火力发电厂大型循环水泵及其系统优化设计研究

摘要

循环水泵是火力发电机组的主要耗能辅机之一，其能耗水平对全国火力机组的经济性具有重要的影响。目前我国300MW机组的厂用电率为(5.35-5.5)％，而循环水泵的耗电率高达(1.5-1.7)％，约占整台机组厂用电量的30％。近年来，对300MW机组配用的循环水泵进行的工业试验和现场调查的分析表明，其运行的经济性、可靠性与世界先进水平尚有一定的差距。因此做好300MW机组循环水泵的节能改造，降低能耗水平是提高全国火电机组经济性，从而降低能耗、节约能源、争创世界一流的重要举措。从理论和实践经验总结，针对邹县电厂300MW机组循环水泵的具体情况，对目前300MW机组的循环水泵进行优化设计，其内容包括：1.斜流泵通流部件的优化，包括叶型设计、几何参数的合理匹配、变工况特性、叶轮出口高速水流向壳体内优化集结等关键技术问题。2.对电机进行双速改造，优化研究泵的运行方式，满足不同循坏水温时主机最佳经济真空的要求。3.针对部分泵存在的可靠性差的问题，优化泵的结构设计，包括支撑方式、出口联结方式，研究应用新工艺、新的部件材质等。4.对循环水系统进行详细的阻力试验，准确确定改后泵的运行参数，确保与运行工况的吻合，且满足两台泵不同转速并列时能够稳定运行。 优化设计计算及通流部分的优化是在国际通用的大型计算流体力学、燃烧和传热商业软件包Numeca上完成。通过CAD几何建模→计算区网格划分→CFD数值求解→计算结果后处理的设计思路，产生叶轮及泵壳的型线几何模型，得到在定转速下叶轮及泵壳的最优型线。 试验研究表明，对300MW机组循环水泵进行优化改造后，圆满的解决了该型机组普遍存在的循环水泵运行效率低，电耗高；运行工况偏离设计工况；泵的轴承可靠性较差、结构复杂、更换不便；电机过负荷运行、线圈超温；泵出口蝶阀抖动、开关困难等问题。为斜流泵的合理没计和现场改造开创了新的途径，具有广阔的推广应用前景。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

1绪论

2循环水泵优化设计技术方案

3循环水泵优化设计理论分析及模型建立

4邹县电厂#1，#2机循环水泵进行优化设计改造后的试验结果分析

5结论及推广应用前景

参考文献

致谢

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