火電廠鍋爐給水前置泵故障原因分析

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摘要：節(jié)能改造鍋爐給水泵泵組，能夠使節(jié)能減排得以實(shí)現(xiàn)。但是，電機(jī)變頻的過(guò)程中，鍋爐給水前置泵必須要在變頻狀況下低速進(jìn)行工作，降低了給水泵出口壓力。文章分析和研究了鍋爐給水泵在100%額定工況時(shí)、100%額定工況降到40%時(shí)、100%額定工況降到50%時(shí)三個(gè)不同負(fù)荷工況下的具體參數(shù)情況。

關(guān)鍵詞：火電廠；給水前置泵；問(wèn)題；措施

一、節(jié)能改造給水泵機(jī)組導(dǎo)致的問(wèn)題

火電廠鍋爐給水泵機(jī)組主要由鍋爐給水泵、雙軸伸電機(jī)、液力耦合器以及前置泵等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)運(yùn)用液力耦合器，對(duì)前兩端的前置泵和給水泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也運(yùn)用小型汽輪機(jī)對(duì)給水泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。設(shè)置前置泵，主要是為了將鍋爐給水泵裝置的汽蝕余量進(jìn)行提升，以保證在各種狀況下鍋爐給水泵都能夠安全地運(yùn)行。由于鍋爐給水泵的轉(zhuǎn)數(shù)很高，所以汽蝕性能NPSHr值必須要大。然而，因?yàn)槊撗醭牡蛪海瑢?dǎo)致汽蝕余量NPSHa也很低。二者之間的不相配使給水泵安全運(yùn)行達(dá)不到要求。在給水泵入口，應(yīng)該安裝上前置泵作為給水泵的增壓泵。由于前置泵出口具有很大的壓力，給水泵不會(huì)有汽蝕發(fā)生。但是，在節(jié)能改造機(jī)組的過(guò)程中，由于將原電動(dòng)機(jī)增設(shè)變頻器改變?yōu)樽冾l運(yùn)行，導(dǎo)致原工頻運(yùn)行前置泵不但變頻低速運(yùn)行，而且也降低了揚(yáng)程。如此這樣，前置泵降速以后，給水泵汽蝕能否不發(fā)生，以及是否應(yīng)該將一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單設(shè)給前置泵，在節(jié)能改造泵組的過(guò)程中，這些問(wèn)題都是爭(zhēng)論的重點(diǎn)。

二、解決機(jī)組汽蝕余量匹配問(wèn)題的策略

汽蝕余量NPSHa不管怎樣變化，只要超過(guò)給水泵固定汽蝕余量NPSHr便可以，這時(shí)給水泵就不會(huì)有汽蝕發(fā)生。

（一）100%額定工況時(shí)，工頻轉(zhuǎn)速與變頻低速運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比在100%額定工況時(shí)，節(jié)能改造給水泵機(jī)組以后，變頻前置泵轉(zhuǎn)速就會(huì)相近于最高轉(zhuǎn)速，相對(duì)于給水前置泵節(jié)能改造以前，無(wú)論是變頻參數(shù)，還是工頻輸出參數(shù)，都幾乎沒(méi)有差別，可以確定100%額定工況時(shí)，給水泵不會(huì)有汽蝕發(fā)生。

（二）100%額定工況降到40%時(shí)，工頻轉(zhuǎn)變與變頻低速運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比有些突發(fā)因素導(dǎo)致機(jī)組100%額定工況降到40%時(shí)，兩種工況下，無(wú)論是管道靜壓，還是除氧器壓力，改造變頻的前后都是相同的，而前置泵揚(yáng)程對(duì)給水泵入口有直接的壓力。對(duì)前置泵工頻轉(zhuǎn)速進(jìn)行改造時(shí)，前置泵揚(yáng)程為0.9MPa。100%額定工況降到40%時(shí)，時(shí)間快而短，鍋爐給水泵的溫度還是173℃，工頻轉(zhuǎn)速給水泵入口為1.4MPa，比水溫173℃飽和壓力的0.7MPa要高許多，因此，不會(huì)有汽化發(fā)生。變頻低速前置泵揚(yáng)程為0.18MPa，下降給水泵入口壓力至0.65MPa，與其對(duì)應(yīng)的飽和溫度165℃，給水泵中進(jìn)行173℃的除氧水就會(huì)汽化，給水泵這時(shí)的汽蝕就很難避免。

（三）100%額定工況降到50%時(shí)，工頻轉(zhuǎn)變與變頻低速運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比鍋爐機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，從100%額定工況滿負(fù)荷迅速地降至50%，此時(shí)機(jī)組負(fù)荷下降了，還要關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)門(mén)，抽汽壓力和除氧器的工作壓力都會(huì)降低，給水泵的入口前參數(shù)也會(huì)有很大的變化。管道靜壓和除氧壓力以及前置泵揚(yáng)程加起來(lái)之和就是給水泵入口壓力。除氧器工作壓力下降至0.36MPa，而管道靜壓0.25MPa幾乎沒(méi)變。將兩個(gè)泵組參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，機(jī)組負(fù)荷下降，變頻前置泵轉(zhuǎn)速也會(huì)隨著下降，下降揚(yáng)程到0.26MPa.給水泵入口壓力與0.9MPa接近，給水溫度這時(shí)還是173℃，根據(jù)水蒸氣和水的物理參數(shù)，便可以了解到0.9MPa已經(jīng)與此溫度的飽和壓力接近。但是，若減少離心泵流量到額定流量的三分之二以下時(shí)，葉輪入口處就會(huì)有二次回流產(chǎn)生，實(shí)際給水泵NPSHr并不會(huì)下降，相反還會(huì)上升，致使50%額定工況時(shí)，前置泵變頻低速進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，給水泵入口有臨界汽蝕狀態(tài)形成，設(shè)備還是處在安全的狀態(tài)。以上可以了解到，在100%額定工況時(shí)，變頻低速和工頻轉(zhuǎn)速時(shí)的前置泵能夠使給水泵沒(méi)有汽蝕發(fā)生。但是，因?yàn)殡娬竟r隨時(shí)都會(huì)有變化發(fā)生，很難將變頻低速前置泵保持在50%額定工況以下，無(wú)法將足夠入口壓力提供，給水泵不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象也很難保證。綜上所述，將鍋爐給水前置泵變?yōu)楣ゎl的定速運(yùn)行，對(duì)于節(jié)能改造電動(dòng)給水泵以后全工況的穩(wěn)定運(yùn)行非常有利。

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作者：梁杰 閆釗 單位：中國(guó)電建集團(tuán)上海能源裝備有限公司