熱電廠水泵經濟運行措施探討

劉建智

摘 要：水泵是電廠中的主要輔助設備之一，也是電廠的耗能最多的設備，它的經濟運行，直接影響到電廠運行的經濟性。該文根據結合元寶山發電廠多年運行中水泵運行管理經驗，對水泵的幾項關鍵技術問題進行探討，就防止汽蝕、優化水泵運行管理方案提供可靠建議，為熱電廠水泵的運行與管理工作提供技術參考。

關鍵詞：水泵 徑向間隙 汽蝕 水泵調節

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0097-01

在熱力發電廠正常運行過程中，除火力發電機組、勵磁設備以及一些監控儀器儀表設備外，泵與風機等輔助設備對電廠的安全運行也起到重要作用。而且，水泵等輔助設備頻繁啟用，其所消耗的電量可占廠用電量的5%～8%[1-2]。因此，提高泵與風機的工作效率，使泵與風機經濟、高效運行，對減少發電廠廠用電、提高電廠的供電能力、降低供電煤耗具有重要意義。該文探討了元寶山發電廠水泵運行過程中的幾項關鍵技術問題，為電廠水泵運行管理工作提供技術參考。

1 水泵動靜部件的徑向間隙

水泵的葉輪與導流殼之間存在相對間隙，既要保證動靜之間不發生摩擦，又要保證動靜之間的容積最小，因此要求間隙不能過大。所以確定動靜部件之間的軸向和徑向間隙、及時檢修或更換密封環，是保證水泵經濟運行的重要措施。在電廠運行中，應注意以下幾點關鍵問題。

（1）密封環的間隙一般應靠近下限，才能保證使用周期較長，且泵的損失減少，但沒有到最上限時，最好不要更換密封環。應根據泵運行時間的長短和密封環的磨損情況，找出密封環的磨損原因。（2）在條件允許的情況下，徑向密封環一般都應有采用“T”型螺紋密封或迷宮密封形式，但螺紋的旋向應根據水泵的旋轉方向而定。（3）由于水泵安裝在水泵基礎上，由于轉子靜撓度的存在，允許多級離心泵的中間葉輪的口環間隙大于兩端葉輪的口環間隙。（4）在檢修的過程中，一定要保證葉輪和口環以及整個軸系的最小間隙大于兩端軸承的最大間隙，以免造成動靜之間的摩擦，使設備損壞。

2 串軸量及水口中心的調整

水泵經檢修后，一般需要重新安裝，因此串軸量及水口中心需要重新校核調整。所謂泵的軸向串量，是水泵轉子在不安裝平衡盤及平衡襯的條件下，葉輪與前后導流殼間的間隙。如果泵的總串量太小會使泵在運行過程中發生動靜部的摩擦，造成電流過大或其他事故；如果總串量過大，會增加泵的容積損失，使水泵的出力不足，影響泵的經濟運行。因此多級離心泵在未安裝平衡盤及平衡襯時總串量一般控制在10 mm以內。

水泵的水口中心是指葉輪的流道中心線與導葉的流道中心線對中或重合的程度。理論上是兩條流道的中心線正好重合時水泵運行的最經濟，也最穩定。但由于制造、加工、安裝時有可能造成一定的偏差，但一般水泵的水口中心的偏差都必須不應大于0.40 mm。在組裝時應嚴格按照機械設備安裝相關規程進行控制，未達標的安裝部件需重新安裝，達標后才能繼續后面的安裝步驟。

3 防止汽蝕

水泵汽蝕現象普遍存在，嚴重的汽蝕會導致泵運行不穩定，泵體零件易損壞，所以防止泵汽蝕的發生或減少汽蝕造成的破壞是很必要的。為盡量減少我廠灰渣泵產生的汽蝕效益，從以下幾方面進行控制。

（1）減少水泵吸出高程。吸出高程表明了水泵能承受的最大負壓力，減少吸出高程對水泵抗汽蝕具有積極作用?？梢酝ㄟ^增加管徑、減少管路長度、彎頭和附件等，減少泵體及輸水系統的水頭損失，減少吸入損失，進而控制吸出高度。（2）合理選擇水泵型號，提高水泵經濟利用效率。水泵型號的合理性，直接關系到水泵運行效率，在高效區運行的水泵一般不宜產生汽蝕；同時，通過合理調度及調試、合理控制水泵運行可避免水泵轉速過高或過低，減少水泵的磨損和電能損耗。（3）泵吸水池的工況對泵汽蝕有重要影響。水溫在40～50℃的范圍下發生汽蝕時各種材料損壞最大。這是因為溫度增加，水中溶解的空氣量減少，氣泡的緩沖效果減少，所以溫度升高損壞增加。溫度進一步增高，蒸氣壓力急劇增大，所泡大量生成，氣泡的緩沖效果增加，汽蝕損壞減小。還有水中空氣含量多時，由于緩沖作用，其汽蝕損壞也減輕。（4）選擇優質水泵。材質對水泵選用優質的材料，選用優質抗汽蝕的材料來制作葉輪外殼可以有效的延長水泵的檢修周期，如我廠1#、2#發電機組軸封泵的葉輪為鑄鐵材質制作，以前每次檢修時均發現葉輪葉片處及流道處有明顯的麻點或蜂窩狀破壞，經過選用不銹鋼材質的葉輪后，到檢修周期時葉輪表面明顯好轉，只是有表面的斑點及斑痕。這也說明不銹鋼材質的抗汽蝕性明顯高于鑄鐵材質。（5）改善運行條件。泵的汽蝕與泵偏離設計工況點運行有很大的關系，因此對大型調節軸流泵，應充分考慮調節葉片的角度來改變泵運行的工況，使其與設計工況一致或接近。另外在運行中盡量避免入口處，由于污物的堵塞贊成水位差，使入口不出現漩渦，也能減輕汽蝕，起到一定的作用。

4 優化水泵調節方案

在發電廠中，一般泵與風機有兩種運行工況，第一種是泵與風機不隨外界負荷變化而改變運行工況，第二種是為適應外界負荷或其他因素變化的要求而隨之改變運行工況。這里，第二種水泵系統是需要時時調節的[3]，其調節的方法又可分為改變泵與風機本身的性能曲線、改變管路特性曲線兩種方法。改變泵與風機本身性能曲線的方法有動葉調節、變速調節；改變管路特性曲線的方法有出口節流調節。

（1）出口端節流調節

將節閥門等裝在泵與風機出口管路上的調節方法叫做出口端節流調節，其實質是改變出口管路上的流動損失，從而改變管路的特性曲線，來改變工作點。當流量減少時，關小出口閥門，損失增加。這個調節方式不經濟，節能效果不好；但是這種調節方法可靠，簡單易行。

（2）節流調節

節流調節就是在管路中裝設節流部件（各種閥門、擋板等），利用改變閥門開度來進行調節，這種方法是發電廠最常用的一種調節方式。

（3）變速調節

變速調節就是在管路特性曲線不變時，用變轉速來改變泵與風機的性能曲線，從而改變它們的工作點。在其它運行條件不變的情況下，降低電機的運行速度，其節電效果是與轉速降落成立方的關系，節電效果非常明顯。只有在能頭變化大時，才能達到節電效果，如果能頭變化小，則節電效果不明顯。變速調節的主要優點是大大減少附加的節流損失，因此經濟性高。

5 結語

熱電廠發電系統的運行離不開輔助設備的正常運行與有效管理，因此加強電廠中水泵與風機的運行管理至關重要。該文結合元寶山發電廠多年運行中有關水泵運行管理的經驗，對水泵運行中的常見問題進行闡述，就相關經驗進行了歸納總結，對我國熱電廠運行管理中有關水泵的科學管理提供了技術參考。同時，有關水泵的變速調節等相關技術性問題應結合熱電廠運行調度管理，做專項研究，以確保電廠機組設備的安全運行。

參考文獻

[1] 董曉莉，胡生彬，狄兵兵.變頻調速對水泵經濟運行的影響分析[J].電氣應用，2012（4）：79-83.

[2] 白建坤.熱電廠循環水泵系統經濟運行研究[J].新疆化工，2011（3）：21-25.

[3] 董麗娟，張潤盤，張春發.循環水泵的優化調度[J].電力科學與工程，2007（1）：73-78.endprint