火力發(fā)電廠水環(huán)泵機(jī)組選型計算的研究

火力發(fā)電廠水環(huán)泵機(jī)組選型計算的研究

水環(huán)水泵在我國的應(yīng)用情況液環(huán)泵（當(dāng)液位為水時，稱為水環(huán)泵）的應(yīng)用非常廣泛。20世紀(jì)40年代以來，火電廠的應(yīng)用在歐洲和美國都非常發(fā)達(dá)。在中國，火電廠的應(yīng)用是在20世紀(jì)60年代末。由于火電廠的規(guī)模大小、鍋爐型式、發(fā)電的大小(功率)、發(fā)電的效率等各不一樣,水環(huán)真空泵在其中的型式和發(fā)揮的作用都各不一樣。因此,如何應(yīng)用好是一個長期細(xì)致摸索的過程。本文應(yīng)用與研究的對象(案例)是《華能應(yīng)城熱電聯(lián)產(chǎn)新建工程350MW發(fā)電機(jī)組》。一、液環(huán)式真空水環(huán)式真空泵我國引進(jìn)德國西門子公司的技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn)的。1、mw機(jī)組水環(huán)工作原理真空機(jī)組通過電動蝶閥(或氣動蝶閥)、止回閥和管路與凝汽器相聯(lián),蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài),蝶閥兩端裝有壓力傳感器,或壓差開關(guān)的探頭。啟動真空泵開始抽真空,當(dāng)?shù)y兩端產(chǎn)生壓差時,即真空泵與蝶華能應(yīng)城熱電聯(lián)產(chǎn)350MW機(jī)組水環(huán)真空機(jī)組的應(yīng)用閥連接端壓力低于凝汽器端的壓力時,電動蝶閥開啟,真空機(jī)組開始對凝汽器抽真空。不凝結(jié)氣體經(jīng)真空泵帶著少量的水排出到罐式氣水分離器,經(jīng)氣水分離后的氣體排向大氣,水被收集起來,經(jīng)換熱器冷卻后回到真空泵內(nèi)保持真空水環(huán)。罐式氣水分離器內(nèi)裝有液位開關(guān)和液位計,當(dāng)水位下降到下限時,開始對罐補(bǔ)水,當(dāng)水位上升到上限時,罐開始對外排水。機(jī)組用于冷凝器的抽真空和真空維持兩個過程.抽真空階段,-在冷凝器內(nèi)尚未引入蒸汽時的初始抽真空,抽出冷凝器內(nèi)的空氣和其它不凝結(jié)氣體;真空維持階段,在冷凝器運(yùn)行中,真空泵繼續(xù)工作以抽出泄漏的干空氣.維持凝汽器背壓在最佳工作點(diǎn),確保汽輪機(jī)的高效率運(yùn)行,改善電廠的熱效率。2、環(huán)式水泵機(jī)組其中:2BW---西門子公司第二代水環(huán)式真空泵機(jī)組(2)機(jī)組的型式1.水環(huán)真空泵;2.底座;3.電機(jī);4.控制箱;5.氣水分離器;6.總排氣管;二、凝結(jié)水排汽量1、凝汽器運(yùn)行參數(shù):型式:單殼體,單背壓,雙流程VWO工況(1)設(shè)計背壓6.1Kpa,循環(huán)水設(shè)計溫度24℃,凝結(jié)水溫度38℃TRL工況(2)設(shè)計背壓11.8Kpa,循環(huán)水設(shè)計溫度35℃,凝結(jié)水溫度51℃排汽量:(1)主汽輪機(jī):TRL工況排汽量:627.851t/h,VWO工況排汽量:654.243t/h;(2)低壓旁路排汽量:~581t/h(旁路排汽與其余排汽不同時出現(xiàn))凝汽器汽側(cè)空間容積~1000m3(暫按)。2、用電條件:交流動力及控制電源電壓為380V(三相四線制)。3、用水條件:真空泵冷卻水:最高工作溫度35℃,運(yùn)行水壓0.3MPa(g),設(shè)計水壓0.6MPa(g)四、技術(shù)要求五、抽氣時間及參數(shù)根據(jù)以上用戶提供的技術(shù)條件和技術(shù)要求,首先進(jìn)行氣量計算,此氣量必須大于當(dāng)泵入口壓力為0.0034MPa(a),冷卻水溫為15℃時按美國HEI標(biāo)準(zhǔn)查得的凝汽器干空氣泄漏量。經(jīng)查閱美國HEI凝汽器蒸汽漏氣量比較曲線圖,TRL工況排汽量:627.851t/h,空氣泄露量:26.8Kg/h。(1)氣量計算利用公式:Vmin=287.05×MG×Tmix÷100PG,經(jīng)計算,水環(huán)式真空泵機(jī)組在冷卻水溫為35℃、吸氣溫度為49.1℃、吸氣壓力為118hpa、過冷度為4.16時的氣量必須大于或等于1078m3/h。(2)修正計算利用公式:V=K1×K2×K3×Vmin,經(jīng)過水溫修正、氣溫修正和轉(zhuǎn)速修正后得工作液水溫為15℃、吸氣溫度為20℃、吸氣壓力為118hpa,排氣壓力為當(dāng)?shù)卮髿鈮?1013hpa)時的水環(huán)式真空泵機(jī)組的抽氣量必須大于或等于3059.4m3/h。其中,轉(zhuǎn)速修正系數(shù)K1=1.0,水溫修正系數(shù)K2=2.4,氣溫修正系數(shù)K3=1.1。(3)選型對照上海凱泉泵業(yè)的《2BEx系列水環(huán)真空泵》樣本選型,得:2BEx303-0ED5-740型泵。參數(shù)為:性能曲線見圖:(4)抽氣時間計算并與用戶要求對比利用時間計算公式:t=V凝/60×V泵×ln(P1/P2),計算出凝汽器由大氣壓抽至各特征壓力時所需的時間,具體如下:(5)對抽氣量要求的復(fù)核計算同樣利用上述公式,可以計算出用戶所要的數(shù)據(jù)如下(下劃線填空部分):凝汽器運(yùn)行正常工況背壓下(即凝汽器在6.1Kpa(a),換熱器冷卻水溫24℃時),兩臺并列運(yùn)行的真空泵的抽吸干空氣量61.4kg/h和軸功率42kW/泵;對應(yīng)主機(jī)TRL工況下(凝汽器在11.8Kpa(a),換熱器冷卻水溫35℃時),兩臺并列運(yùn)行的真空泵的抽吸干空氣量68.8kg/h和軸功率65.3kW/泵。由上述計算可知,所選水環(huán)真空機(jī)組的實際抽氣量(單臺的)為30.7~34.4kg/h,大于用戶要求的26.8kg/h,性能優(yōu)于用戶要求。(6)水環(huán)真空泵機(jī)組用水量的估算不同吸入壓力下的供水量轉(zhuǎn)速<200hpa200~600hpa>600hpa(7)板式換熱器冷卻水量的計算本節(jié)計算屬于熱能動力專業(yè),且板式換熱器為外購件(本項目外購意大利斯普萊力的板換),其計算的專業(yè)性較強(qiáng),由外購廠家工程師計算。具體如下:冷卻水:水溫24~35℃,流量9.72m3/h,壓力20Kg/cm2,水阻0.006Mpa熱水:水溫38~51℃,流量8m3/h,壓力0.5Kg/cm2,水阻0.006Mpa六、電機(jī)ro3(1)泵的性能水環(huán)式真空泵型號2BEx303-0ED4-740;泵最低吸入壓力(極限真空度)3.3kPa;泵抽吸能力(干空氣量,入口3.4kPa(a),)51kg/h;效率(設(shè)計點(diǎn))43%;設(shè)計轉(zhuǎn)速740r/min;軸功率(最大)99kW;軸功率(最小)74kW;設(shè)計點(diǎn)1(入口壓力6.1kPa(a),冷卻水溫24℃)42kW;設(shè)計點(diǎn)2(入口壓力11.8kPa(a),冷卻水溫35℃)65.3kW;啟動抽真空時間(大氣壓力至33.86kPa(a))8.4min;真空泵組重量4455kg。(2)電機(jī)的性能:型號:YX3355S-8;額定電壓380V;額定電流260.3A;額定頻率50Hz;額定功率132kW;額定轉(zhuǎn)速740r/min;功率因數(shù)0.82;絕緣等級F;起動電流260.3A;堵轉(zhuǎn)電流1606A;效率94.5%;防護(hù)等級IP54;外殼/冷卻方式-散熱片/自扇風(fēng)冷;重量1600Kg七、氣水分離器a2004水環(huán)真空泵2BEx303-0ED4-740;電機(jī)YX3355S-8;吸氣匯流管2BEx303-X200;排氣匯流管2BEx303-P200;入口濾網(wǎng)DN200;入口止回閥WM410;罐式氣水分離器2BEx303-PG;板式熱交換器CP65L+16PI;聯(lián)軸器部件及罩2BEx303-740-B3101;公共底座D2BWDx303-740;壓力開關(guān)74V1;差壓開關(guān)54RN;氣動蝶閥D376XE74;補(bǔ)水電磁閥SCE238A010/DN25;液位開關(guān)B40-5C20-FAM;磁翻版掖位計UHZ511;溫度計WSS;壓力表Y-100;真空表Z-100;電控柜KQK/B-1。八、主要任務(wù)和一般職責(zé)為了保證所提供的設(shè)備安全、正常投運(yùn),賣方要派出合格的、能獨(dú)立解決問題的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)人員協(xié)助買方,以方便快捷地指導(dǎo)現(xiàn)場安裝過程中出現(xiàn)的各種問題。具體內(nèi)容及職責(zé)如下:1、貨物的開箱檢驗、設(shè)備質(zhì)量問題的處理;2、在安裝和調(diào)試前,賣方技術(shù)服務(wù)人員向使用方進(jìn)行技術(shù)交底,講解和示范將要進(jìn)行的程序和方法,并提供設(shè)備安裝和調(diào)試的重要工序和進(jìn)度表;3、指導(dǎo)安裝現(xiàn)場整理,主要包括設(shè)備周邊地平、基礎(chǔ)墩臺、各接口;4、指導(dǎo)設(shè)備安裝、調(diào)整,主要包括地腳螺栓、設(shè)備各接口緊固、設(shè)備水平找準(zhǔn),各配套部件平衡等;5、指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行調(diào)試,設(shè)備各閥門動作檢查、控制系統(tǒng)聯(lián)動檢查、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)調(diào)試、抽氣系統(tǒng)調(diào)試;6、培訓(xùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能。九、水環(huán)真空機(jī)組水環(huán)真空泵機(jī)組應(yīng)用于電廠的選型計算的正確性、準(zhǔn)確性,能指導(dǎo)賣方選擇合適的性價比高的泵推薦給買方。要提高泵的抽氣性能,用戶需要提供的冷卻水的溫度就要盡量接近標(biāo)準(zhǔn)值15℃?，F(xiàn)在有很多的電廠正在改善電廠建設(shè)初期這一不良條件,作為提高真空機(jī)組的抽氣量。水環(huán)真空泵大成套機(jī)組在電廠的應(yīng)用,能使汽輪機(jī)排氣背壓降低,從而降低汽輪機(jī)的熱耗,提高發(fā)電效率,使得供電煤耗降低,達(dá)到國家要求的節(jié)能減排的效果,利國利民。(1)機(jī)組的型號:2BWD303-0EK57.液位計;8.聯(lián)軸器;9.熱交換器;16.進(jìn)氣管;16a。自控蝶閥;17.泵排氣管;18c.止回閥;22a.自動補(bǔ)水閥;22b.自動排水閥;23.液位計;24b.手動球閥;28.泵供水管;28a.噴射支管;47.壓力開關(guān);47b.壓差開關(guān)3、水環(huán)真空機(jī)組的技術(shù)特點(diǎn)3.1、裝置配有壓力開關(guān),自動控制機(jī)組的投入或撤出;3.2、裝置配有壓差開關(guān)、氣動或電動蝶閥,防止氣體倒流影響凝汽器真空;3.3、裝置設(shè)有換熱器,可實現(xiàn)工作液的閉式循環(huán),避免冷凝水的浪費(fèi);3.4、水環(huán)真空泵裝有防汽蝕閥,可有效避免在高真空運(yùn)行時汽蝕對葉輪和其它部件的破壞。主要零件采用抗汽蝕性能好的不銹鋼材質(zhì),可同時提高泵的抗汽蝕性,延長泵使用壽命,提高運(yùn)行可靠性;3.5、采用整體鑄造與葉片成形焊接葉輪技術(shù),運(yùn)行可靠,效率高,完全消除應(yīng)力的形位公差影響;3.6、在泵的進(jìn)口處設(shè)置的噴嘴和泵內(nèi)吸汽口處的水簾,可使大部分水蒸氣在進(jìn)入泵腔前已被冷凝成水,減少了泵的負(fù)荷,降低能耗;3.7、汽水分離器內(nèi)的液位采用進(jìn)口機(jī)械式浮球控制閥控制