超臨界機組鍋爐給水泵的結構分析

超臨界機組給水泵,超臨界機組鍋爐給水泵

    由于超臨界機組的單機容量較大和機組參數的提高，所以對超臨界機組給水泵的要求就進一步提高，即要求給水泵安全可靠、效率高、可控性好、檢修時間短。目前世界上超臨界機組給水泵均為雙殼體筒形、多級離心泵，而不采用或很少采用單殼體多級離心泵。筒形給水泵的外殼體可*性焊在給水管路上，內泵(即泵芯)為可抽式。該超臨界機組鍋爐給水泵適用于高壓和超高壓，適用于熱沖擊，適用于機組負荷的變化。泵筒體為水平中心支撐，設有剛性強的單獨底座或共同底座。給水泵的高壓端密封一般采用金屬纏繞墊密封。大螺栓的拆裝一般采用規(guī)定的力矩扳手或電加熱裝置，方便可靠。葉輪與泵軸為過盈配合，以鍵聯接傳遞轉矩，軸為剛性軸。雙殼高壓給水泵的內泵，目前上超臨界機組給水泵有兩種結構型式：一種是內泵為蝸殼軸向剖分中開式結構制造技術(圖1一11)；另一種是內泵徑向剖分多級節(jié)段式結構．內泵為渦殼式軸向剖分高壓給水泵。多年運行證明，該泵特別適用于高壓或超高壓鍋爐給水，并能在可變負荷下安全可靠運行；允許頻繁起動和冷態(tài)起動，能承受熱沖擊，且間隙磨損很小。主要由外筒體、泵蓋、內蝸殼、轉子、軸承五大部件組成。

 內泵(泵芯)為蝸殼式軸向剖分給水泵與徑向剖分節(jié)段式給水泵比較，主要優(yōu)點如下：

 1)蝸殼式超臨界機組給水泵在一個較寬的流量范圍內具有率，并旦性能曲線平坦(見圖1—12)。這對于大功率且流量經常調節(jié)，而要求出口壓力變化比較小的高壓給水泵是一個顯著的優(yōu)點。

    2)蝸殼式超臨界機組給水泵允許有較大的分水角間隙，而不影響泵的水力性能。從水力學角度看，減小了泵在非設計流量時的不穩(wěn)定性，其產生的壓力脈動級也低。

    3)蝸殼內喉部隔舌可減小高速液體的沖蝕，并減輕磨蝕損壞后的影響。

    4)試驗表明，蝸殼式超臨界機組給水泵對蝸室內葉輪位置的軸向偏移并不特別敏感。這與多級導葉式擴散的多級泵比，也是一個優(yōu)點。

    5)超臨界機組給水泵泵芯是由上、下兩個*相同的鑄造的半蝸殼組成，只需要用輕載荷螺栓把緊，所以很容易拆卸和組裝。與節(jié)段式多級泵相比，裝配檢修時間較短。

    6)雙蝸殼對稱設計提供了可將轉動部件(轉子)的撓曲偏差，加到下部蝸殼上的可能性，因為泵軸是在撓曲狀態(tài)下運行的。這樣就可保證所有的轉動間隙保持必要的同心性，提高了高速泵運行的可靠性。

    7)所有的轉動部件整體組裝高速動平衡后，不需拆卸轉子零件，直接放人下蝸殼內，然后即可裝配上蝸殼，保證精度，省時可靠。

    8)在緊急情況下，轉子部件可以迅速從蝸殼內吊出并裝上備用轉子。且徑向、軸向間隙易于測量，維修容易且時間短。

9) 圖1—13示出葉輪布置方式。蝸殼式內泵轉子上的葉輪是采用背靠背相對放置的，其結果使泵在運行中產生的水推力(即軸向力)得以自相平衡，并且首級葉輪采 用雙吸葉輪，而不需要采用一個小間隙、高壓降的易于產生事故的平衡裝置(如平衡盤或平衡鼓)?？紤]殘余軸向力的存在和轉子的軸向定位，而設置了承載能力相 對低的推力軸承，這樣使給水泵有較高的安全系數。

  10)因為軸向推力通過相對布置的葉輪組達到了平衡，泵的zui大壓力通過轉動間隙集中在轉子中心部位和吐出側壁，這些壓力約為總壓頭的50％；而轉動間隙是均勻的，每單位長度的壓降相等。因此在正常磨損時，小的區(qū)域內不會有大的壓降，即所有間隙中磨損機會均等，故保證了泵的平穩(wěn)運轉。

    11)由于蝸殼式內超臨界機組給水泵是由上、下*對稱的兩個半蝸殼組成(圖l一14)，蝸形隔舌成180。定位。泵在運行中產生的徑向力得以自相平衡，增強了轉子運行的穩(wěn)定性。

    12)采用背靠背葉輪的蝸殼式超臨界機組給水泵，可在轉速6000～10000r／min下可靠運行，進而滿足了超臨界、超超臨界火電機組對超高壓給水泵(一般出口壓力在29～40MPa)的需要。

    13)抑制蝸殼式內泵壓力脈動的設計。在多級泵水力設計中，旋轉葉輪的葉片和靜止壓力擴散器(如節(jié)段式泵的導葉和蝸殼泵的隔舌)之間的間隙，一定要加以選擇，使泵的壓力脈動幅度為zui小。試驗及實際運行表明，足夠的葉輪出口與擴圖1—14徑向力自動平衡散器的間隙，是為了確保防止較大的壓力脈動而導致泵的振動或材料的疲勞損壞。

壓力脈動量是泵的壓頭和分水角問隙的一個函數。對于一個高揚程、高轉速的泵，需要一個較大的分水角間隙，蝸殼式多級泵與節(jié)段式多級泵相比，更易于實現。

    博禹的超臨界機組給水泵具有如下設計特點：①葉片數全部采用奇數，葉輪采用精密鑄造。②葉輪葉片端部在吸人口和吐出口準確布置(即的節(jié)距)。③葉輪吐出口 面積的控制。④葉片端部在葉輪邊緣處的過渡(即對葉片要進行修正)。⑤葉輪在泵軸上交錯安裝。⑥上、下蝸殼之間成180。定位，并在泵軸向水 平中心兩邊對稱。⑦雙渦室的過水斷面積對稱。⑧根據壓力脈動等級，正確控制分水角間隙。⑨轉子部件的合理安裝，使葉輪在蝸殼內旋轉具有同心性。⑩葉輪前后密封環(huán)整體鑄造。

    14)平衡機構。超臨界機組給水泵在運行中產生的軸向推力，必須加以平衡，才能保證轉子的軸向定位并穩(wěn)定運行。對于并列布置葉輪的轉子，需要設計平衡裝置，一般采用平衡盤或平衡鼓結構。德國KSB公司生產的CHT系列給水泵，采用的是雙平衡鼓+推力軸承；瑞士suLzER(蘇爾壽)公司的HPT系列給水泵，采用的是平衡鼓+推力軸承。雖然平衡鼓機構與平衡盤結構比，有平衡靈敏等優(yōu)點，但仍存在密封間隙小，水力效率低、易于產生故障的缺點。博禹的超臨界機組鍋爐給水泵，轉子上的葉輪是相對布置的，同時首級采用雙吸葉輪，泵運行中產生的軸向力得以自動平 衡，而不需要設置易于產生故障的平衡裝置。在非驅動端設計一個承載能力較低的推力軸承，這種結構的高壓給水泵，在高溫、高壓(或超高壓)及頻繁起停的情況 下，是平穩(wěn)可靠的。特別是對超臨界和超超臨界大容量的超臨界機組鍋爐給水泵，其優(yōu)勢是顯而易見的。

需要了解超臨界機組鍋爐給水泵的型號參數可以訪問：高壓鍋爐給水泵

溫度180度以內可以選用：蒸汽冷凝水循環(huán)泵

溫度150-400度可以選用：高溫往復泵