離心泵基礎(chǔ) 鍋爐給水泵 內(nèi)部資料

離心泵基礎(chǔ)鍋爐給水泵內(nèi)部資料鍋爐給水泵（BFP）用于向蒸汽發(fā)生器（例如鍋爐）供給與產(chǎn)生的蒸汽量相對應(yīng)的給水量。鍋爐給水的運(yùn)行參數(shù)（流量、揚(yáng)程、溫度）由鍋爐設(shè)計者計算。今天，幾乎所有的BFP都是離心泵。BFP在軸功率、材料、泵類型和驅(qū)動方面的結(jié)構(gòu)取決于電力技術(shù)的發(fā)展?；剂习l(fā)電站的趨勢是不斷向更大的發(fā)電機(jī)組發(fā)展。直到1950年，BFP的平均排放壓力在200bar范圍內(nèi)。到1955年，已經(jīng)上升至400bar。1950年，質(zhì)量流量約為350t/h，在常規(guī)發(fā)電廠中，質(zhì)量流量已上升至2,500t/h到4000t/h。BFP在160℃至180℃的溫度下運(yùn)行，在特殊情況下甚至更高。BFP在1950年代由非合金鋼制成。從那時起，有13%至14%的產(chǎn)品轉(zhuǎn)向了鉻鋼（A743Gr.CA6NM）。通過引入新的給水處理工藝，這種材料的改變是必要的。具有應(yīng)急運(yùn)行特性的高強(qiáng)度、耐腐蝕鉻鋼的開發(fā)為當(dāng)前5,000至6,000轉(zhuǎn)/分鐘（rpm）的BFP鋪平了道路。BFP的流量隨著功率輸出的增加而增加。如今，用于傳統(tǒng)的750兆瓦（MW）發(fā)電機(jī)組的滿載BFP由四到五級構(gòu)成，單級壓力高達(dá)80bar。電動機(jī)（異步電動機(jī)）用于驅(qū)動給水泵。電動BFP的速度調(diào)節(jié)可以通過多種方式實現(xiàn)，包括使用液力偶合器，變頻驅(qū)動（電機(jī)和變速箱）。如果工廠有充足的蒸汽可用，也可以使用蒸汽輪機(jī)作為驅(qū)動單元。在某些情況下，使用轉(zhuǎn)速為5,000rpm至6,000rpm的冷凝式汽輪機(jī)。但是，使用冷凝式汽輪機(jī)增加了對設(shè)備的要求。必須使用熱交換器、冷凝水泵或類似設(shè)備等才能有效使用機(jī)組。如果需要高壓和高轉(zhuǎn)速BFP，則需要配置前置增壓泵。在這種情況下，單純的BFP很難滿足現(xiàn)場NPSHa的要求，因此需要配置增壓泵。為了降低（增壓泵）的NPSHr，可以選擇單級雙吸泵或第一級為雙吸的泵，因為NPSH僅對吸入級影響最大。主要有兩種類型的結(jié)構(gòu)用于BFP應(yīng)用。一種是雙殼體多級桶型泵，根據(jù)API610的定義，屬于BB5型泵；另一種是單殼體節(jié)段式多級泵，屬于API610標(biāo)準(zhǔn)定義的BB4型泵。然而，單殼體節(jié)段式多級泵不完全符合API610的標(biāo)準(zhǔn)，這是一個例外。在某些情況下，也可以使用軸向剖分式（水平中開）多級泵，根據(jù)API610標(biāo)準(zhǔn)，它被定義為BB3型泵。EGP公司BB3型泵桶型泵用于高壓工況，但這可能會因用戶而異。由于與節(jié)段式泵相比具有一定的優(yōu)勢，工廠用戶傾向于使用桶型泵，盡管這在一開始是一項高投資。如果需要取出桶型泵進(jìn)行維修，通常采用更換芯包的方式進(jìn)行快速維修，但外殼（桶）可以與吸入和排出管道一起保持在原位（不用拆除連接泵的進(jìn)、出管路）。如果沒有安裝100%的備用泵，這對于設(shè)備的可用性非常重要。泵殼體BFP的泵殼體必須從兩個角度考慮：一方面壁厚必須可以持續(xù)滿足壓力負(fù)荷要求，另一方面需要適應(yīng)可能出現(xiàn)的瞬時溫度變化。桶型殼體通常由可塑性（延展性）鍛鋼制成，所有與給水接觸的表面可通過噴涂/堆焊等工藝覆蓋一層奧氏體材料。為了將泵殼體焊接到管道中，將一個適于焊接到管道和泵殼體上的過渡段焊接到泵的吸入管口和吐出管口上。桶型泵的泵蓋通過金屬纏繞墊來密封。節(jié)段式泵的外殼由鑄鋼或鍛造碳鋼（有時是鑄鐵）制成，具體取決于用戶定義的應(yīng)用和要求。每級外殼（也稱為中段）之間的密封是通過金屬對金屬接觸來實現(xiàn)的（國內(nèi)泵廠習(xí)慣還是采用O形圈來密封）-各級外殼通過吸入級和吐出級外殼之間的拉緊螺栓（穿杠）軸向夾緊在一起。金屬與金屬接觸是節(jié)段式泵的特點(diǎn)之一。軸向剖分式泵（殼體）分為上、下兩部分，拆裝維護(hù)方便。這類泵在平衡軸向推力方面具有優(yōu)勢，因為級數(shù)可以以相反的方向（即背靠背）安裝-以最簡單的方式平衡推力。通常，建議使用BB3型泵，最高可達(dá)200℃或更低的流體溫度。API610標(biāo)準(zhǔn)有明確的指導(dǎo)方針，如果泵送溫度為200℃或更高，則應(yīng)使用徑向剖分式殼體泵。重要說明：由于軸向剖分布置，泵殼體螺栓不被視為該泵的潤濕部件。在泵的吸入壓力和吐出壓力之間的壓力下注水是一項常見的服務(wù)要求。在桶型泵和節(jié)段式泵的情況下，可以通過從其中一個泵級取水來解決這一問題。KSB公司BB5型泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)BFP的泵軸在軸承之間具有適當(dāng)?shù)木嚯x，并采用剛性軸設(shè)計。葉輪通常與軸過盈配合，且逐級定位，因此靜態(tài)時軸（轉(zhuǎn)子）撓度很小。軸對振動不敏感，在正常運(yùn)行工況下，軸被設(shè)計成處于拉直狀態(tài)，不會與外殼發(fā)生任何不希望的徑向接觸。輪轂直徑在葉輪背面增加，葉輪入口幾何形狀設(shè)計為使直徑盡可能小，以降低必須被平衡裝置吸收的軸向力。軸向推力平衡在多級泵（桶型或節(jié)段式）中，葉輪串聯(lián)布置在長軸上（取決于級數(shù)）并處于軸承之間。這種布置是產(chǎn)生軸向推力的原因。當(dāng)泵啟動時，流量從吸入口移動到吐出口（低壓區(qū)到高壓區(qū)），到達(dá)吐出口后，無法排放100%的壓力并向吸入側(cè)產(chǎn)生推力。但是，在泵的運(yùn)行過程中，該軸向推力的大小將取決于運(yùn)行點(diǎn)在流量-揚(yáng)程曲線上的位置以及內(nèi)部（動、靜零部件之間）間隙的磨損量。如果泵在異常工況下運(yùn)行，可能會產(chǎn)生額外的干擾力。例如，如果泵開始汽蝕，則表明NPSH裕量不足以使泵平穩(wěn)運(yùn)行。在較大的BFP上，泵轉(zhuǎn)子上的軸向推力平衡受泵送流體流經(jīng)的平衡裝置以及油潤滑止推軸承的影響。水力平衡裝置可包括平衡盤，或帶有相關(guān)節(jié)流襯套的平衡鼓或雙平衡鼓。平衡鼓和雙平衡鼓也可以與平衡盤組合（即平衡鼓盤結(jié)構(gòu)）。徑向力平衡徑向力來自轉(zhuǎn)子的重量、機(jī)械不平衡和徑向推力。徑向力的平衡受兩個油潤滑徑向軸承和流體軸向流動的節(jié)流間隙的影響。流體軸向流過的這些節(jié)流間隙位于葉輪頸部，或者在多級BFP的情況下，在傳統(tǒng)發(fā)電站中，位于擴(kuò)散體的節(jié)流襯套和平衡鼓上。如果轉(zhuǎn)子略微偏心，則在這些間隙中會產(chǎn)生一個向心恢復(fù)力，該力將取決于壓差和間隙幾何形狀。這種恢復(fù)力通常被稱為Lomakin效應(yīng)。當(dāng)間隙流中的源頭不是純液相時，流量減小。節(jié)流間隙在機(jī)械剛度方面的靜壓作用可超過軸剛度，因此，該系統(tǒng)的調(diào)整方式是，臨界速度始終保持遠(yuǎn)離運(yùn)行速度。此外，這種設(shè)計還可以吸收水力激振力，特別是在部分負(fù)載運(yùn)行下。軸密封在BFP上，可以使用軟填料密封、機(jī)械密封、浮動密封和迷宮密封。軟填料密封的應(yīng)用限制取決于現(xiàn)有條件消除摩擦熱的可能性。在高負(fù)荷軟填料密封的情況下，通常會對泄漏水、填料函、軸保護(hù)套和壓蓋進(jìn)行預(yù)冷卻。填料材料通常由編織的Teflon繩索組成。該軸封成功用于功率高達(dá)150MW的機(jī)組的滿負(fù)荷給水泵。機(jī)械密封的少量泄漏在出口處以蒸汽形式排放到大氣中。產(chǎn)生的摩擦熱比軟填料要小。通常采用閉路冷卻系統(tǒng)-當(dāng)泵運(yùn)行時由旋轉(zhuǎn)密封環(huán)上的泵送環(huán)裝置驅(qū)動，當(dāng)泵停止時由熱虹吸作用驅(qū)動。浮動密封可用于高圓周速度和高密封壓力。浮動密封由一系列可徑向移動的短節(jié)流環(huán)組成。將冷的密封水注入密封，以確保沒有熱水從泵中泄漏出來。當(dāng)泵在壓力下運(yùn)行時，必須保持這種密封水供給。密封冷卻水注入浮動密封的控制可能受到密封冷卻水壓差、調(diào)節(jié)或溫差的影響。單端面機(jī)械密封在超過80℃的高溫應(yīng)用中，使用單端面機(jī)械密封和冷卻器，根據(jù)API682標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)的密封沖洗方案是Plan23。預(yù)熱（暖泵）要求如果頻繁地開啟和關(guān)閉BFP，最好在泵停機(jī)后避免熱沖擊和泵殼體翹曲變形，以防止密封配合面處過早的出現(xiàn)磨損。原則上，結(jié)構(gòu)材料的選擇方式使BFP可以在任何熱工況下啟動。然而，在某些異常運(yùn)行的情況下，例如，當(dāng)發(fā)生汽蝕時，或者在半熱啟動期間，當(dāng)BFP翹曲變形時，轉(zhuǎn)子和泵殼體之間的物理接觸無法避免。受影響的位置是葉輪進(jìn)口處的節(jié)流間隙、擴(kuò)散體中的節(jié)流襯套和平衡裝置。在這些位置匹配合適的結(jié)構(gòu)材料，包括帶特殊合金添加物的耐腐蝕鉻鋼，確保即使在高圓周速度下也能應(yīng)對良好的應(yīng)急運(yùn)行工況。在緊密間隙下的任何高磨損總是與效率下降有關(guān)。最小流量閥如果BFP確保始終存在最小流量，并防止在低負(fù)荷運(yùn)行期間由于泵送介質(zhì)過度過熱和汽化，或由于部分負(fù)荷運(yùn)行時的汽蝕現(xiàn)象而導(dǎo)致的任何損壞，則在出口管下游設(shè)置所謂的最小流量閥（例如，自動泄放閥、閥門和配件）。在研究鍋爐給水泵時，需要學(xué)習(xí)的一些附加要點(diǎn)如公式1所示：對于BFP，需要強(qiáng)調(diào)的基本原則是：起動前進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱（暖泵）、熱備用和軸封排水溫度的控制。隨著BFP越來越大型化且在不同負(fù)荷和待機(jī)模式下運(yùn)行，使這些基本原則變得更加重要。對泵進(jìn)行預(yù)熱并保持待機(jī)泵的預(yù)熱流量，以確保尺寸的熱均勻性，這對于（減少熱變形）保持內(nèi)部間隙、泵效率和長壽命的至關(guān)重要的。變形將導(dǎo)致以下潛在的故障模式：閃蒸、內(nèi)部摩擦、耐磨環(huán)間隙增加、泵卡住、密封襯套間隙磨損和過度泄漏、泵性能和效率下降、泵振動高和軸承磨損。延長使用壽命、提高效率和可靠性的安裝特點(diǎn)及實踐包括：1）在殼體和出口管處進(jìn)行適當(dāng)?shù)母魺帷?）預(yù)熱水取自BFP出口止回閥下游