給水泵節能改造優化實踐

車沛華 全敏 黃敏聰

摘 ?要：給水泵是工業生產過程中比較常用的構件之一。隨著工業技術的不斷發展，給水泵能耗過大的問題已經成為阻礙工業生產發展的重要問題。因此相關部門及工作人員需要全面分析實際的生產情況，對給水泵進行全面的優化升級改造，從而使給水泵在生產活動當中發揮更大的價值。在文章當中作者將結合具體實例，運用相關技術知識，對給水泵節能改造優化實踐工作進行詳細的論述分析。

關鍵詞：汽動給水泵;節能改造;實踐措施

中圖分類號：TM621.7 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）35-0092-02

Abstract： Feed water pump is one of the most commonly used components in industrial production. With the continuous development of industrial technology， the excessive energy consumption of feedwater pump has become an important problem hindering the development of industrial production. Therefore， the relevant departments and staff need to comprehensively analyze the actual production situation， and carry out a comprehensive optimization and upgrading of the feedwater pump， so as to make the feedwater pump play a greater value in the production activities. In the paper， the author will combine the concrete example， use the relevant technical knowledge， carry on the detailed discussion and analysis to the optimization practice of energy saving transformation of feedwater pump.

Keywords： steam feed water pump; energy saving transformation; practical measures

引言

鍋爐給水泵在運行過程中所產生的能源損耗在生產總體能源損耗當中的占比非常大。在傳統的生產過程中，汽動給水泵需要通過電機驅動的方式來運行，通過汽輪機驅動發電機來進行發電，產生的電能再經由電動機的轉化變成機械能，最終使汽動給水泵處于穩定的運行狀態，這樣一來在多次的能源轉化過程中就會產生非常大的浪費。因此相關部門需要結合生產的實際情況，最大限度地減少汽動給水泵在運行過程中的能源轉化次數，同時還可以使用給水泵的增壓技術，增設過熱減溫水專用增壓環節，從而在根源上降低汽動給水泵在運行過程中所產生的功耗。下文中作者將對此展開進行論述。

1 給水泵運行原理

汽動給水泵是一種通過獨立性小汽輪機獨立驅動的給水泵。該汽輪機需要在抽氣管道當中抽取蒸汽，之后利用小汽輪機的帶動作用完成水泵的進水工作。其中汽動給水泵當中的調節泵需要通過小汽輪機當中的調速器來控制整體的進氣量。從小汽輪機的種類來看，可以使用凝氣式和背壓式，小汽輪機的正常運行需要配套的汽、水管道系統進行支撐，同時還要配備相應的調速系統和備用汽源等等[1]，現階段普遍使用的汽動給水泵使用的是不同軸的串聯方式，從而提升汽動給水泵運行的穩定性。

2 給水泵節能改造優化實踐

2.1 改造背景

以某電廠的熱電生產裝置為例，詳細分析給水泵節能改造的具體措施。該廠的熱電聯產機組自投入使用一來就存在著鍋爐過熱器減溫水方面的問題，過熱器減溫水量的設計最大值為15.7t/h，但是在實際生產過程中的減溫水量可以達到45-60t/h。在低負荷狀態下，過熱器減溫水的壓力比較低，進而需要節流主給水管路當中的電動閘閥，并根據運作情況提升給水泵的轉速，才能夠保證過熱器減溫水與過熱器內部主蒸汽之間的壓差，但是會造成給水泵的能源消耗急速升高。另外，過熱器當中的減溫水來源于高壓加熱器，在運行過程中對機組熱經濟性的影響較大，同時由于高壓加熱器給水壓力和變化幅度非常大，從而降低了主汽溫度調節的實效性[2]。

該電廠在地理位置上與某煤業公司臨近，因此在有效的供汽范圍當中，需要從汽輪機當中抽取出一部分蒸汽，通過降溫降壓處理之后進行供熱。汽輪機組當中抽取的蒸汽屬于高溫高壓蒸汽，品質非常高，經過降溫降壓處理之后對蒸汽的做功能力產生非常嚴重的影響。

2.2 改造措施

（1）優化增壓級葉輪和口環的設計

該電廠給水泵的末級葉輪比轉速ns為49.36，軸徑為125。技術人員在改造的過程中以比轉速為基礎參考了水力計算模型，利用速度系數法對葉輪進行模型的換算以及相關的水力設計。從結構角度來看，技術人員去掉了一級葉輪，因此，末級葉輪和末級導葉將會發生前移的現象[3]，為工作人員提供了充足的時間來對增壓級進行裝配。口環與葉輪的進口需要依照流線進行圓滑過渡，進而有效減少運行過程中所產生的水力損失，切實提升給水泵的運行效率。

（2）泵蓋設計的優化

為最大限度地提升內部結構空間，滿足新增功能以及設備構件的相關要求，在先前的設備當中對增壓級給水泵進行改裝。在優化改裝的過程中，現場技術人員需要解決許多問題，例如增壓級葉輪安裝、高壓端密封以及出水位置調整等問題，給節能改造工作帶來了非常大的難度。經過技術分析，本次優化改造無法在泵筒的位置設置增壓級出口[4]，在現有的技術條件下為實現減溫水與主給水的分離，現場技術人員決定在大端蓋位置處設置一個增壓級出口，在設計改造的過程中要著重考慮在大端蓋位置出增設減溫水出口后所面臨的強度問題。經過現場確認，增壓級的出口流量為75t/h，技術人員根據增壓級的出口壓力和揚程，將開孔內徑控制在？準66，從而使其達到相關要求。

在端蓋出口管的焊接工作中，鑒于給水泵在運行過程中所產生的膨脹現象，以及減溫水出口管膨脹所產生的作用，技術人員決定在大端蓋的出口管位置設置產生200N以上的應力，同時為保證優化改造之后大端蓋和增壓級抽頭管道的安全性，在安裝工作開始之前需要進行必要的強度試驗。

（3）優化給水泵的驅動方式

現場技術人員經過綜合性研討之后，決定使用消化吸收凝汽式汽動給水泵汽輪機技術，研發出一種不需要排汽冷凝設備進行支撐的背壓式汽動給水泵，汽輪機在運行過程中要保持穩定性，根據實際生產情況進行變速調節，調節的精確度符合相關標準，操作便捷。

汽輪機通過模塊化結構進行設計，保證其運行狀態的穩定性。調節器方面，決定使用美國Woodward公司所研發生產的調節器，該調節器屬于有差機械液壓式調節器，內部設置了油泵和穩壓系統，就可以擺脫外置有系統的限制，緩解了技術人員在設備調試方面的壓力。此外，在調節器上還配置了電動轉速調節裝置，從而對機組的轉速進行遠距離的控制。技術人員將小汽輪機組的轉速調節功能加入到DCS控制系統當中，進而實現了轉速的自動化控制[5]。在汽輪機保安系統當中，技術人員使用了冗余式的電超速保護裝置，裝置當中使用數字電路，并配備3個磁電式的轉速傳感器，在運行過程中3路轉速信號會在保護裝置當中進行細致化的比較，如果2路和2路以上的轉速信號明顯高于汽輪機的動作轉速時，保護裝置就能夠自動發出停機指令，主機閥操縱座當中的脫扣裝置將會立即運作，在第一時間關閉主氣閥。

3 給水泵節能改造優化的經濟性評價

3.1 設備比較

在改造完成之后，現場工作人員對運行數據進行了詳細的統計分析，其具體的參數對比如表1所示。

3.2 利潤比較

該電廠在給水泵節能改造之后，取得了良好的經濟效果。在鍋爐負荷達到100%狀態時，給水泵的整體節能量與先前相比下降了15%左右，基本達到了預期的目標。在汽動給水泵運作方式全面優化之后，通過蒸汽做功的形式來代替電動機驅動水泵的性質，做功的蒸汽被其中的溫度和壓力調節裝置所消耗掉，這樣一來項目當中的節能量就與原電動機當中所消耗的電量保持一致，從根源上提升了節能的效率。

此外，汽動給水泵的節能優化改造全面實現了電廠的余熱利用，熱力系統設計合理完善，減少了熱能損失，提高機組的整體熱效率，大大降低發電廠的廠用電率，提高電廠的經濟效益，符合國家的節能減排的要求。汽動給水泵的技術研制及其應用有廣闊的發展空間，汽動給水泵的研制及其應用將推動企業的發展和效益的全面提高。

4 結束語

綜上所述，此次給水泵節能優化改造雖然會在一定程度上提升工作人員的維護工作量，但是給水泵的整體能耗出現明顯的下降。同時，在實際運行的過程中由于減溫水量和給水流量之間實現了單獨調節，所以，二者之間的相互影響可以忽略不計，對鍋爐溫度調節的靈敏程度也有著一定程度的提升，此外，通過汽輪機的改造全面提升了蒸汽的利用效率。上文當中作者結合實際的生產案例，對汽動給水泵的節能改造優化全過程進行了詳細的闡述，望相關部門及工作人員能夠結合實際情況，進行有效應用。

參考文獻：

[1]馬圣忠，杜洪波，李海峰.熱電廠汽動給水泵節能技術研究與應用[J].山東煤炭科技，2014（03）：198-199.

[2]高小平.熱電廠汽動給水泵節能分析[C]//中國石油和化工勘察設計協會熱工設計專業委員會、全國化工熱工設計技術中心站年會，2004.

[3]林隆.350MW機組純汽動給水泵啟動的節能分析與應用[J].電力建設，2013，34（1）：75-78.

[4]李興平，陳義森，王學同，等.135MW機組給水泵及其系統節能改造的研究與實踐[J].現代電力，2003（Z1）：9-12.

[5]王圃，龍騰銳，文屹.給水泵站的水泵優選及節能改造[J].中國給水排水，2004，20（10）：81-83.