岱海電廠循泵增容提效改進方案及分析

王乃軍,劉青松

（內蒙古岱海發(fā)電有限責任公司,內蒙古 涼城 013700）

岱海電廠循泵增容提效改進方案及分析

王乃軍,劉青松

（內蒙古岱海發(fā)電有限責任公司,內蒙古 涼城 013700）

文章介紹了岱海電廠600MW機組增容改造過程中，針對循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題，對循環(huán)水泵及電機進行了改造，最終達到增容提效的目的。

循環(huán)泵;葉輪;導葉;雙速;效率

0　引言

岱海電廠一期工程兩臺600MW汽輪發(fā)電機組由于實施增容到630MW的改造工程，其冷端優(yōu)化工程中的循環(huán)泵增容為該工程的關鍵問題，為滿足機組增容改造和節(jié)能減排的需要，必須對循環(huán)泵組及其系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化改造。

1　改造前循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)狀

經(jīng)技術人員采用超聲波流量計對循環(huán)泵流量等數(shù)據(jù)測試，以及循環(huán)水泵的性能診斷測試和管道阻力測試，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

（1）原泵性能達不到設計值，泵效率低，出力比原設計低了6.3%。

（2）循環(huán)水管道有下沉現(xiàn)象，且不均勻，略呈波浪狀，使管阻增大。

（3）缺乏多種有效的經(jīng)濟調度手段：需要改變循環(huán)水量時，只能通過改變循泵運行臺數(shù)，此時不僅系統(tǒng)節(jié)流損失較大，還使泵的工況點進一步偏離高效區(qū)。

2　改進技術方案與措施

首先結合現(xiàn)場條件確定改造的前提是：循環(huán)泵及電機利用原部件只實施增容和節(jié)能優(yōu)化改造，土建及機務方面的安裝檢修尺寸均不變。根據(jù)診斷測試結果及管道阻力增加的情況，考慮各種運行工況下的綜合效率，采用以下改進方案：

2.1 對循環(huán)泵實施增容提效

通過模型試驗和節(jié)能優(yōu)化計算，對循環(huán)泵葉輪、導葉體實施通流部分改造，提高泵的出力、效率和汽蝕性能[1],具體措施如下:

2.1.1 葉輪改進措施

（1）采用焊補和磨削技術，加大葉輪直徑，經(jīng)模型試驗與優(yōu)化計算，采用焊補和精細磨削等辦法，將葉輪出口平均直徑加大3.28%，達到提高出力的目的；

（2）對原葉輪入口葉型進行優(yōu)化改進，采用高效魚頭形葉型，增大葉片入口角和開口數(shù)，并減少葉片入口節(jié)距誤差（≤0.8%），提高泵的效率、汽蝕性能和葉輪入口流動穩(wěn)定性；

（3）采用焊補和磨削的辦法增大葉片出口角，并提高葉片均布對稱性和逐步削薄葉片出口端，提高葉輪出口流動穩(wěn)定性和出力；

（4）葉輪軸面流道型線的優(yōu)化：增大葉輪入口面積，葉片入口端修薄呈魚頭形，入口輪轂修磨達到平滑圓順對稱，消除偏心。擴寬葉輪出口寬度，在保證葉輪強度的情況下，后蓋板出口端逐步修薄達到平整光滑，增大葉輪軸面出口通流面積，整個葉輪流道平緩增大，擴散比為1.115，減少葉輪相對速度的變化，提高葉輪效率；

（5）在保證葉輪有足夠強度的條件下，削薄葉片厚度，增大整個通流面積；

（6）葉輪進行探傷檢查和精細的靜平衡試驗。

2.1.2 導葉體改進措施

（1）導葉進口葉型優(yōu)化:導葉入口端頭采用魚頭形葉型,略擴喉口面積、導葉進口寬度b3兩側修磨呈喇口入口，減少入口流阻，并消除進口葉片節(jié)距誤差，使高效區(qū)略向大流量推移；

（2）導葉出口葉型優(yōu)化：導葉出口修薄，呈梭頭形，并消除葉片出口節(jié)距誤差和提高整個導葉流道的光潔度和平整度；

2.2 對循環(huán)泵電機實施增容雙速改造

根據(jù)公式n1=60f/p可知異步電動機的同步轉速與磁極對數(shù)成反比[2]，改變電機磁極對數(shù)及可改變電機轉速。本改造方案利用電機本身條件，對原電機定子繞組進行改造，定子繞組增加一組抽線接頭，由20p改造為20p/22p，將單速電機改為雙速電機，同時將電機的銘牌功率由3500KW增容到3850KW。實施雙速改進后電機可在295rpm及268rpm下運轉，切換電機轉速時只需在電機接線盒改變接線連接片即可實現(xiàn)。

3　改后效果和初步結論

循環(huán)泵改后運行平穩(wěn)，通過分析改造前后泵流量、揚程、電流及效率等參數(shù)，得出以下結論：

（1）循環(huán)泵改后平均出力提高了30%以上，最高運行效率達89.604%，比改前80.161%提高了9.443%。

（2）雖然改后泵的平均出力提高，但電機功率只升高了20%，為3379KW，改后3850KW的電機仍有16.46%的裕量，是絕對安全可靠的。

（3）改后完全可以滿足機組增容的需要，從出力看不但低速時Q-H性能優(yōu)于改造前，且效率高達85.029%。

（4）改后由于泵效率的提高，不同運行組合方式下，每小時可節(jié)電300-360KWh，按年運行7000小時計算，年節(jié)電可達210—252萬KWh。按上網(wǎng)電價0.35元/KWh計算，則改后年效益可達73.5—88.2萬元。

（5）根據(jù)汽輪機廠家提供的背壓對出力修正曲線，結合同類機組的試驗數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計分析，求得汽輪機背壓--功率修正系數(shù)為3300KW/Kpa，確定循環(huán)泵經(jīng)濟調度的原則：

1）如多投運一臺改后的高速泵，單元機組真空能提高1.1Kpa及以上，或擴大單元制兩臺機組真空平均都提高0.55Kpa及以上，則經(jīng)濟合算。

2）如多投運一臺低速泵，單元機組真空提高0.88Kpa及以上，或擴大單元制兩臺機組真空平均都提高0.44Kpa及以上則經(jīng)濟合算。

4　結束語

循環(huán)泵改后性能指標全部超過了預期目標，完全滿足了機組增容至630MW時對冷端的需求。該項目實施后，可通過循環(huán)水泵不同的運行方式改變循環(huán)水流量，滿足機組在不同運行方式或季節(jié)變化下對循環(huán)水量的需求，不僅提高了泵的運行效率，更方便實現(xiàn)循環(huán)水泵的經(jīng)濟調度，對于其他同類型機組循環(huán)水泵改造具有一定的參考作用。

[1]郭立君.泵與風機[M].北京:水利電力出版社,1992.

[2]潘再平.電機學[M].浙江大學出版社,2008.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.155

王乃軍(1976-)，男，山西人，本科，工程師，主要從事火電廠運行管理工作。