采用三元流高效節能泵對余熱發(fā)電站循環(huán)水泵的技改實(shí)踐

資源.環(huán)保張愛(ài)榮.等:采用三元流高效節能泵對余熱發(fā)電站循環(huán)水泵的技改實(shí)踐中圖分類(lèi)號:TQ172.625.9文獻標識碼:B .文章編號: 1007-0389(2012)06-72-03采用三元流高效節能泵對余熱發(fā)電站循環(huán)水泵的技改實(shí)踐張愛(ài)榮,靳軍(淮北礦業(yè)相山水泥有限責任公司,安徽淮北235043)摘要: 相山水泥公司眾城廠(chǎng)區4.5MW余熱發(fā)電汽輪機組二臺循環(huán)水泵的實(shí)際運行功率均是額定功率的91%左右,在合理的范圍內,但還沒(méi)有達到最佳效率。為此,該廠(chǎng) 使用三元流高效節能泵對其進(jìn)行了技改,介紹了該高效節能泵所涉及的關(guān)鍵結構及技術(shù)概念以及改造實(shí)施內容。經(jīng)技改后,兩臺水泵年節約電量約32.5萬(wàn)kWh,平均節能效率在25%以上。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;功率;額定功率;三元流;高效節能泵;葉輪Experience of renovating circulating water pump with three- dimensional flow energy- efficient pumpZhang Airong,Jin Jun(Huaibei Coal Mining Group Xiangshan Cement Co.Ld.,Huaibei,Anhui,235043)Abstract: Real running power of the two circulating water pumps in the 4.5 MW waste heat power generation steam turbine in Xiang-shan Cement plant Zhongcheng Field was 91% of rated power, which was within reasonable range, but not the optimum efficiency,sothe plant replaced the old pump with three- dimensional flow energy-fficient pump, and the key structure and technology idea of thenew pump were introduced as well as the renovation content. By the renovation,the two pumps can save power at 325 000 kWh a yearand the average energy-efficient rate is above 25%.Key words: circulating waler pump:power;rated powerthree adimentional flow;energy -ffient;ipeller1系統現狀 .相山水泥公司眾城廠(chǎng)區有2條日產(chǎn)熟料分別為H|1 100t和1 300t熟料的干法回轉窯生產(chǎn)線(xiàn),其2臺窯的兩路余熱主蒸汽管道并聯(lián),用-套4.5 MW余熱發(fā)H電汽輪機組發(fā)電,所用循環(huán)水泵技術(shù)參數如表1。一般設備在選型時(shí),實(shí)際運行功率要小于額定功率,也即要有一-定的能力儲備。從表1可知:二臺水泵的實(shí)際運行功率均是額定功率的91%左右,即客未實(shí)現滿(mǎn)負荷運轉。這種情況雖然在合理范圍內，Q圖1水泵的工業(yè)利用區但水泵工況點(diǎn)偏離最佳效率區。表1中的實(shí)際功率與實(shí)際電量數據為現場(chǎng)水泵從表1可知,二臺水泵的實(shí)際運行功率均是額實(shí)際運行時(shí),根據公式P=√3IUcosφ計算出的實(shí).定功率的91%左右,滿(mǎn)足水泵工業(yè)利用區η≥際功率值。為保證水泵運轉的經(jīng)濟性,水泵應保持(0.85~0.9) 7max的要求，在合理的范圍內,但還沒(méi)在一定效率下運轉。如圖1所示，工作點(diǎn)M(水泵特有 達到水泵工況效率η趨近于7max的要求,也即最性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn))被限制在圖示斜線(xiàn)佳效率區。遂決定于2011年2月使用三元流高效節所規定的范圍內,這個(gè)范圍叫做水泵的工業(yè)利用區，能泵對其進(jìn)行節能技改并獲成功。-般按公式(1)確定。2高效節能 泵所涉及的關(guān)鍵結構件及其技術(shù)概念η≥(0.85~0.9)mmax(1)式中，η - -水泵的運轉效率(即水泵運轉時(shí)工作點(diǎn)所傳統的離心水泵工作時(shí),因水泵的葉輪高速旋對應的效率); 7max一水泵的最大效率。轉在葉輪的吸水口處會(huì )形成渦流,而渦流的產(chǎn)生消表1循環(huán)水泵的技術(shù)參數銘牌流量銘牌揚程額定功率 實(shí)際功率額定電流實(shí)際電流 實(shí)測壓力 實(shí)際電 量項目備注(m'.h")kW中國煤化工- kWh余熱電站水泵126026132120MYHCNMH G950400 1用1備地下泵房供水系統水泵200504541324720 1用1備實(shí)際電量是以每年平均開(kāi)機330d,每天實(shí)際開(kāi)機24h為基準進(jìn)行計算的-72-水泥工程3012年第6期資源.環(huán)保張愛(ài)榮,等:采用三元流高效節能泵對余熱發(fā)電站循環(huán)水泵的技改實(shí)踐這就在設計.上阻礙了泵效率的提高。技改部分車(chē)間2.2.2 “射流-尾跡”三元流動(dòng)5導最早在航空用離心壓氣機中,用激光測速技術(shù)地面3m觀(guān)察到“射流一尾跡”現象(如圖5)?；顝澢€(xiàn)dh和cg分別代表兩個(gè)相鄰的葉片,cd為葉片進(jìn)口邊，回水管20m .hg為葉片出口邊,W1和W2分別為葉片的進(jìn)、出口圖6余熱電站水泵布局流速,且都是不均勻的。l是流動(dòng)分離點(diǎn),htv即是尾通往地面水池跡區,是一些低能量流體組成,類(lèi)似一- 個(gè)旋渦。cd-og則是射流區,可視為無(wú)粘性的位流區,可按通常Im生I Im的三元流計算。昂、 3.Sm通主5m眼閥門(mén)、止回閥B\技改部分圖7地下泵房水泵現場(chǎng)布局V1(1)根據實(shí)運工況,把原余熱電站132kW循環(huán)水泵更換成功率為90kW的三元流高效節能水泵圖5射流- -尾跡模型(不更換電機) ,并配置RCCH350BIF穩流裝置;此改關(guān)于尾跡區的計算,目前還沒(méi)有準確的方法,只造方案預計節電率在25%以上。把原地下泵房能依靠半經(jīng)驗的方法加以計算。研究表明,由于黏45 kW的供水循環(huán)水泵更換成功率為30kW的三元性和壓力梯度的存在,泵輪出口沿葉片吸力面及前流高效節能水泵,同時(shí)配置RCCH150AIZ穩流裝置;蓋板表面都會(huì )有流體的脫流而形成“尾跡”區,這不預計改造后的節電率在26%以上。但消耗了有用功，降低泵效率,而且由于流道的堵(2)因這二臺水泵的管網(wǎng)布局合理,冷卻塔運.塞,使流量減少。這些都是- -元流動(dòng)理論無(wú)法預測行工況穩定,故無(wú)需改動(dòng)。和分析的,只有通過(guò)“射流一尾跡三元流動(dòng)”計算才(3)由于圖6,圖7所示的兩個(gè)系統進(jìn)、出水口能得出定量分析,這樣才能使我們通過(guò)改善葉輪內有閥門(mén)，改造時(shí)無(wú)需放空循環(huán)水,也不需要改動(dòng)閥流動(dòng)狀態(tài),減少進(jìn)口沖擊和出口尾跡脫流等損失,使門(mén),改造作業(yè)只局限在泵房?jì)冗M(jìn)行,不影響正常生產(chǎn)泵效率真正得以提高。按此設計的葉輪也就能更好運營(yíng)。地滿(mǎn)足工況要求,效率顯著(zhù)提高。根據上述方案,公司于2011年2月對2臺水泵進(jìn)行了節能改造實(shí)施并獲成功。技改前后技術(shù)參數3水泵的現場(chǎng)情況與技改實(shí)施見(jiàn)表2,按照表2實(shí)測數據的計算確認,這二臺水泵二臺泵的現場(chǎng)位置情況見(jiàn)圖6和圖7,具體技改的節能技改節電率達到了25%以上。方案如下。表2二臺水泵技改前后情況對比功率流量揚程實(shí)際電量年節約電量 節能率水泵名稱(chēng)時(shí)段高效穩流裝置kW(m'.h")kWh%余熱電站水泵改前132126026RCCH350BIF950400237 6002:改后91 260712 800地下泵房供水循環(huán)水泵4200中國煤化工0_50__HCNMH G712026.8(下轉第76頁(yè))-74-水泥工程2912年第6塑資源.環(huán)保劉永杰:汽輪機調節保安系統故障分析與排除變電液轉換器輸出的二次油壓來(lái)實(shí)現調節汽閥的調z掉。經(jīng)電工仔細排查電器元件和接線(xiàn),發(fā)現停機電節。在穩定工況下,錯油門(mén)滑閥下端的二次油作用磁閥接線(xiàn)松脫。緊固該接線(xiàn)后,系統恢復正常。力與上端的彈簧力相平衡,使滑閥處在中間位置,滑2.6福伊特DSG -B07112壓力變化閥凸肩正好將中間套簡(jiǎn)的油口封住,油動(dòng)機油缸的在一次大修投運后,發(fā)現輸出信號壓力偶爾改進(jìn)、出油路均被阻斷,因此油缸活塞不動(dòng)作，調節汽變或周期性的以低或高頻率和幅度變化。分析認為閥開(kāi)度保持不變。若工況發(fā)生變化,二次油壓變化，可能的原因有:空氣進(jìn)人到液壓部件導致壓力變化;滑閥的力平衡改變使滑閥發(fā)生移動(dòng),油動(dòng)機活塞動(dòng)負載以及特別是在比較高的輸出信號壓力下,--個(gè)作,改變調節汽閥開(kāi)度,機組負荷變化。負荷調整完比較低的輸人壓力導致壓力變化;污染的壓力流體成后，滑閥又恢復到中間位置,相應汽閥開(kāi)度保持在引起的控制活塞處的摩擦增大,從而導致滯后現象新的位置,機組也就在新的工況下穩定運行。和壓力的變化;電源不足或者轉換器里控制電流的根據圖1原理圖判斷,造成二次油壓波動(dòng)及油擾動(dòng);等等。經(jīng)查主要是大修后油液遭到污染、油質(zhì)動(dòng)機和調節汽閥晃動(dòng)情況可能有六種原因。具體不良造成的。隨后購置了新型濾油機,對運行中的為:一是單向阻尼閥調節不合適;二是油動(dòng)機活塞襯油進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾,盡最大努力保證油質(zhì)合格,為整個(gè)套存在大量磨損,造成活塞上下相通，底部油壓減系統的穩定運行做好工作。少,從而油動(dòng)機產(chǎn)生晃動(dòng);三是油系統中存在空氣，3結語(yǔ)空氣會(huì )使油壓產(chǎn)生波動(dòng);四是當錯油門(mén)滑閥凸肩不能完全堵住對應的壓力油的進(jìn)油口或泄油口,會(huì )導(1)汽輪機調節、保安系統運行工質(zhì)為透平油,致滑閥不停地做往復運動(dòng),使油動(dòng)機油缸不斷處于其清潔度是汽輪機可靠運行的前提和保證。工作中進(jìn)油和泄油兩種狀態(tài),調節汽閥隨之晃動(dòng);五是錯油必須注意油的清潔度,防止污染,并建立油定期化驗門(mén)零位未對準;六是電液轉換器受到電磁干擾等。制度,-一旦發(fā)現油質(zhì)不合格,必須進(jìn)行過(guò)濾或換油?，F場(chǎng)經(jīng)拆卸發(fā)現,是錯油門(mén)滑閥凸肩磨損造成。由(2)調節、保安系統涉及到機、電、液壓和熱工于維修條件所限,更換了新的錯油門(mén),故障現象排等多個(gè)專(zhuān)業(yè),其故障的查找和排除是一個(gè)難點(diǎn)。在.除，調節汽閥運行比較穩定。故障分析中,使用多種方法綜合判斷,將會(huì )大大縮短2.5速關(guān)油不能卸掉故障排除時(shí)間。速關(guān)油不能卸掉,這與停機電磁閥、停機卸荷(3)做好故障判斷工作的根本在于熟悉設備及閥、調節油切換閥有關(guān)。分析其原因可能是檢修環(huán)系統的工作原理、結構、操作方法,在實(shí)踐中不斷總境不清潔;密封件老化脫落;油對油箱管道內壁上結經(jīng)驗,深化認識,根據其工作、變化的規律進(jìn)行分有機物的溶解和剝離;以及金屬間摩擦所產(chǎn)生的金析和判斷,為機組的安全運行提供保證。屬碎屑等。因這些都可能使雜質(zhì)直接進(jìn)入油中,使(編輯:劉翠榮)(收稿日期:2012- 04-10)油源清潔度惡化而造成以上閥的卡澀。另外輸人電源故障、控制器模件故障;輸人、輸出接口模件故障;控制、反饋信號回路短路、斷線(xiàn)及接觸不良等等,也都有可能造成閥不工作,從而導致速關(guān)油不能卸(上接第74頁(yè))3 000 kWh計算,二臺水泵系統的技改還能獲得節4結語(yǔ)省標煤約108.24 t和減少粉塵排放約88.4 t的間接相山水泥公司眾城廠(chǎng)二臺水泵采用流體輸送高經(jīng)濟效果。即可獲得可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。效節能解決方案一即采用“ 高效穩流裝置.三元流高效葉輪"等實(shí)施的節能技改是成功的。經(jīng)技改后,[作者簡(jiǎn)介]張愛(ài)榮,女, 37歲,機電工程師?，F任淮北礦業(yè)這二臺水泵系統每年可以節約電量約32.5萬(wàn)kWh,相山水泥有限責任公司機電科科長(cháng)、研究方向:水泥機械。平均節能效率在25%以上(實(shí)際情況會(huì )隨使用時(shí)間中國煤化工不同有一定出人)。按照現有電價(jià)計算,直接節電經(jīng)YHc N M H G日期2011-08 29)濟效益約為19.5萬(wàn)元。此外,按每噸標煤可發(fā)電-76-水泥z程2012年第6凱