最終調(diào)研報告(1)

1、黑龍江科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告 設(shè)計題目： 熱電機(jī)組冷卻水泵結(jié)構(gòu)設(shè)計 調(diào)研的企業(yè)： 華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠 院系名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 ： 機(jī)設(shè)12-05班 姓 名 ： 馮 瑞 學(xué) 號 ： 2012022621 指導(dǎo)教師 ： 韓 建 勇 1.1學(xué)生、教師簡介學(xué) 生 簡 介姓名專業(yè)班級學(xué)號馮瑞機(jī)械設(shè)計制造及其自動化機(jī)設(shè)12-05班2012022621指 導(dǎo) 教 師 簡 介姓 名工作單位專 業(yè)職 稱學(xué)校教師韓建勇黑龍江科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計教授企業(yè)教師李新旺中國華電集團(tuán)華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠自動化檢修副總生技處處長1.2學(xué)生本人與企業(yè)產(chǎn)品

2、的合影照片1.3前言1.3.1畢業(yè)設(shè)計題目 熱電機(jī)組冷卻水泵結(jié)構(gòu)設(shè)計1.3.2題目涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域 水泵的工作原理，結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用發(fā)展1.3.3調(diào)研要達(dá)到的目的 熱電繼續(xù)冷卻水泵采用哪些類型的水泵，并且每種水泵的應(yīng)用方向。1.4正文查閱相關(guān)資料了解課題所涉及技術(shù)領(lǐng)域的基本情況1.4.1包括當(dāng)前課題的目前概況、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品性能、是否滿足要求等我所調(diào)研的企業(yè)非水泵的生產(chǎn)企業(yè)，而是水泵的應(yīng)用企業(yè)。通過調(diào)研發(fā)，水泵在熱電廠的使用中非常廣泛，由于熱電廠的作用是發(fā)電和供熱，并且在東北多數(shù)都是火力發(fā)電，火力發(fā)電原理簡單的說就是，水泵抽水送至鍋爐，鍋爐將水加熱至沸騰，通過泵加壓變成高壓水蒸氣推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動帶

3、動發(fā)電機(jī)發(fā)電；供熱原理就是將發(fā)電使用過的熱水（發(fā)電后水蒸氣液化），通過水泵加壓送至熱泵組件進(jìn)行二次加熱，在通過水泵加入涼水通過管道送至各個小區(qū)的換熱站中二次加壓送至千家萬戶。熱電廠使用水泵多數(shù)為離心泵，并且以管道泵為主。由于需要大流量，并且管道泵不需要過高的揚(yáng)程所以多數(shù)都采用單級雙吸離心泵。熱電廠是高度自動化企業(yè)，基本上在整個生產(chǎn)過程中多數(shù)都是無人值守，因此對水泵的穩(wěn)定性要求極高。并且熱電廠使用的水泵都有各自不同的使用要求，以及個子不用的尺寸，因此熱電廠使用的水泵80%-90%都是由水泵廠定制。因?yàn)槭褂盟媒^大多數(shù)是定制產(chǎn)品，所以都能符合其使用的要求，并且性能穩(wěn)定，效率更高。通過調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，單

4、級雙吸離心泵90%會采用臥式單級雙吸中開式離心泵，相對于立式和懸臂式，臥式工作相對更加穩(wěn)定，維修率低，維修也更方便。1.4.2所調(diào)研走訪企業(yè)的概況 華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠是華電能源公司的全資企業(yè)，她的前身是佳木斯發(fā)電廠，位于黑龍江省佳木斯市區(qū)東部，松花江南岸，始建于1938年，由偽滿洲電業(yè)株式會社獨(dú)資興建，建廠初期的裝機(jī)容量僅為2.25萬千瓦，先后進(jìn)行了六期機(jī)組擴(kuò)建工作。其中，一、二、三期擴(kuò)建的9.8萬千萬中壓機(jī)組于2006年4月關(guān)停，四、五期擴(kuò)建的4臺10萬千瓦高壓機(jī)組于2009年6月關(guān)停，現(xiàn)裝機(jī)容量2臺30萬千瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，于2008年11月投產(chǎn)，一舉跨入現(xiàn)代化供熱電廠行列，實(shí)

5、現(xiàn)了企業(yè)做好做強(qiáng)的新跨越。2002年歸屬中國華電集團(tuán)后，更名為黑龍江華電佳木斯發(fā)電有限公司；2010年，隨著華電集團(tuán)內(nèi)部改革的推進(jìn)和資產(chǎn)隸屬關(guān)系的變化，更名為華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠。近年來，企業(yè)在華電集團(tuán)公司和華電能源公司的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持創(chuàng)造可持續(xù)價值理念、創(chuàng)先爭優(yōu)、科學(xué)發(fā)展雙提升;創(chuàng)一流等項(xiàng)目標(biāo)正穩(wěn)步前行。在實(shí)施科技興企戰(zhàn)略中，開工建設(shè)了中國華電集團(tuán)公司首項(xiàng)300MW機(jī)組循環(huán)水余熱利用示范工程，邁出了企業(yè)節(jié)能減排工作的新步伐。搶抓歷史機(jī)遇，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)向下延伸，組建熱力公司對佳南城區(qū)供熱實(shí)現(xiàn)直供，在拓展企業(yè)發(fā)展空間上又邁出了一大步。企業(yè)擁有一支技術(shù)精湛的檢修和

6、運(yùn)行隊(duì)伍，曾先后在國內(nèi)外檢修運(yùn)營市場，開展大容量、新技術(shù)機(jī)組的檢修維護(hù)、運(yùn)行調(diào)試工作，奠定了企業(yè)涉外檢修、運(yùn)行工作的新基礎(chǔ)。企業(yè)在大力發(fā)展電力生產(chǎn)的同時，積極開發(fā)多種經(jīng)營產(chǎn)業(yè)，經(jīng)營項(xiàng)目涉及建筑施工、設(shè)備安裝、商飲服務(wù)、工業(yè)產(chǎn)品加工、熱力銷售等。1993年7月16日，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了第一個連續(xù)安全生產(chǎn)1000天的安全生產(chǎn)記錄，創(chuàng)當(dāng)時全國同類型機(jī)組先進(jìn)水平，原電力部部長史大楨欣然題詞千日安全，載譽(yù)全國。1.4.3設(shè)計方法、研發(fā)的手段、技術(shù)特點(diǎn)與課題有關(guān)的裝置或結(jié)構(gòu)相關(guān)的具體情況 采用回歸分析方法，研究了單級雙吸離心泵水力模型參數(shù)和有關(guān)設(shè)計資料，通過大量計算,給出了單級雙吸離心泵設(shè)計方法。目前 ,單級雙吸

7、離心泵的水力設(shè)計沒有系統(tǒng) 、完整的獨(dú)立方法 ,也尚未見到有關(guān)單級雙吸離心泵完整系統(tǒng)的專門設(shè)計方法的報道和資料。單級雙吸離心泵設(shè)計一直沿用單級單吸離心泵的設(shè)計方法 ,即采用單吸離心泵的一些計算=公式和有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計計算。單級雙吸離心泵與單級單吸離心泵不同 ,泵軸兩端采用雙支撐并穿過葉輪 ,泵的水力損失、容積損失和機(jī)械損失也與單級單吸離心泵不同。文中采用回歸分析等數(shù)學(xué)模型 ,研究了單級雙吸離心泵優(yōu)秀水力模型參數(shù)和有關(guān)研究成果,通過計算 ,首次提出了單級雙吸泵水力效率 Z、h容積效率Z、機(jī)械效率 Z、葉輪和泵體幾何參數(shù)的計算公式,彌補(bǔ)了單級雙吸泵沒有本身專用設(shè)計方法的不足。1技術(shù)優(yōu)勢：1.水泵兩端

8、支撐間距短，泵運(yùn)行穩(wěn)定，振動噪聲小，并可適當(dāng)升速運(yùn)行，使水泵應(yīng)用范圍更廣；2.進(jìn)出水口在同一條直線上，使管線布置簡單方便，美觀；3.同一轉(zhuǎn)子可反向運(yùn)行，降低了水錘引起水泵損壞的風(fēng)險；4.泵體部分可根據(jù)適用條件的變化立式或臥式安裝，密封可以采用機(jī)械密封或是填料密封；5.水泵外形應(yīng)用工業(yè)化設(shè)計，線條清晰，符合現(xiàn)代審美觀。二.成本優(yōu)勢：1.選用優(yōu)異的水力模型，使泵的效率比同類型泵2-3%，大大降低了泵的運(yùn)行成本；2.真空高度提高1-3m，從而降低了土建投資，延長了使用壽命；3.選用進(jìn)口軸承，零件材料可根據(jù)影虎應(yīng)用要求選用，使泵能適應(yīng)現(xiàn)場的運(yùn)行條件，大大降低了維修成本。三.維修優(yōu)勢：1.無調(diào)整機(jī)械密封

9、，更換機(jī)械密封成為輕松簡單的工作；2.應(yīng)用彈性預(yù)應(yīng)力設(shè)計裝配，轉(zhuǎn)子部件裝拆簡單迅速；3.裝配時無需調(diào)整各種間隙。2圖1-11.4.4現(xiàn)階段存在哪些技術(shù)問題由于水泵的軸套漏氣，引起水泵真空不上水，使設(shè)備不能啟動運(yùn)行。雙吸密封環(huán)磨損過多或葉輪損壞，導(dǎo)致流量不足或揚(yáng)程太低。3出水管路阻力太大導(dǎo)致泵不出水壓力表顯示有壓力。水泵的振動（根據(jù)使用單位使用環(huán)境要求不同）。4水泵振動引發(fā)的噪聲。41.4.5對市場進(jìn)行簡單分析； 圖1-2 圖1-3圖1-4 圖1-5圖1-6 圖1-7圖1-2圖1-5分別對應(yīng)著國內(nèi)外雙吸清水離心泵的效 率、汽蝕性能兩因素的分布規(guī)律。由圖可以清晰地看出來，國內(nèi)雙吸清水離心泵效率、汽

10、蝕余量的合格率分別為4021：1281。其中由效率分布規(guī)律得到的其平 均水平比國家準(zhǔn)相對低1個百分點(diǎn)，而同理得到的汽 蝕余量的平均水平比國家標(biāo)準(zhǔn)低045m。但用國家標(biāo) 準(zhǔn)的下限來判定的話，國內(nèi)大部分泵類產(chǎn)品仍處于合 格品行列。就效率來看，當(dāng)比轉(zhuǎn)速處于45105時，效 率合格品更高 ；而對于汽蝕余量而言，當(dāng)比轉(zhuǎn)速處于75285時，汽蝕余量合格品更高。 國外雙吸清水離心泵效率汽蝕余量的合格率分 別為6441：143。其中效率的平均水平高出國家標(biāo) 準(zhǔn)12個百分點(diǎn)，相對來說汽蝕余量卻要比國家標(biāo)準(zhǔn)低 142m。單就效率來看，當(dāng)比轉(zhuǎn)速處于45165時，效率的合格率更高；而對汽蝕余量而言，當(dāng)比轉(zhuǎn)速處于 13

11、0160時，汽蝕余量的合格率更高。 通過兩者各 自與國家標(biāo)準(zhǔn)的對比，不難看出國內(nèi) 外雙吸清水離心泵的效率、汽蝕余量合格率的總體分 布情況大概一致 ，都是低比轉(zhuǎn)速時合格率較高。同時也發(fā)現(xiàn)了，國內(nèi)雙吸清水離心泵的技術(shù)水平與國外產(chǎn) 品的差距，我國的合格產(chǎn)品大多是執(zhí)行國家最低標(biāo)準(zhǔn) 出廠，但如果按國家標(biāo)準(zhǔn)上限去評判的話，大多數(shù)產(chǎn) 品會被評定為低劣產(chǎn)品。 通過對比國內(nèi)外產(chǎn)品分別與國家標(biāo)準(zhǔn)之間的差距，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外雙吸清水泵的技術(shù)水平在效率 、汽蝕 性能方面各有優(yōu)勢。國內(nèi)產(chǎn)品效率的合格率 比國家標(biāo)準(zhǔn)低1，國外產(chǎn)品效率的合格率則比國家標(biāo)準(zhǔn)12，兩者之 間的差距達(dá)22，即國外產(chǎn)品效率的合格率比國內(nèi)產(chǎn)品高242；國內(nèi)

12、產(chǎn)品汽蝕余量比國家標(biāo)準(zhǔn)低0.45m國外產(chǎn)品汽蝕余量則比國家標(biāo)準(zhǔn)低 142m，即國內(nèi)產(chǎn)品汽蝕余量比國外產(chǎn)品汽蝕余量優(yōu) 098m，但處于國家標(biāo)準(zhǔn)之下。 在宏觀上大體可以說國內(nèi)雙吸清水泵的效率不如 國外產(chǎn)品，但我國的汽蝕余量卻有一定的優(yōu)勢。但效率與汽蝕余量作為兩個相互影響的因素，呈現(xiàn)的一種 此消彼長的狀態(tài)。導(dǎo)致國內(nèi)外雙吸清水離心泵的技術(shù)水平之間存在 著上述差距的原因可能有如下幾點(diǎn) ： 1)效率 、汽蝕余量兩因素相互影響。國內(nèi)產(chǎn)品的汽蝕余量稍高 ，使其效率的技術(shù)水平反而呈現(xiàn)較低的狀態(tài)；國外的產(chǎn)品則是效率高 ，同時也會造成其汽蝕性能不好。2)與產(chǎn)品的轉(zhuǎn)速有較大的關(guān)系，高轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸小、效率高 ；

13、而低轉(zhuǎn)速則不僅利于提升汽蝕性能，更能提高其產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性 。國內(nèi)雙吸泵大多采用中低速，而高轉(zhuǎn)速產(chǎn)品是國外的主打產(chǎn)品3)與泵產(chǎn)品設(shè)計制造水平有關(guān)。比如：泵體的鑄造、加工以及整機(jī)的裝配等。以上的數(shù)據(jù)對比，是國內(nèi)產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)與國外產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)的對比。此筆者也將收集到的國內(nèi)實(shí)測數(shù)據(jù)與國內(nèi)產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對。從圖2-7中可以清晰地發(fā)現(xiàn) ，絕大多數(shù)的產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)均大于實(shí)測數(shù)據(jù) ，占整個數(shù)據(jù)組的82。也就是說國內(nèi)產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)實(shí)際上與國內(nèi)實(shí)測數(shù)據(jù)并不符。5通過調(diào)研工廠查閱資料得到如下表格：表1-1300MW熱電廠考核機(jī)組序號泵名稱泵類型流量揚(yáng)程功率臺數(shù)備注1液下渣漿泵離心泵11515.21512液下渣漿

14、泵離心泵227182013液下渣漿泵離心泵436.1324液下泵離心泵14.4157.525液下泵離心泵3.625326電動消防泵離心泵5868828017柴油消防泵離心泵5868828018化學(xué)廢液泵離心泵1002329中和池排水泵離心泵1100F-3710無機(jī)廢水泵離心泵92185CY100-23A-4711水渣泵離心泵12133212水渣廢水泵離心泵1052122213氣動給水泵離心泵1090212210000114啟動給水泵離心泵54719065500115氣動給水前置泵離心泵2146130630116啟動給水前置泵離心泵5905190117立式斜流泵斜流泵16000251600218

15、渣漿泵離心泵2233955319渣漿泵離心泵4009155320立式筒袋泵離心泵8682601000221補(bǔ)給水泵離心泵72724.495222渣漿泵離心泵2333955623渣漿泵離心泵18037.555224渣漿泵離心泵5420.211225液下渣漿泵離心泵1481015226廢堿液輸送泵離心泵CY50-16-4.827酸堿液輸送泵離心泵50FS2-40A28凝聚液輸送泵離心泵40FS2-2629集水坑輸送泵離心泵3.6162DB25Y-1630集水坑排水泵離心泵11/2TC-24通過表1-1可以得出表1-2表1-2：300MW熱電廠考核機(jī)組離心泵和斜流泵所占比例通過表1-2可以很直觀的看

16、出各種水泵在熱電機(jī)組中的使用情況，離心泵的使用率高達(dá)97%，斜流泵占3%。從表1-1中可以看出離心泵共有22類，應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域，應(yīng)用范圍非常廣，由此可以看出離心泵在熱電廠中起著至關(guān)重要的作用，所以我認(rèn)為離心泵的發(fā)展空間仍然很大而且國內(nèi)產(chǎn)品相對于國外產(chǎn)品還有一定的發(fā)展空間。相對于單吸泵來說雙吸泵的流量更大，更適用于較大發(fā)電機(jī)組給排水泵的應(yīng)用，以及航海工程等方面，相對于單吸泵來說優(yōu)勢更為明顯，使用的范圍也更加廣泛。1.5結(jié)論通過此次調(diào)研，讓我對水泵的使用有了深一步的了解，在現(xiàn)代熱電機(jī)組中，水泵應(yīng)用的范圍廣泛，尤其是離心泵的應(yīng)用更是在300MW機(jī)組中占到97%。國產(chǎn)水泵制造企業(yè)雖然發(fā)展的

17、迅速，但依然還有有很多的技術(shù)瓶頸有待突破。但是，在此次調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)水泵仍舊占的比例較少，熱電廠更多的會采用外資企業(yè)的水泵。在東北存在供熱期，時間多達(dá)5-7個月，所以熱電廠是一個非常合理節(jié)約減排，高效利用能源的一種新型電廠。他對水泵的需求量比一般的火力發(fā)電廠更大，而且要求穩(wěn)定性更高，熱電廠多數(shù)使用的水泵為離心泵，并且多數(shù)為管道泵，所以通常采用的都是雙吸泵，雙吸泵具有流量大，效率高等特點(diǎn)。中國水泵在上個世紀(jì)經(jīng)歷了起步、成長兩個階段，目前屬于穩(wěn)定的上升期。隨著水泵的行業(yè)迅速發(fā)展，國產(chǎn)水泵在市場的占有率也逐年提升，有一些水泵廠成為了國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)，甚至很多國產(chǎn)水泵企業(yè)還將產(chǎn)品出口到一些發(fā)展中國家，提高了國產(chǎn)水泵在世界行業(yè)內(nèi)的占有率，以及擁有良好的口碑。在此次調(diào)研中，對產(chǎn)品的使用情