的过载流量来选定__。
A．旅馆
B．公共浴室
C．洗衣房
D．体育场
4、下列各组分子间，只存在色散力的有（）。
A．N2和CO2 B．Cl2和CO C．CO2和NH3 D．H2S和CCl4
5、水泵扬程应按提升高度，管路系统水头损失，另附加__m的流出水头计算。
A．4～5 B．2～3 C．3～4 D．2～4
6、在收缩喷管内，亚声速绝热气流沿流动方向__。
A．流速减小
B．压强增大
C．密度增大
D．温度下降
7、冰蓄冷空调系统中，低温送风的末端装置主要应解决__。
A．节能问题
B．结露问题
C．气流组织问题
D．噪声问题
8、当排水温度大于40℃时，室内排水管道不应采用__。
A．柔性接口机制铸铁排水管 B．耐热塑料管
C．普通UPVC管
D．钢筋混凝土管
9、开启式螺杆式制冷压缩机中目前广泛采用__来调节冷量。
A．滑阀调节机构
B．吸排气旁通
C．改变转速
D．间歇停机
10、__不是工业废水排水系统的主要组成部分。
A．事故排出口
B．废水处理站
C．污水泵站及压力管道
D．车间内部管道系统和设备、厂区管道系统
11、涡流絮凝池的特点有__。
A．容积小，絮凝时间短
B．造价较低
C．效果较差
D．水头损失小
12、用配线法进行频率计算时，判断配线是否良好所遵循的原则为__。
A．统计参数误差最小原则
B．抽样误差最小原则
C．设计值偏于安全原则
D．理论频率曲线与经验频率点据配合最好原则
13、对于集中给水站的设置地点，应考虑取水方便，其服务半径一般不大于__m。
A．50 B．100 C．150 D．200
14、在进行污水管道水力计算时确定污水管径的主要依据是__。
A．地在坡度
B．设计流量
C．设计流量和地面坡度综合考虑
D．最大充满度 15、20g钢在100℃的线膨胀系数为11.16×10-3mm/（m·℃），管道预热温度与预热前温度差为80℃，弹性模量为1.83×105MPa，管道外径为508mm，内径为495mm，则管道预热时的弹性力为（）N。
A．1.582×106 B．1.229×106 C．1.668×106 D．1.728×106
16、一平面简谐波在弹性介质中传播，在介质质元从平衡位置传到最大位移处的过程中（）。
A．它的势能转化为动能
B．它的动能转化为势能 C．它从相邻一般介质元获得能量，其能量逐渐增加
D．它把自己的能量传给相邻的一段介质元，其能量逐渐减少
17、消防卷盘的栓口直径和喷嘴口径宜为__。
A．25mm和6mm B．25mm和19mm C．19mm和6mm D．19mm和19mm
18、在精度要求很高的恒温恒湿空调房间，为了更有效地控制空调房间内温湿度在规定范围内，一般应__。
A．在空调风管的支管上加可调的电加热器
B．在空调箱加设可调的电加热器
C．在总风管上加加湿器
D．在空调箱内加设蒸汽加湿器
19、当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行，为了减小接触热阻，下列做法错误的是__。
A．降低接触表面的粗糙度
B．增大接触面上的挤压压力
C．在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料
D．在接触表面之间涂上一层导热系数大的油脂
20、根据城市规划、水源条件、__等方面的具体情况，给水系统可有多种不同的布置方式。
A．地形
B．用户水量
C．水压
D．水质
21、污水、废水隔油池的设计要求包括__。
A．隔油池的进水管上应清扫口
B．隔油池应设在排水点的出口处
C．隔油池宜设有通气管
D．隔油池应设有活动盖板
22、__在输水管道和给水管网中起分段和分区的隔离检修作用，并可用来调节管线中的流量或水压。
A．止回阀
B．阀门
C．泄水阀
D．排气阀
23、理想气体状态方程式为（）。
A.A B.B C.C D.D
24、硝化细菌、亚硝化细菌的关系为__。
A．寄生
B．拮抗 C．共生
D．互生
25、随着沸腾换热表面过热度(tW-tS)增加，气化核心逐渐增多，后增加的气化核心的大小比先形成的核心大小的__。
A．大
B．小
C．相等
D．不确定
二、多项选择题（共25 题，每题2分，每题的备选项中，有 2 个或 2 个以上符合题意，至少有1 个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）
1、某潜水水源地分布面积A为15km2，该地年降水量P为456mm，降水入渗系数α为0.3，请问该水源地的年降水渗入补给量为__。
A．2.67×106m3 B．2.20×106m3 C．1.50×106m3 D．2.05×106m3
2、污泥按来源不同可分为__类型。
A．消化污泥
B．初次沉淀污泥
C．腐殖污泥
D．剩余活性污泥
3、供应链绩效评价一般从（）三个方面考虑。
A．内部绩效度量
B．企业业务流程
C．外部绩效度量
D．供应链业务流程
E．综合供应链绩效度量
4、旋流絮凝池适用于中小水厂，效果较差，应用较少，其特点不包括__。
A．池子较浅
B．效果较差
C．容积小、水头损失小
D．地下水位较高时施工困难
5、以下选项不属于玻璃电极的是__。
A．玻璃膜
B．Ag-AgCl内参比电极
C．一定浓度的HCI溶液
D．饱和KCl溶液
6、炉墙平壁用两层同样厚度的保温材料保温，两种材料的导热系数分别为λ
1、λ2（λ1＞λ2），λ
1、λ2为常数，下列说法正确的是（）。
A．将λ2的材料放在内侧，则保温效果好
B．将λ1的材料放在内侧，则保温效果好
C．无论保温材料怎么放置，保温效果一样
D．无法确定
7、工业企业门类多，有的用水量虽小，但对水质要求很高，城市自来水水质不能满足要求，也必须自建给水处理系统，将城市自来水水质提高到满足生产用水水质的水平，如__工业等。
A．电子
B．医药
C．火力发电
D．冶金
8、传热的基本方式是__。
A．导热、对流和辐射
B．导热、对流换热和辐射
C．导热、对流和辐射换热
D．导热、对流换热和辐射换热
9、齿轮材料为40MnB调质，齿面硬度为260HBS，其弯曲疲劳极限σFlim为__MPa。
A．190 B．240 C．580 D．700
10、有条件时，输配水管宜采用__等非金属管材。
A．橡胶管
B．承插式预应力钢筋混凝土管
C．承插式自应力钢筋混凝土管
D．塑料管
11、下列说法中不正确的为__。
A．有冻结危险的楼梯间，其散热器应由单独的立、支管供暖
B．有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供暖
C．有冻结危险的场所，散热器前不得设置调节阀
D．楼梯间散热器可以由单独的支管供热，但散热器前需设置调节阀
12、有条件利用地下水作冷却空气的冷源时，地下水使用过后的回水应__。
A．部分回灌
B．全部回灌
C．排入江河
D．予以再利用
13、一般雨水管道衔接以管顶平接为原则，但若当条件不利时也可采用__。
A．管中平按
B．管底平接
C．水面平接
D．垂直平接
14、如下图所示并联管道a、b，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度ιb＝3ιa，通过的流量关系为（）。
A.A B.B C.C D.D
15、安装螺翼式水表时，表前与阀门间的直管段长度不应小于8～10倍的水表直径，安装其他水表时，表前后的直管段长度不应小于__。
A．200mm B．300mm C．400mm D．500mm
16、地形起伏较大或城市各区相隔较远时，比较适合采用__给水系统。
A．分区
B．局部加压
C．分质
D．分压
17、输水干管一般__，当输水干管任何一段发生故障时仍然可通过，城镇的事故水量为设计水量的__。
A．不得少于2条；设计量100% B．必须设2条；事故水量70% C．不宜少于2条；事故水量70% D．不宜少于2条；消防水量70%
18、机械加压送风的余压值应符合的要求是__。
A．前室、合用前室为10～20Pa B．消防电梯间前室为30～40Pa C．楼梯间为40～50Pa D．避难层(间)为40～50Pa
19、活细菌数目最多的时期为__。
A．适应期
B．对数期
C．稳定期
D．衰老期 20、C．大于
21、排水管渠排入水体的出水口的形式和位置，应根据__、波浪情况、地形变迁和主导风向等因来确定。
A．污水水质
B．下游用水情况
C．水流情况
D．水体的水位变化幅度
22、下列分子中键有极性，分子也有极性的是（）。
A．N2 B．CCl4 C．BeCl2 D．NH3
23、当管网中没有水塔时，管网的设计流量__二级泵站的设计流量。
A．小于
B．大于
C．等于
D．不确定
24、当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等分隔设施，且裙房设有自动喷水灭火系统时，其防火分区的最大允许建筑面积为__。
A．2000m2 B．4000m2 C．5000m2 D．8000m2
25、下列__是反渗透处理工艺的核心部件。
A．渗透器
B．曝气池
C．半渗透膜
水泵选型系统的设计与实现 篇3
泵是作为一种应用极为广泛的通用机械,在水利、电力、农业、矿山和石油化工等各个行业都有着广泛的应用。有资料显示,我国每年耗电总量的20%用于水泵机组,系统运行效率低下,部分系统的实际运行效率甚至只有30%～40%,平均运行效率比国外低20%左右,造成了资源的严重浪费,这其中很大一个原因是选型不合理,导致选择的水泵容量偏大,且没有工作在高效区;而实际运行中水泵的原动机(如电机)又常常处于恒转速状态,不能针对实际工况对水泵进行有效地调速运行,造成了能源的严重浪费。
一方面,由于泵的用途非常广泛,使用条件变化复杂,而泵的型号规格也越来越多。另一方面,在实际应用当中,要想比较准确地进行选型,传统的人工选型方法已经不能满足现代泵选型的要求。科学合理的选型,使水泵能够高效运行,既可以起到节约能源的作用,又能降低水泵系统的运行成本。随着计算机和网络技术的发展,水泵选型软件和在线选型系统也逐步发展起来。计算机辅助选型操作方便、界面友好且选型精度高,具有广阔的应用前景,而且解决了传统手工选型存在的一系列问题。通过应用计算机,对泵进行辅助选型越来越引起了人们的重视。
选型设计是否科学合理,关系着泵是否能够达到最佳的高效运行状态。一般来说,水泵选型是否合理主要依靠以下几个条件进行判断:
1、水泵能够高效运行,节约能源和使用成本;
2、水泵的关键部件使用寿命长,节约后期维护成本;
3、水泵工作稳定,能够满足工程的实际需求。
以往水泵选型的时候是先根据实际需求和现场安装条件选择水泵的类型,然后确定系统所需的流量,再根据管道的布置计算系统需要的扬程,最后再通过查阅大量的水泵产品样本来确定要选择的水泵型号。传统的手工水泵选型计算工作量较大,而且需要查阅大量的水泵样本和图表,选型工作的效率低下,而且准确性不足。经常会出现水泵安装之后才发现不适合实际需求,运行效率低下的问题。随着计算机和网络技术的发展,水泵选型软件和在线选型系统也逐步发展起来。计算机辅助选型操作方便、界面友好且选型精度高,具有广阔的应用前景,而且解决了传统手工选型存在的一系列问题。
笔者使用Delphi开发了基于Windows平台的水泵选型系统,系统分为泵样本数据库管理、水泵选型、系统用户管理、帮助等四大模块。泵样本数据库管理模块包括水泵样本数据添加、修改、查询、泵类别管理等功能;水泵选型模块可以完成泵设计参数输入,根据台数准则或用户要求确定台数范围,计算确定单泵设计扬程和流量,给出扬程和流量选型范围系数,从数据库中选出若干种基本符合要求的方案。在后台进行水力参数计算和选型,得出若干初选方案供用户选择,结果显示在列表框中。可以逐一查看其性能曲线,包括Q-H,Q-N,Q-曲线。曲线方程采用最小二乘法曲线拟合;系统用户管理模块包括用户信息管理、权限控制等功能;帮助模块为系统提供使用方法说明。
二、水泵性能曲线的拟合计算
流量、扬程、效率、功率、必须汽蚀余量是泵的主要性能参数,这些参数的数值都是通过实验测定的。由于泵的特性曲线都近似于抛物线,且最小二乘法拟合泵的特性曲线精度较高。为合理选择水泵,必须拟合出水泵性能曲线并求得曲线方程式,然后结合管道特性曲线方程式求出水泵运行工况点,以便校验水泵是否处于高效运行区间。具体代码如下:
三、水泵选型的流程
利用数据库知识,建立泵产品样本和现有水力模型数据库,把泵产品样本和水力模型的主要水力参数输入数据库,然后根据泵站设计参数,依据一定的准则。确定单泵设计流量和设计扬程,给出选泵过程中流量和扬程的范围系数,在数据库中选取合适的泵型,对初选泵型可查看其性能曲线,还可对初选合适的若干泵型方案进行综合评价。具体过程如下:
1、按下式筛选水泵样本,对符合条件的记录执行后序操作
2、求解水泵性能曲线方程与管道特性曲线方程的交点e(Qe,He)
3、对交点e(Qe,He)按下式进行判断,符合要求的即为可选泵
4、对选出的水泵按下式计算功率和效率
四、结束语
在设计选泵软件时,水泵选型中涉及的参数和方案较多,每一种参数的计算和方案的判别、比较都相当复杂,加之设计计算过程没有规范条款可以遵循,目前大多数选泵软件采用单台水泵设计所需的流量和扬程分别乘以一定的余量系数得到流量和扬程范围,额定流量和扬程符合这范围的水泵为可选水泵。没有考虑泵装置在设计扬程下是否效率最高,甚至不能满足用户的用水要求。所以有必要根据各种系统的水泵运行特点,在水泵选型方法、判别准则、评价指标等基础上,分析水泵选型方法的一般数学模型,为水泵选型软件的开发提供合理的计算方法和理论依据。
参考文献
[1]王文杰.水泵站自动设计软件研究与开发[D].南京:河海大学.2005.
[2]纪晓华.焉碧鹏.刘超.水泵选型专家系统研究与开发[J].江苏农业研究.2001,(4):77-79.
[3]朱劲术.曾凡春.龙新平等.大中型泵站改造中机组选型软件开发[J].中国农村水利水电.2007,(12):56-58.
[4]姜乃昌.金锥.水泵及水泵站[M].北京:中国建筑工业出版社.1998.
井用潜水泵的选型与使用 篇4
若井用潜水泵选型合理, 既可节约投资, 降低运行费用, 又能延长其使用寿命。其选型方法应遵照以下几点:
1. 井用潜水电泵的用途。
用户在购买井用潜水泵时必须考虑其用途:用于压力罐供水的应选择流量小而扬程高的井用潜水泵;专用于水塔供水的, 根据水塔大小和扬程, 可选择中等流量的井用潜水电泵;用于农田灌溉的, 在扬程合适的情况下, 尽量选择流量大的井用潜水泵。
2.使用条件。
在选择潜水泵型号前要先了解井的基本情况, 如井径大小, 可能的出水量、含沙量等, 根据了解到的情况来选择合适的水泵规格。要特别注意潜水泵为清水泵时, 不能抽含沙量大的水, 更不能用于淘新井, 否则会磨损水泵, 烧坏电机。
3.合理选择配套件。
在选购井用潜水泵的配套件如电缆、保护开关、扬水管时, 应选择厂家配套的正规产品, 以免为以后使用留下隐患。
井用潜水泵的正确使用
1. 井用潜水电泵的安装。
在安装潜水泵前, 应仔细阅读使用说明书, 按规定程序和要求进行安装。同时, 还要注意以下几点:
(1) 电缆接头。
应选用随泵附带的耐高压粘胶带或正规的厂家产品, 按说明书介绍的方法包扎。在实际工作中, 很多胶带因绝缘性能差而漏电造成电泵不能正常运转。
(2) 安装扬程。
应严格按规定扬程安装井用潜水泵, 防止高扬程、超流量使用使电机超载运转, 缩短其使用寿命, 甚至烧毁电机。据了解, 有些用户在购买电泵时, 买比安装扬程高的高扬程泵, 这样会使电机超负载运转, 导致电机使用寿命缩短。
(3) 安装深度。
安装井用潜水泵时, 应根据井的流沙、淤泥情况, 确定电泵的安装深度, 不可将电泵埋入淤泥中, 以防电机散热不良或砂子进入电机内腔磨坏轴承而烧毁电机。一般应保证电泵底座至井底的距离不少于3米。
(4) 电机加水。
电机加水时, 应选用纯净的清水, 水必须加满。正确的加水方法是:水加满后, 静置20～30分钟, 再补充加满。也可左右摇晃电机, 加快电机腔内充满水, 尤其是较大功率的电机更应特别注意, 应保证电机全部内腔都充满水。
2. 井用潜水泵的正确使用
(1) 初次安装使用。
电泵安装完后, 不要马上开机, 要对所使用的电源、启动设备、仪表进行认真检查, 确认无误后试运转。启动后, 用仪表检查电泵的电压、电流, 一切正常后方可投入使用。
(2) 日常检查。
日常检查内容包括:开机前检查电源电压、绝缘电阻, 开机后检查工作电流及水泵运转情况, 发现问题及时解决, 严禁电泵带病运转。
(3) 其他注意事项。
潜水泵运转时应有专人值班, 发现异常情况应立即停机检查。井用潜水泵的开与停, 不宜过于频繁。潜水泵外面可用竹网或铁丝网罩住, 以防井中有大的石子或其他硬物损坏水泵叶轮。潜水泵停机后, 不能马上再启动, 必须等管内的存水回流完毕后才能再启动。潜水泵在陆地上进行试转时, 运转时间不得超过5分钟。
潜水泵发生故障, 应首先检查外围设备有无问题, 如电源是否正常、井内水位是否下降太大、泵管是否漏水等, 检查无误后, 方可提泵出井, 不可盲目提泵。
(4) 故障处理。
电泵出现故障, 应送专业维修点, 最好到生产厂家指定的维修站维修, 以保证维修质量。决不能贪图一时便宜而随便请人或自己维修, 更不能采用假冒伪劣零件, 以免维修、调试不当而造成更大的故障。
井用潜水泵的保养与保管
1.要重视电泵的保养与保管, 否则不但增加泵的运行费用, 还会造成电泵的早期损坏。
2. 电泵最多运行两年, 就要提出井外进行一次全面的检查维修, 更换已磨损的零件, 保证电泵的良好技术性能。
3. 电泵长期不用时 (如超过1年以上) , 应提出井外, 全面检修后放在无腐蚀性物质、气体, 温度不超过40℃的室内, 并注意做好防锈。室内应干燥通风, 以保证电机定子绕组不受潮。
净水厂调速水泵选型与节能分析 篇5
1 调速水泵应用条件
根据各地供水企业水泵调速运行经验,以下情况水泵可采取调速技术:
1)取水泵站中的水泵扬程选择,是根据原水最低水位至混合反应池的几何高度加水头损失确定的,因为原水在最低水位出现的几率很小,所以取水泵站的水泵在日常运行中,当原水水位变化较大时,水泵实际工作扬程常小于额定设计扬程,水泵有可能长期运行于低效区。
2)向配水管网供水的二级泵站中,一般都配置有多台水泵供调节水量之需,它们具有大致相同的高效区扬程和不同流量,有的甚至多台水泵皆用相同的型号。当配水管网流量发生变化时,组合台数会发生变化,就可能出现水泵运行偏离高效区,特别是当管道损失值与整个水泵工作扬程相比占有相当大的比例时,低效运行现象尤为显著。
3)大中城市不设调节水塔,配水管网扬程、流量随时变化,二级泵站水泵调速有实际意义。
2 调速水泵的选型
目前,市场上的成套调速水泵设备,生产厂家会提供两个基本参数,即该设备的最高效率点时所对应的供水量Q额和相对应的扬程H额。在实际工程中,给水系统并不总是在水泵高效区运行,如何选用调速水泵,其关键是如何确定运行参数,即确定调速水泵的Q,H和相关水泵工作曲线,下面以净水厂普遍采用的离心泵为例进行分析。
2.1Q—H曲线与高效率区
如图1所示的离心泵Q—H工作曲线,n0为水泵的额定转速,A0～B0曲线段为离心泵不调速时工作的高效率区,当水泵的转速改变时,转速为n1时的高效率区为A1～B1段,转速为n2时的高效率区为A2～B2段。根据相似定律,KA=HA0/QA02,KB=HB0/QB02,则水泵转速n改变时,其高效率区位于抛物线H=KAQ2与H=KBQ2所包含范围内,因此选择的调速水泵,其运行的工况点必须落在该高效区内。
2.2 调速水泵参数确定
调速泵运行参数须考虑扬程H、流量Q、调速比K。设调速水泵在额定转速为n0时所对应的额定流量和额定扬程分别为Q0,H0;转速为n设时,调速水泵提供的流量与扬程分别为Q设,H设;Kn为调速比,Kn=n设/n0,下面以图2为例进行调速水泵选型的分析。
1)不设定速泵,只设调速水泵。
水泵调速后,水泵工况点仍沿着离心泵装置管道特性曲线移动,若调节的转速n设能满足工况点(Q设,H设)在高效区AOC范围内,说明调速水泵能很好地适应供水系统,反之就应根据Q设,采取调整管道特性曲线或考虑另选其他型号调速水泵从而使工况点落在高效区内。
调速水泵选型条件:a.工况点(Q0,H0)在高效区AOC范围内;b.(H设/HA)1/2≤Kn≤(H设/HC)1/2。
2)设调速水泵的同时,还设同型号定速泵并联运行。
在此种情况下,除需考虑1)中所述的情况外,还应考虑定速泵的高效区范围,调速泵运行的工况点应在定速泵工作的高效区范围内。
调速水泵选型条件:a.工况点(Q0,H0)在高效区AOC范围内;b.HC≤H设≤HA;c.(HC/HA)1/2≤Kn≤1。
因大部分离心泵的调速范围在0.85～1,即最小调速比Kn=(HC/HA)1/2在0.85以上,低于0.85的很少,所以可以先通过估算调速比0.85来预选调速泵,然后进行校核。
3)设调速水泵的同时,还设不同型号定速泵并联运行。
在此种情况下,除需考虑1),2)中所述的情况外,还应考虑不同型号定速水泵的高效区范围,此时调速泵运行的工况点,应在不同型号的定速泵共有的高效区范围内。
设有两台不同型号定速泵,其额定转速下的高效区内扬程变化范围分别为(HC1,HA1),(HC2,HA2)。
设HC3=max(HC1,HC2);HA3=min(HA1,HA2)。
调速水泵选型条件:a.工况点(Q0,H0)在水泵并联工作共有高效区范围内;b.HC3≤ H设≤HA3;c.(HC3/HA3)1/2≤Kn≤1。
综上所述,调速水泵和定速水泵都运行在高效率区范围内,是调速水泵选型的基本条件。
3 调速水泵节能分析
3.1 节能效率
调速水泵转速为:
调速水泵轴功率为:
调速后的节能效率为:
由上式可知:设定的扬程值越大,节能效率E越小;水泵Q—H特性曲线越平缓,节能效率E越小。调速水泵最优化选择时,可从以上两点着手,选择节能效率大的调速泵。
3.2 节能费用
1)供水企业除了考虑是否要调速外,尚需考虑因调速而投资增加部分的回收,在通常情况下,回收期为2年可认为较合理。若调速装置费用为T,因调速而节约的电费为A,若T/A≤2,则可认为该机组可立刻改造;若2<T/A<5,则可认为该台机组应列入改造计划,限期改造;若T/A≥5,则应通过其他更经济的手段使水泵运行效率提高。
2)因调速而节约的电费A公式推演如下:高1 m的水柱,作用在底面积上的压强为0.009 806 3 MPa。设水泵的效率为100%,则水泵供应量Q=1 000 m3,进出压强差为1 MPa水柱时所作的功:W=9.806 6×103×103×1/0.009 806 3=1 000.028×106 J=277.79 kW·h。设水泵的实际效率为η,则水泵实际消耗的能量为WX=277.79/ηkW·h。
在水泵的工作曲线上有一高效区。调速时取高效区平均值作为水泵调速后的运行效率,并顾及到电动机的效率,设为ηav,则电动机所消耗的能量为:277.79/ηavkW·h。
水泵在实际工作中,由于流量和扬程的变化,其工作点会偏离高效区,这时每1 000 m3,每MPa的消耗能量一定比上式大,其差值即意味着采用调速技术后应能节约的能量值。
在水泵的年运行记录中,可以统计出水泵工况点(Qi,Hi)和该点所对应的效率值ηi及该值在全年中所出现的频率Ci,故节约的电能可用下式计算:
由于Qi=CiQ年(Q年为水泵全年的供水量)。
故上式又可写为:(277.79/ηi-277.79/ηav)HiCiQ年。
考虑到每kW·h的单价为K,则全年中,因调速而节约的电费为:
参考文献
[1]柯水洲,张云,尚耀宗.变频调速水泵几个问题的探讨[J].给水排水,2001,27(9):75-76.
[2]许保玖.给水处理理论[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.30-31.
水泵选型 篇6
循环水系统作为核电厂冷却系统, 通过循环水泵从海水中取水, 经凝汽器后将热量传递回大海。考虑到核电机组前期的投资、后续的维修保养和运行的经济性及可靠性, 如何选择合适的循环水泵类型就显得尤为重要。国内1000MW核电厂设计通常采用海水直流冷却方式, 海水从取水明渠进入循环水泵房, 经循环水泵提升输送至汽轮机厂房的凝汽器, 换热后排水至虹吸井, 经排水明渠流入大海。
1 核电厂常用循环水泵
1.1 类型
从目前核电的发展来讲, 常用的循环水泵主要有两种类型:混凝土蜗壳泵和金属混流泵。
混凝土蜗壳泵采用混凝土作为蜗壳、吸入喇叭口, 进、出水流道的原材料, 采用具有整流作用的肘形进水流道, 因为流态相对较好, 所以淹没深度较小。由于蜗壳出水管的采用, 叶轮可以设计成两种形式, 即离心式叶轮和混流式叶轮, 采用离心式叶轮时, 泵相当于离心泵, 其具有启动功率小、抗汽蚀性能强、流量—扬程曲线均匀无拐点[1]等优点;采用混流式叶片时, 具有混流泵流量大的特点。另外, 泵的重量以及轴向水推力不需要电机承担, 减小了电机轴承的受力。
金属混流泵的进水流态没有混凝土蜗壳泵的进水流态好, 抗汽蚀性能较混凝土蜗壳泵差, 所以需要较大的淹没深度, 水泵重量以及轴向水推力均由电机承担。该类型泵易于国产化, 土建结构简单, 便于安装检修, 但是由于金属部件较多, 为达到更好的抗腐蚀性, 普遍采用了双相不锈钢的设计, 另外, 金属混流泵的叶片可分为固定叶片和可调叶片两种类型。混凝土蜗壳泵和金属混流泵的布置剖面图如图1所示。
1.2 核电站循环水泵配置实例
大亚湾核电站、岭澳二期在循环水泵的选择上是一台机组配置两台混凝土蜗壳泵, 即2×50%容量, 该配置的特点是管路上无阀门, 简化了循环水系统的布置, 泵的抗腐蚀性能较好, 但由于是国外技术, 所以采购成本稍高。三门核电采用的是美国AP1000核电技术, 在循环水泵的选择上是一台机组配置两台金属混流泵, 也为2×50%容量, 该配置的显著特点在于循环水泵的叶片是可调节的, 在国内核电站尚属首例, 根据主控或就地的指令进行叶片角度的开大与减小, 通过这样的方式来调节循环水流量, 适当降低厂用电, 该方案循环水泵的构造较复杂, 对技术的要求较高, 又因为是进口设备, 所以设备的采购费用较高, 但若在运行时保证可靠, 采用可调叶片还是能够起到很好的节能效果。
2 循环水泵选型方案
根据以上核电站的选型配置实例, 主要考虑了以下三种选型方案:一机配两泵、一机配三泵、一机配四泵, 对应循环水泵为混凝土蜗壳泵或金属混流泵。
(1) 一机配两泵, 可调叶片的立式混流泵对比混凝土蜗壳泵。由于混流泵的叶片角度可调, 使得其工艺的复杂性提高, 因而在建造投资的成本上, 比混凝土蜗壳泵高, 但国内三门核电已经率先采用并已调试成功, 通过现场试验发现, 水泵的运行情况良好, 噪音较小, 可靠程度有保证。而混凝土蜗壳泵在国内核电应用十分广泛, 有着良好的运行经历, 但是其节能效果不如可调叶片的混流泵, 因为采用可调叶片后, 即使流量较小, 也能够保持较高的效率。另外, 由于循环水流量过大会使凝结水被过度冷却, 过冷度增加, 降低机组经济性, 所以对于调节能力较差的混凝土蜗壳泵来讲, 更适合于全年水温相差较小的厂址, 而冬夏季海域水温温差较大的厂址, 在同为进口设备的情况下, 兼顾经济性, 选择混流泵更好。
(2) 一机配三泵, 固定叶片的混流泵对比混凝土蜗壳泵。不论采用哪种类型泵, 管路的布置都要比一机配两泵的更加复杂, 因为要把三台泵的流量平均分配给三台凝汽器各自的两个水室, 这样管路的连接就会变得相当复杂, 而且由于国内核电通常为一机配两泵和一机配四泵, 相比较而言运行经验并不丰富, 所以为了提高系统运行的可靠性, 舍弃一机配三泵的方案。
(3) 一机配四泵, 固定叶片的混流泵对比混凝土蜗壳泵:由于混凝土蜗壳泵较金属混流泵淹没深度小, 肘形流态好, 抗腐蚀性能强且承受的轴向水推力也较小, 有着显著的优势, 另外, 通过技术引进, 相比一机配两泵的混凝土蜗壳泵而言, 四台蜗壳泵各自的容量较小, 更容易实现国产化, 采购成本能够进一步压缩、降低, 所以就一机配四泵而言, 选择混凝土蜗壳泵更好一些。
3 循环水泵配置分析
对于冬夏两季水温变化较小的核电厂址, 通过选型方案的优化选择, 得到了以下两种方案:一机配两台混凝土蜗壳泵, 一机配四台混凝土蜗壳泵。同样是混凝土蜗壳泵, 一机配两泵可使系统得到最大简化, 布置成无阀系统, 而一机配四泵由于需要将循泵两两并联, 才能将循环水输送至各凝汽器, 所以系统中要设置阀门, 管路设计偏复杂, 维护量也相应增加, 而且占地面积较大。另外, 由于一机配两泵在国内核电应用较广 (如大亚湾、岭澳等) , 在运行和维修方面有更加丰富的经验, 所以选择一机配两泵更加适合。
对于冬夏两季水温变化较大的核电厂址, 通过选型方案的优化选择, 得到的是以下两种方案:一机配两泵, 使用可调叶片的立式混流泵, 一机配四泵, 使用混凝土蜗壳泵。经过对比发现:一机配四台混凝土蜗壳泵使调度更加灵活, 更适合冬夏两季海域水温温差大的核电厂址, 因为在夏季时海水温度高些, 四台泵全部投运以满足冷却要求, 冬季海水温度较低, 投运两台即可达到充分冷却的目的, 运行方式更为灵活, 一机配四台泵还可使单台的容量降低, 体积降低, 更加利于设备的安装, 但不可否认的是占地面积会比一机配两台金属混流泵大些。而应用一机配两台金属混流泵的方案, 由于单台循环水泵的容量较大, 不利于国产化, 且可调叶片机构复杂, 这样采购的成本不会下降, 而且由于泵体积庞大, 对应的泵基也要相应增加, 从而增加了土建工程量和建设投资。
4 结论
根据以上分析, 建议冬夏两季海水温差小的核电厂址采用一机配两台混凝土蜗壳泵方案, 系统简单可靠, 运行经验更为丰富, 保证了核电厂的安全可靠性。建议冬夏两季海水温差大的核电厂址采用一机配四台混凝土蜗壳泵方案, 降低了单台循环水泵造价, 如果选择国产化设备, 投资会进一步减少, 春秋季根据设计选择4泵或2泵投运, 夏季4台全部投运, 而冬季海水温度低, 投运2台泵足以保证电厂的正常运行, 这样节约了厂用电量, 提高了机组的经济效益, 还便于对循环水泵进行检修, 不会因某台循泵长时间的修理而影响机组的正常运行。
摘要：循环水泵的配置关系到整个核电的初期投资和后续的经济效益。随着国内核电的发展, 机组功率的不断增加, 对循环水泵容量和可靠性要求更高。常用的循环水泵主要为混凝土蜗壳泵和金属混流泵。本文根据不同循环水泵选型方案的列举和筛选, 同时结合厂址的水温条件对核电站的循环水泵配置进行分析和选择。
关键词：循环水泵,混凝土蜗壳泵,金属混流泵,经济效益
参考文献
水泵选型 篇7
1节水灌溉水泵机组的选型
水泵选型的基本依据是泵站特征扬程和设计流程。下面根据这些年来节水灌溉行业水泵的使用情况研究一下水泵的选型原则、步骤和选型中的几个问题。
1.1主水泵选型原则
1.1.1在设计扬程下, 泵站的流量应满足灌溉设计流量的要求。1.1.2水泵长期运行中, 多年平均的泵站效率高, 运行费用低。1.1.3水泵应能在最高、最低扬程下稳定、安全运行。1.1.4按照选定的水泵机组建站, 设备费用和土建投资最省。1.1.5便于运行和管理。1.1.6选用系列化、标准化程度高的产品和更新换代产品。1.1.7应配套安装保护水泵和动力机的安全装置。
1.2主水泵选型的方法和步骤
1.2.1根据平均扬程, 利用水泵产品样本或其他技术资料中的水泵系列谱图、性能曲线或性能参数表, 初步选出扬程符合要求、流量不等的几种水泵, 并根据灌溉设计流量和每种泵型的额定流量, 算出所需泵型的台数。1.2.2根据初步选出的水泵, 确定管径大小及管理布置方式, 绘制管路特性曲线。根据水泵性能曲线和管路特性曲线求出在设计、平均、最高和最低扬程下的工作点。校核所选水泵在设计扬程下的流量是否满足要求, 在平均扬程下是否在高效区运行, 在其他扬程下能否稳定、安全运行。1.2.3根据吸入装置条件计算泵站装置汽蚀余量, 并根据必须汽蚀余量校核所选水泵在所有工况点能否满足汽蚀要求。1.2.4只有所选水泵能同时满足上述1.2.2和1.2.3要求, 才能确定所选泵型合理。如不符合要求, 可采用调节措施或另选泵型。
1.3主水泵机组选型中的几个问题
1.3.1主水泵类型的选择。水泵类型主要根据泵站设计扬程确定。一般情况下, 当泵站设计扬程小于10m时, 宜选用轴流泵;泵站设计扬程为5-20m时, 宜选用混流泵;泵站设计扬程为20-100m时, 宜选用单级离心泵;泵站设计扬程大于100m时, 宜选用多级离心泵。1.3.2主水泵结构形式的选择。卧式泵, 泵房占地面积较大, 单机组安装、检修方便, 适用于水源水位变幅不大的场合;立式泵, 泵房占地面积较小, 但安装要求较高, 检修较麻烦, 适用于水源水位变幅较大或已有泵房面积小的场合。另外, 立式离心泵的噪音较小, 如果对避免噪音要求较高, 应选用立式泵。1.3.3水泵台数的确定。水泵台数少, 单机容量大, 运行检修方便, 但流量调节受到限制;水泵台数多, 单机容量小, 流量调节灵活性大, 但运行管理费用相应增加。因此, 水泵台数的选择, 需进行方案技术经济对比。1.3.4水泵汽蚀。如果说水泵的流量、扬程不完全符合要求还能“凑合”的话, 水泵 (尤其是离心泵) 发生汽蚀则是一种病态, 甚至导致———泵站不能运行, 这样的例子很多。因此, 研究认为应对水泵汽蚀问题引起高度重视, 不能“凑合”。
2动力机的类型与选择
2.1动力机类型
与水泵配套的动力机主要有电动机、柴油机、和汽油机等。通常, 选择动力机时, 除需要了解名称、型号、功率、转速、电压参数外, 还应了解它与水泵的可能动力传递方式。
2.2各种动力机的优缺点对比
2.2.1购机费用:电动机最便宜, 柴油机居中, 汽油机较贵。但电动机的附属电气设备投资较大。 (变压器、输电管路等) 另外, 小型汽油机的价格有逐年下降的趋势, 可考虑选用。2.2.2运行经济性和运行费用:电动机最好, 柴油机次之, 汽油机最差。有文献认为, 柴油机的运行费用大约是电动机的1.5倍, 汽油机大约是电动机的4.8倍。2.2.3运行可靠性和方便性:电动机比内燃机 (柴油机、汽油机) 好。但电动机受到电源和线路影响, 通常仅适用于输电方便的地区。2.2.4重量:电动机和汽油机较轻, 柴油机较重。
2.3动力机选择
综上所述。动力机的选择应根据实际条件和配套要求来决定。电动机是水泵的主要配套动力机, 电动机的特点是起动方便、操作简单、运转可靠、运行费用低等, 且易于实现自动化。电动机的局限是受电力条件 (电力线路、设备、设施) 的制约和限制。在不需要重新架设电线、电力供应可靠的条件下, 应尽量选用电动机。无电源时, 优先选用柴油机:需要频繁移动时, 应选择小型柴油机或汽油机;有风力发电、太阳能发电等自然能源的场合, 应因地制宜加以利用自然电能。
3动力机与水泵的配套
动力机与水泵的配套, 主要指动力机的功率、转速及动力转动方式符合水泵配套的要求, 能保证整个机组可靠、安全运行, 且运行费用低, 农民使用方便。
3.1功率配套
3.1.1动力机的功率。动力机的功率称额定功率, 即电动机可以在该功率下不间断的运行。内燃机的功率称标定功率, 按用途和使用特点, 分为15min功率、1h功率和12h功率三种。如果灌溉系统的设计日灌水时间小于12h, 可采用12功率;如果大于12h, 通常以12h功率的90%作为内燃机的持续功率。3.1.2水泵标牌上的配用功率。水泵标牌的配用功率通常都在水泵轴功率的基础上加了一个备用系数, 只要配套动力机的功率等于或大于该功率, 水泵的实际工况点流量0.7~1.2Q范围之内, 动力机通常不会过载。如果水泵的性能参数进行了调节, 需要重新计算轴功率, 并按下述3.1.3乘以一个系数, 选配适宜的动力机功率。3.1.3配套功率备用动力机功率。与水泵动力机配套时, 水泵的轴功率必须乘以一个大于1的安全系数, 这个安全系数称为配套功率备用系数, 简称配套系数或备用系数。该系数用k表示, 可按表1和表2查取。
3.2转速配套
转速配套是指动力机在额定 (标定) 转速时, 所传给水泵的转速应与水泵的额定转速 (或调速后的转速) 相一致 (相差不宜超过2%) 。
3.3转向及传动装置配套
动力机的旋转方向, 应保证通过传动装置后与水泵的设计旋转方向一致。传动装置的尺寸、位置、运行可靠性和安全性等也应与水泵的动力机相适应。
4结论
超超临界机组锅炉给水泵选型探讨 篇8
1 国内外同类型机组锅炉给水泵的配置情况
目前,国外在锅炉给水泵的配置方面,日本大多数发电厂采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵+1×25%~30%BMCR容量的电动给水泵;德国发电厂采用1×100%BMCR容量的汽动给水泵+1×35%~40%BMCR容量的电动给水泵作为启动和备用泵。也有少数电厂甚至不配置电动给水泵。国内已建或在建的超超临界机组的锅炉给水泵配置情况如表1所示。
2 给水泵组选型的几点探讨
2.1 给水泵组的配置
由于该二期工程是扩建工程,可以利用辅助蒸汽作为启动汽源(一期工程单台汽轮机汽轮机厂用汽工况4抽为40 t/h和2抽60 t/h,可以满足百万机组启动时汽动给水泵的用汽量)。汽动给水泵台数和容量的选择,决定于多种因素。配100%容量汽动泵,单泵在机组40%~100%负荷范围,泵与主机的负荷相匹配,调节比较方便。低于40%负荷,则切换至备用汽源,也能保证机组正常运行。虽然100%容量泵比2×50%容量泵方案运行经济性高,但由于100%给水泵配套的给水泵汽轮机目前需要进口,且需要配套单独的凝汽器、真空泵、凝结水泵等辅助设备,总体上100%给水泵汽轮机组比2×50%给水泵汽轮机组投资多约3 000万元。配2×50%容量汽动泵的优点是,一台汽动泵组故障时仍能带50%负荷运行。给水泵的可靠性对机组运行影响极大,考虑到国内外已运行的1 000 MW机组大都采用2×50%汽动给水泵配置方案,建议配置2×50%BMCR容量的汽动给水泵,不配置电动给水泵。可节约一次性投资约3 000万元(包括地基处理、基础土建、电动给水泵组、管道阀门、电气元件、起吊设施和设备安装等费用);可使高厂变电容量大幅减小,变电设备及其附属的高压开关等费用大大降低;还可省去生产期间的运行和维护费用。
2.2 汽泵前置泵的布置方案
汽泵前置泵的布置有2种,一种是前置泵布置于0 m层,有单独的电动机驱动;另一种是前置泵与给水泵平行轴布置,即前置泵布置于运转层,汽动给水泵组包括1台由汽轮机直接驱动的锅炉给水泵和1台前置泵,前置泵由汽轮机另一端或给水泵的非驱动端输出轴通过减速箱驱动,该法比较安全经济。2种方案的比较见表2。
注:由于前置泵的必须汽蚀余量(NPSH r 3%)一般小于8m,前置泵布置于17 m运转层,不需要增加除氧器的高度(35.7 m),按照常规百万机组除氧器布置高度即可。
汽泵前置泵与给水泵同轴布置方案运行经济性计算(以汽轮机THA工况计算)如下。
汽泵前置泵功率。按0.788 MW记(上海电力修造厂数据),给水泵汽轮机汽耗率:4.8 kg/(k W·h)(杭州汽轮机厂三菱技术数据);给水泵汽轮机内效率:82.6%(杭州汽轮机厂三菱技术数据);汽轮机四抽蒸汽的焓:3 185.9 k J/kg(上海汽轮机厂数据);汽轮机的排行焓:2 313.5 k J/kg(上海汽轮机厂数据);机组年运行小时数:5 500 h。
汽泵前置泵由给水泵汽轮机驱动后,运行1年节约用电量为:788×5500×4=1733.6万k W·h。
运行一年节约的费用:1 733.6×0.410 8=712.16万元/年(其中:0.410 8为2008年江苏省脱硫燃煤机组的上网电价)。
给水泵汽轮机增加的汽耗量:
对应的有效焓降:
折算成锅炉消耗的标煤量是:8.677×108/(29.27×0.935×0.99×0.451)=7 029.97 t(其中:锅炉的热效率为0.935,管道效率为0.99,全厂热效率为0.451)。
全年增加的燃煤费用:7 029.97×610=428.83万元(其中:标煤按照610元/t计)。
可以得出,前置泵由给水泵汽轮机驱动每年可以产生利润:712.16-428.83=284.33万元。设备寿命按照30年计,可产生8 529.9万元的利润。
综上所述,如果汽泵前置泵采用给水泵汽轮机驱动,可节约用电,并可产生284.33万元/年利润;在工程建设方面,可省去4台前置泵电机、检修起吊设施、相关电气设备等投资。故建议采用给水泵汽轮机同时驱动给水泵和前置泵的方案。
3 国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况
锅炉给水泵作为发电厂热力系统的核心动力设备,其设计精密,加工工艺要求极高,与大容量高参数的超超临界机组配套的给水泵更是如此。因此,国际上能够生产给水泵的厂家不多,最著名的是美国福斯(BJ品牌)、德国凯士比(KSB)、瑞士苏尔寿(SULZER)、英国威尔(WEIR)以及日本的EBARA、日立、三菱等。目前国内能生产600 MW机组以上锅炉给水泵的企业有上海电力修造总厂(SULZER泵芯)[1]、上海KSB有限公司、沈阳透平机械股份有限公司(原沈阳水泵股份有限公司)、荏原博泵泵业有限公司等,或从国外引进技术或与国外公司合作生产。给水泵泵芯均为原装进口。国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况如表3所示。
可见,前期超超临界机组都选用了全进口的给水泵,而后期工程大部分选用国内厂家的产品,由于核心部件采用了进口泵芯,其产品的总体品质和运行可靠性与全进口产品无明显差别。可以考虑采用进口泵芯、国内成套的方式进行给水泵招标。
4 结束语
综上所述,建议公司二期工程采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵,不配置电动给水泵,汽泵前置泵与给水泵由给水泵汽轮机平行轴驱动。为降低一次性投资,建议选用国内知名企业引进国外技术生产的给水泵,完全符合安全可靠、经济适用、符合国情的电力建设总方针。
参考文献