循环水泵十篇

循环水泵篇1

关键字：循环水泵 电力消耗 循环阻力 水力平衡 价值工程 

1 循环水泵容量过大的问题

循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题，其容量常常达到实际需要的2-4倍，造成工程投资和运行费用的严重浪费。其主要原因如下： 

1.1 设计冷负荷偏大

设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以正确地计算建筑冷负荷对整个空调系统的设计十分重要。目前，教科书及设计手册中提供的空调负荷计算方法不论是计算围护结构的墙壁负荷，还是门窗负荷，其计算结果都是针对某一具体房间而言。然而，空调系统设备容量是依据整个建筑的冷负荷确定。由于建筑内各房间的朝向、位置、使用功能及其发热源等因素的不同，往往造成各房间最大冷负荷出现的时间并不相同。因此，建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。据调查在我国有部分设计人员在计算建筑冷负荷时只是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加，导致计算结果远大于实际需求负荷。所以我们必须对此给予足够的重视，使设计负荷的确定更加合理正确。

1.2 系统循环阻力偏大

在计算系统循环阻力时，由于设计人员经验不足，使得一些计算参数取值过于保守，造成循环阻力计算值偏大，更有甚者，在施工图设计阶段采用估算方法确定循环阻力，致使计算循环阻力比实际值大一倍以上。

1.3 系统静压问题

空调系统充满水才能运行，水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此，所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而，有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内，这当然会使循环水泵的容量增大很多。 

1.4 系统水力平衡问题

由于设计时不认真进行系统的水力平衡计算，工程竣工后又未按要求进行全面调试，往往造成系统水力失调，系统出现冷热不均的现象。有些技术人员错误地认为造成此现象的原因是循环水泵的容量太小，结果只简单地采用加大水泵的方法解决了之，自然也就使水泵容量增大。

2 水泵特性曲线及最佳工作点 

2.1 水泵的流量——扬程特性曲线

水泵的流量——扬程特性曲线一般有三种类型：平坦型、陡降型、驼峰型（如图 2.1所示）。用于空调水循环系统的水泵应具有平坦特性，其零流量与最大流量之间的扬程变化范围不应大于10%-15%；陡降特性的水泵由于其最大流量与最小流量间的扬程变化太大，故不宜选用；驼峰特性的水泵也不可采用，因为在两台水泵并联运行时可能引起负荷和扬程的周期变化，而当这一变化的频率等于系统的自振频率时便产生危险的“振荡现象”，而此现象将对系统的正常运行造成一定影响。

2.2 最佳工作点

如图2.2所示：循环水泵的最佳工作点是水泵特性曲线与系统管网特性曲线的交点A。但是，由于种种原因，系统的实际流量总是大于设计计算流量，其结果是设计水泵工作点沿水泵特性曲线向右偏移（如图2.2 B点）。

 

在水泵工作点向右偏移时，循环水泵所产生的扬程降低，这对系统的正常运行是极其不利的，尤其是系统中最不利环路，将促使该环路的流量进一步减少，影响正常使用功能。

造成工作点右移的原因主要有两个方面：首先是设计中水力计算采用过大的安全系数及不实际的压降计算方法，其次是设计的系统未进行认真的水力平衡计算，而施工后又未进行严格的系统调试。因此，为使系统按设计工况运行，除应认真仔细地进行相关计算外，还应在选择水泵时将水泵的工作点选择在最佳工作点左侧适当的位置，以防水泵实际工作点超出一定范围处于不经济的运行状况，影响系统正常运行。 

[NextPage]

3 循环水泵的技术经济分析

3.1 循环水泵的台数选择

《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87，2001年版）第6.1.11条规定：冷水泵（一次泵）的台数及流量，应与制冷机的台数及设计工况下的流量相对应。二次泵的设置，应根据冷水系统的大小、各并联环路压力损失的差异程度、使用条件和调节要求等通过技术经济比较确定。然而在实际工作中，设计人员往往未对空调系统各种设备的综合配置进行全面的技术经济分析，结果造成工程初投资增加及“大马拉小车”等浪费资源的现象。为避免发生该现象，广大设计人员在方案设计阶段应依据使用功能、高低峰负荷时间、系统特征以及其它条件，针对空调系统中的冷水机组、循环泵、冷却塔等设备的综合配置进行全面充分的技术经济分析，以期在满足使用功能的前提下降低工程造价和运行费用。

3.2 工程寿命周期成本

笔者认为在进行循环水泵、冷水机组等设备的技术经济分析时应引入一个概念——工程寿命周期成本。工程寿命周期成本是工程设计、开发、建造、使用、维修和报废等过程发生的费用，也即该项目在其确定的寿命周期内或在预定的有效期内所需支付的设计费、建安费、运行维修费、报废回收费的总和。在不同项目和不同项目阶段寿命周期成本也大不相同（如图 3.1 所示）。通常情况下，运营及维护成本往往大于项目建设的一次性投资。因此在进行技术经济分析时，应明确寿命周期成本包括的费用项目、各项费用的内容和范围以及它们在费用构成体系中的相互关系，这对我们进行技术经济比较十分重要。

3.3 价值工程

价值工程是以提高产品或作业价值为目的，通过有组织的创造性工作寻求用最低的寿命周期成本可靠地实现使用者所需功能的一种管理技术，其表达式如式3.3.1。

V = F/C (3.3.1) 

式中 V——研究对象的价值

 F——研究对象的功能

 C——研究对象的成本 

价值工程技术已广泛运用于研发、设计、建造等各行各业，其核心思想是以最低的寿命周期成本使产品具备它所必须具备的功能。在空调设备选型及技术经济分析时，设计者应充分运用价值工程理念，力争以最低工程投资达到必须的使用功能。当然就目前情况看，要达到这样的设计水平尚需时日，但广大设计人员应朝这个方向努力，以期取得良好的社会效益和经济效益。

4 结论

① 在空调设计中应客观准确地计算冷负荷和系统阻力，避免因此而造成设备选型偏大；

② 选择循环水泵时，注意水泵工况点向右偏移现象，以保障水泵扬程变化在系统正常运行的允许范围之内；

③ 工程寿命周期成本和价值工程都是工程经济评价的良好工具，在做技术经济分析时应充分运用它们。

循环水泵篇2

[关键词]海滨电厂;循环水泵;海水腐蚀;防腐方法

海水是较强的腐蚀介质,对钢铁材料有很强的腐蚀性,由于设计或制造时忽视了海水腐蚀的影响,使得以海水作循环冷却水的海滨发电厂的循环水泵腐蚀问题日益突出。

目前,许多沿海发电厂循环水泵采用了涂料及外加电流阴极保护的措施,使腐蚀得到了一定程度的控制。本文主要介绍该发电厂所采取的防腐措施。

一、腐蚀概况

该发电厂目前的装机容量为2×300 MW,以海水作循环冷却水,4台循环水泵均为某水泵厂生产的立式斜流泵,泵轴材质为45号钢,轴套材质为1Cr18Ni9Ti,叶轮材质为ZG0Cr18Ni12Mo2,泵壳外接管和导叶体材质均为HT200Ni2Cr。出水段泵壳内壁采用外加电流阴极保护技术和防腐涂料进行防腐,进水段泵壳、泵壳外壁采用防腐锌板和防腐涂料进行防腐,泵轴套内通入淡水作橡胶导轴承水。循环水泵的腐蚀问题主要有:

(a)泵壳内壁涂层基本完好,保护效果较为理想,但泵轴整体却锈迹斑斑,伴有大面积蚀坑。

(b)叶轮与轴的联接部位哈呋锁环处轴头部位腐蚀尤为严重,轴头露出部位处于海水中,该部位基本被腐蚀完。

(c)导叶体下部腐蚀较重,已碳化。

二、原因分析

海水是较强的腐蚀性电解质溶液,具有较高的含盐量和较强的导电性、生物活性,因此,金属在海水中受到较强的腐蚀。实验结果表明:铸铁和碳钢在海水中的平均腐蚀速度为0.1～0.2 mm/a,穿孔速度为平均腐蚀速度的5～7倍。实践证明,对循环水泵来说,采用外加电流阴极保护系统进行防腐,泵壳内壁得到了较为有效的保护,但由于自身结构的原因,还存在一些腐蚀因素。

1.电屏蔽使得保护电流无法到达。按照设计要求,循环水泵工作时,轴套内充以淡水,由于淡水腐蚀性弱,该情况下泵轴通常不会遭受严重腐蚀。但实际生产中,由于下轴承座的橡胶导轴承与泵轴套之间有0-6 mm的间隙,叶轮出口海水从该间隙进入轴套内,这样泵轴处于海水介质中必然会遭受严重的海水腐蚀。同时,由于内接管的电屏蔽作用,使得外加电流阴极保护系统的保护电流不能到达泵轴,即外加电流阴极保护系统对泵轴不能起到保护作用。

2.海水及夹带泥沙引起的冲刷腐蚀。泵轴在海水中以371 r/min的速度旋转,海水从轴头表面高速(约3 m/s)通过,海水带砂,存在冲刷腐蚀。当高流速海水中存在第二相(如泥沙或气泡)时,会造成严重的局部(轴头、导叶体)腐蚀,这是因为腐蚀电化学因素和流体力学因素协同作用加速该部位的腐蚀。

3.局部保护电流不足。导叶置处于泵体的下半部,远离外加电流阴极的安装位置,使得外加电流不能很好地到达,同时此处的展开面积较大,而且靠近不锈钢叶轮,也受到较强的电偶腐蚀,因此电流消耗很大,而设计时保护电流按均匀分布考虑,使得保护不足。

三、对策

针对这些腐蚀问题,我们在完善原有的外加电流阴极保护系统的同时,在每次大修时,逐步对循环水泵进行了一些改良,对不同部位采取了相应的对策。

1.轴头部位。在泵的下部即吸入喇叭口管处增加2支辅助阳极,以从底部对导叶体和轴头提供保护电流;为防止轴头处受到海水夹杂泥沙的冲刷腐蚀,在轴头加装尼龙保护罩并在罩内注满黄油。

2.导叶体。在导叶体的每个叶片上安装牺牲阳极。实践证明三元合金的牺牲阳极在海水中的防腐效果良好。通过吸入喇叭口处增加的2支辅助阳极对导叶体提供更多的阴极保护电流。为了使导叶体内腔得到保护电流,加装1支特制的内置式辅助阳极。为了减少外加电流系统和牺牲阳极的无谓消耗,对于泵壳内臂和导叶体等内部结构,均喷沙除锈加涂装耐海水腐蚀的BW系列涂料,与阴极保护配套使用。

3.泵轴。加装轴接地装置使泵轴和泵壳电连接良好,并在近10 m长轴套上开936个直径为32 mm的孔,开孔面积占轴套表面积的8%,以减少泵轴电屏蔽作用,便于外加电流到达轴体,使泵轴得到保护,同时取消橡胶导轴承淡水。

泵轴表面喷砂除锈加涂装耐海水的BW系列涂料,与阴极保护配套使用。

四、治理效果

循环水泵篇3

【关键字】水泵；循环系统；自动控制；应用

前言

采用PLC自动控制水泵循环系统能够根据水站的用水特点实现水泵的自动化控制，进而提高循环供水的供水性能和可靠性。下面我们通过举例某工厂的水泵循环系统采用PLC自动化控制保证工厂用水需求。

1 数据自动采集与检测

PLC自动控制水泵循环系统具有各项参数的自动采集与检测功能，可将检测的数据分成两类：模拟量数据和数字量数据。

1.1 模拟量数据

模拟量数据包括：水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量。

1.2 数字量数据

数据量数据包括：水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。

数据自动采集是利用可编程控制器PLC控制模块实现对传感器检测到的各项数据进行编程，通过计算数据值是否与设定值相符完成数据准确度的判断。模拟量数据可通过A/D转换成数字信号供PLC控制模块识别和编辑，实现自动化控制水泵循环系统。

2 自动控制水泵循环系统的功能及特点

（1）采用PLC自动控制程序可将水泵循环系统分段控制，程序结构根据供水与排水需求设计程序性能。程序设计要简单、清晰、明确。

（2）自动控制水泵循环系统具有水压及水位的检测功能，根据水压及水位的变化开启或者关闭水泵，进而能够使水泵不至于超负荷运转。另外，当水位或者水压低于设定标准时，可增加水泵数量，当水位水压超过设定值时，可减少水泵数量。

（3）自动控制水泵循环系统具有水泵优先选择功能，就近选择保证供排水及时。

（4）自动控制水泵循环系统可根据用电负荷调节水泵工作泵数和开关时间，在确保供排水正常的情况下，在用电高峰时期可减少水泵数量。

（5）自动控制水泵循环系统能够根据水位的检测信号判断出水位的上升或者下降率，进而计算出供排水时间和用泵数量之间的关系，合理调配水泵数量。

（6）自动控制水泵循环系统安装有触控显示屏，可实时显示水位信息和设备的各项参数，如水压、电压、温度等，当某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（7）自动控制水泵循环系统具有通讯接口，能够实现PLC与各项设备之间的通讯，并且可配置网络设备实现水泵循环系统远程控制。

（8）自动控制水泵循环系统保护功能

1）超温保护功能：当水泵循环系统中的某个水泵长时间运转，会导致水泵温度升高，最终导致水泵使用寿命降低。因此，超温保护功能是当出现水泵温度值超限PLC会发送讯息给显示屏，提示温度超限，并可控制关闭此泵开启另一水泵。

2）流量保护功能：水泵运行过程中，受到外界影响使水泵出水量不能达到设计标准，或者水泵设备出现故障水泵出水量超过设计标准，则开启流量保护装置，停止该水泵工作，并开启备用水泵。

3）电动机故障保护功能：水泵供电稳定性是水泵循环系统正常运转的关键，PLC控制系统可监测到水泵电压值，当出现不稳定状况是可开启电压保护装置，防止电气故障造成的水泵停止。

4）电动闸阀故障保护功能：当自动控制水泵循环系统出现电流过载、短路、漏电、电动闸阀故障问题，自动控制系统可进行自动断电，确保人及财产安全。

（9）自动控制水泵循环系统具有全自动控制、半自动控制、手动控制三种工作方式。

3 自动控制水泵循环系统的应用实例

为某农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统，其是由6台37千瓦水泵构成，水泵可轮流工作，根据水泵循环系统进水量和水位 自动调节水泵开启数量，进而能够保证农田水位保持在相对水平线上，保证农田给水与排水正常。

3.1 自动控制水泵循环系统设计要求

（1）水泵启动数量和更换时间要根据排涝系统的进水量和水泵运行时间来确定，水泵数量要根据水池水位标准进行确定，更换时间根据水泵运行新能进行确定。

（2）农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统无需全部水泵同时工作，水泵增加一台则需减少一台，每个水泵的工作周期要保证相同，避免水泵超负荷运转，降低使用寿命。当出现某一水泵工作异常时，可自动停止该水泵，并补充新水泵进行运转。每个水泵都有其工作运转的周期，避免资源的浪费。

（3）自动控制水泵循环系统配置有电压稳定系统，保证水泵通电稳定，排除水泵频繁启动的故障。水泵在启动时，要进行系统自检，保证水泵能够可靠运行。设置最低水位保护控制和最高水位狱警功能。

3.2 自动控制水泵循环系统结构

自动控制水泵循环系统要求具有可编程控制器PLC控制模块，水泵电源电压稳定模块、显示器、模拟输入与输出模块、控制开关模块和数据显示仪表及其他辅助模块。

（1）可编程控制器PLC控制模块

可编程控制器PLC控制模块可以对水泵循环系统进行有效控制，其通过指令的接收与发送实现水泵的正常运转。所以，可编程控制器PLC控制模块的稳定性和高效性是自动控制水泵循环系统的关键。

（2）水泵电源电压稳定模块

水泵电源电压稳定模块可以保证水泵循环系统供电的稳定性，水泵电源电压稳定模块具有功率预留功能，当出现电压问题，功率余量可保证系统正常运行一段时间，用来为供电检修提供时间。

（3）显示器

显示器采用触控屏，可实现人机互动，显示屏可显示水泵循环系统的各项参数信息，当出现某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（4）模拟输入与输出模块

模拟输入与输出模块可以为可编程控制器PLC提供信息的输入与输出，能够保证信息输入输出的稳定性，并且其具有电池波隔离新能。

（5）控制开关模块

控制开关模块接收到控制指令后可完成水泵循环系统中各水泵的开启与关闭。

（6）数据显示仪表

数据显示仪表可以向可编程控制器PLC正确反映水泵循环系统中水泵等设备的运行状态，仪表显示的数据准确性是确保信息的正确的关键。

（7）其他辅助模块

其他辅助模块包括系统自检、系统维护、系统恢复等，可保证自动控制水泵循环系统具有自我修复能力。

4 结束语

自动控制水泵循环系统节能高效，可以应用在各种环境中，通过可编程控制器PLC实现软件控制系统硬件工作形式，在相同水泵循环系统中，设定不同的参数，可实现不同的控制方式，进而节约投资成本，提高水泵循环系统利用效率。自动控制水泵循序系统的应用领域非常广泛，可应用于各大钢厂用于冷却还可用于农田水利用于灌溉等，具有很高的应用价值。

参考文献：

[1]工厂常用电气设备手册[M].北京：中国电力出版杜，1998（3）.

循环水泵篇4

关键词：发电厂；循环水泵；选型；优化运行

中图分类号：TM62 文献标识码： A

引言

目前很多电厂循环水泵运行方式不尽合理，影响机组经济性，为保障机组的正常、健康、合理运行，就要在循环水泵设备选型上进行分析，从而保证机组有效运行。

一、水泵的分类

1、叶片式水泵

叶片式循环水泵的工作原理是靠装有叶片的叶轮高速旋转带动液体运转而完成的。它是在我们的工程设计中应用最为广泛的水泵。叶片式水泵可以分为混流泵、轴流泵、离心泵等。

离心泵：叶轮径向流的称为离心泵。液体流动时质点在叶轮中主要受到的是离心力作用。

轴流泵：轴向流的叶轮称为轴流泵。液体流动时质点在叶轮中主要受到的是轴向斜力的作用。

混流泵：斜向流的叶轮称为混流泵。它是前两种叶轮的过渡形式，这种水泵液体质点在叶轮中流动时既受到离心力作用和轴向升力的双重作用。大容量水冷机组基本都采用混流泵。

2、容积式水泵

容积式水泵对液体的压送主要靠泵体工作室容积的改变来完成的。而使工作室容积改变的方式有往复式运动和旋转运动两种。

二、循环水泵选型

1、流量（Q）

公式：Q=Q1+Q2+Q3

式中Q1――凝汽器冷却水量，Q1=mDk（Dk为凝汽量，m为冷却倍率）。凝汽量一般由机务专业提供，冷却倍率m则通过优化计算后确定。一般热季一个值，冷季取另一个值；

Q2――辅机用水量；

Q3――其他用水量，包括工业用水量、化水专业用水量、暖通用水量、除灰用水量、生活用水量等。

2、扬程

静扬程H0

2.1直流供水系统。确定直流供水系统调和所应遵循的原则是：要最大限度地减少供水几何高度，并保证主厂房不被洪水淹没。采用直流供水系统的工程均要考虑利用一定数量的虹吸作用以降低水泵的工作水头。

公式：H0=H1CH2

式中H0――静扬程，

H1――虹吸井堰上水位，

H2――取水河段设计平均水位，

2.2循环供水系统

带冷却塔的循环供水系统循环水量的静扬程为冷却塔内竖井水位（机械通风

冷却塔时应为进水标高）与冷却塔集水池水面标高的差。

2.3系统的水头损失∑h

系统的水头损失为系统的沿程损失与水头损失之和，大致包括以下几部分：

（1）取水头部以及引水管、进水间的水损失；

（2）水泵房内及四周的水头损失；

（3）循环水管水头损失；

（4）最主要是凝汽器的水头损失；

（5）配水系统的水头损失。

2.4水泵的扬程Hp

供水系统的静扬程H0与供水系统全部水头损失∑h之和，即为循环水泵的扬程，即Hp=H0+∑h

式中Hp――水泵扬程

H0――水泵静扬程

∑h――系统全部水头损失

一般地说，循环供水系统基本上可以按合理的方式进行设置。热季时运行方式可以为一机两泵或三泵，相应地循环水泵有个工况点（Qr，Hr）；冷季时运行方式为两机配三泵或两机四泵（即一机两泵）。相应地循环水泵也有个工况点（QL，HL）。

3、循环水泵的耐压强度

循环水泵的出口压力其实就是水泵压力加水泵扬程，叫做循环水泵的最大压力。当定压点设在循环水泵入口时，水泵出口的压力大于水泵的扬程，也就是定压点压力加上水泵扬程，如果压力超过水泵耐压强度，则泵体可能被压裂，然而有的循环水泵机体上并没有给出水泵的压力，这个则是设计者最容易忽视的问题，所以必须引起高度注意，在设计阶段或定货时就应提供水泵压力的数值。避免影响后期使用。

4、循环水泵的吸水性

在水泵抽水过程中，泵内不产生汽蚀情况下所允许的最大吸水高度或所需的最小淹没深度叫做水泵的吸水性。用允许吸上真空Hs或必需汽蚀余量NPSHr表示。在实际的工程应用中，在其他性能条件一样的前提下，所必需的汽蚀余量NPSHr越小，则表示水泵的吸水性能越好，水泵房深度越小，因而水泵房的投资越小。必需汽蚀余量NPSHr是衡量水泵性能好坏的重要参数。

三、发电厂循环水泵管理现状

随着发电厂规模逐渐增大，电气设备的现代化程度也不断提高。近年来，火力发电厂电气设备的数量增多、规模变大、现代化程度不断提高。原始简单的管理方法和技术手段已经不能满足现有电气设备安全运行的要求。在实际工作中，循环水系统暴露出一些存在的问题：自上而下的管理体系不明确，管理层级结构应趋于扁平化；各项管理技术标准不够统一；数据基础不完善，数据共享性差等问题导致系统运行不合理。

四、循环水泵运行优化原理

1、循环水泵采用单元制，使系统更加简化，这样有利于在循环水泵设备发生故障时，快速维护。

2、每台循环系统机组配备2台50%容量的循环水泵，不必要设置备用的循环设备，这样可以节省一次性投资费用。

4、根据发电厂实际情况，可以采取单台循环水泵来对应单独的循环水供水管道，从而防止发生故障泵影响正常运行泵，导致事故扩大。

5、循环水泵电机采用变频率电机，在环境温度较高季节采高速运行，当环境温度较低时，采用低速运转方式，这样可大量节约电能。运行方式如下表：

6、在开式循环水泵工作中，循环水泵出口的压力较低，关闭水泵时，需要倒转的时间比较短，并且最高的倒转速度相对于闭式泵低很多。所以，开式循环水泵应该具有允许倒转的功能，可以设出口蝶阀。这种系统设计方案，一是可以节省一部分投资费用，此外还可以节省大量的维修及运行维护开销。

7、循环水余热利用改造主要包括两部分：一部分为循环水侧；另一部分为热网侧。循环水侧，对供热机组循环水系统进行改造，将凝汽器出口循环水分为两路，第一路经回水电动阀直接回冷却塔；第二路经循环水升压泵进入2台吸收式热泵，用以回收循环水的热量。热泵出口循环水一路直接回至冷却塔；另一路回至冷凝器。在非供热工况下，隔离热泵系统，循环水直接经回水电动阀回至冷却塔；供暖工况下循环水切换至热泵侧，经热泵降温后，通过循环水泵升压进入凝汽器。

8、发电厂电气设备管理与维护中现代化检测技术手段的应用。

在发电厂循环水系统设备管理与维护过程中，运用现代化检测技术手段已经成为时展的主流趋势，同时也是循环水设备运行管理质量和效率得以保证的主要技术手段。实践中可以采用RCM，这是一种较为高级的供水设备管理和维护手段，RCM的管理和维护基本原理是：根据设备出现故障问题的规律和特点对其进行分析，并且根据这一分析结果对可能存在、即将发生的设备故障问题提前进行检修。

结束语

总之，现代社会的发展需要我们不断的对发电厂循环水泵提出创新，更应该要加强选型和优化运行。循环水系统是火力发电厂的重要组成部分，循环水系统及其设备运行的安全、经济、可靠性将对整个电厂的安全、经济运行起着至关重要的影响。

参考文献

[1]吴民强泵与风机节能技术[M].北京：中国电力工业出版社，1998.

[2]李青，张兴营，徐光照.火力发电厂生产指标管理手册[M].北京：中国电力出版社，2007.

循环水泵篇5

关键词：循环泵电机一次二次冷却水高压冷却器热屏蔽装置

0引言

随着火电大型机组的应用，德国KSB公司生产的再循环泵在电厂中应用越来越多。近年来，我司对德国KSB炉水泵电机进行了比较多的安装。KSB炉水泵电机在安装及运行中曾出现了泄露、电机超温、电流过大一些问题，对此总结了大量经验。

1KSB炉水循环泵的设计原理

KSB无填料循环泵设计用于进行循环炉水。循环泵和驱动电机形成一个封闭偶联装置。装置垂直安装，电机在泵壳的正下方。整套泵装置充注液体，压力与整个系统压力相同。电机部分和泵壳之间通过泵壳紧固螺栓连接。整套泵装置处于密封状态。泵壳和热屏蔽装置之间的热区域的密封通过螺旋缠绕的垫片来实现。泵装置悬挂在管线上，没有支撑架。它在管线系统中不形成一个固定点。

2循环泵基本装配规程

2.1锅炉循环泵安装前的准备工作

确保进出口内部绝对清洁。确保循环泵的周围有足够的空间，以允许装配组件本身和管道能够容纳安装时所产生的热膨胀。循环泵的任何附属设施，即供电线路、电缆等的铺设必须是挠性的并且长度要足够可以允许循环泵装置的热态膨胀。在电机部分的下方应有足够的空间以便拆卸电机装置。安装循环泵需要提升装置。使用的每个提升装置都必须能够单独承载泵装置的全部重量。只有泵壳需要提供保温（热绝缘）。保温界限为泵壳的下边缘。电机和紧固螺栓不要保温，因为这会在温度过分升高时对电机造成损坏。

2.2锅炉循环泵泵壳的安装

使用足够尺寸的提升器具将泵壳放到所需要的垂直安装位置，吸入管口要朝向上方。矫直泵壳。垂直偏离度不应该超过1°。泵壳应先定位点焊在管道上。点焊完后，再检查一下垂直偏离度。如果有必要的话，矫直泵壳。将进口管线和出口管线焊接到泵的管口上，注意不要有应力或应变传递到泵上。在焊接时要确保不要有焊接微粒进入管道开口。

2.3循环泵电机的安装

2.3.1准备工作

在安装现场准备好置换用乙二醇-水混合物和起动注水用的清洁水之前，不要安装电机；检测电机绕组的绝缘电阻；去除泵壳上的保护法兰；清除泵壳内部的所有杂质；借助于足够尺寸的提升装置将电机提升到需要的垂直安装位置；通过溢流阀降低乙二醇-水混合物的液位；去除保护盖；准备加热棒及接线盒并且比较电气连接值。

2.5.2安装

清洁泵壳的槽和密封面确保密封面处于完好的状态。将垫圈插入热屏蔽装置槽中。拧入主连接螺栓（902.01-本图号仅供参考，安装时需查厂家资料）。把主连接螺栓牢固地拧入泵壳中。使用提升机械如链条葫芦把电机放置到要求的安装位置。向上拉泵电机，直到密封圈直接接触到泵壳密封面为止。把衬套、垫圈和六角螺母放到泵壳的双头螺栓上。把六角螺母放到螺栓上。用手拿着扳手成“十”字交叉式均匀用力将六角螺母紧固。紧固之后，密封圈仍然从密封面上凸出1.5毫米，这是以指示的刻度数紧固螺母的起始位置。将螺母和壳体紧固螺栓的相对位置做好标记以作为将来的参考之用。

将加热棒从下面放入每一个双头螺栓中，并将其拧入螺纹环以防吊落。第一加热阶段：将八个加热棒（每两个中的一个）的插头插入电源装置的插座，同时接通所有八个加热棒的电源，并将双头螺栓加热直到螺栓的延伸允许螺母再拧紧完整的一圈（=18刻度值，临时值）。双头螺栓加热不要超过一个小时。螺栓表面温度不应超过300℃。用一个温度测量仪器来监控加热过程。（注：不同型号的循环泵拧紧的刻度数值不一样，安装时必须仔细查阅厂家资料）。关掉八个加热棒的电源并让螺栓冷却到环境温度。把插头从插座中。将另外八个加热棒的插头插入电源装置的插座，同时接通所有八个加热棒的电源，对其余的八个双头螺栓进行加热，直到螺母可以拧紧到最终值（26个刻度）。关掉八个加热棒的电源并且让螺栓冷却到环境温度，把插头从插座中。为对已经加热过的双头螺栓进行第二次加热，将第一批的八个加热棒的插头再插入电源装置的插座；同时接通这些加热棒的电源，对第一批八个双头螺栓进行加热，直到螺母可以再继续拧紧8个刻度值，达到26个刻度的最终值（不同型号的循环泵拧紧的刻度数值不一样）。关掉所有八个加热棒的电源并且让壳体双头螺栓冷却到环境温度。把插头从插座中，将加热棒从螺纹环中取出来并且切断电源装置的电源。电机位置偏离垂直方向不许超过1°。

2.5.3安装后的保护

如果循环泵在安装之后要立即试车，则要从电机中将乙二醇-水的混合物排出后进行起动注水，参阅3.1锅炉循环泵的起动注水部分。如果循环泵安装之后并不立即试车，可将原来的湿法保存用介质留在电机里。

2.6循环泵冷却水系统的安装

高压冷却器由一个托架支撑，托架用螺丝固定在电机壳上。冷却器需用法兰直接连接在位于热屏蔽装置附近的初级冷却水出口管上。法兰螺栓紧固转矩的详细数据需查阅厂家图纸提供的紧固转矩表。低压冷却水管线使用流入、流出高压冷却器的低压冷却水。冷却器冷却水出口处需安装流量开关。

3锅炉循环泵的试车

3.1锅炉循环泵的起动注水

为保护电机的内件，在安装高压冷却器和相应管线后，应立即给整个泵装置充注清洁冷水。电机注水使可使用在25℃时卤含量＜50ppm、PH≥6.5的水。电机充注用水所含固体物质的量不应该超过0.25ppm，温度最高不应该超过50℃，最低4℃。

注水程序如下：关闭循环泵的进出口将装置和系统分离出来；打开进出口管线的清洗阀和放空阀，以排出泵或电机装置中的空气；通过一条供水管线以约5升/分的流量冲洗装置，直到从泵壳上的排出管的泄水阀中流出的水清澈干净。取水样分析，直到达到水质要求为准。关闭泵壳排放管的阀门后进行注水，直到水从吸入管线的放空阀中流出。关闭所有的阀门。没有预定泵投用的日程，在零下温度时，循环泵需充注乙二醇和水的混合液。在泵投入之前，必须用清洁冷水取代乙二醇-水混合液。

3.2高压冷却水回路的温度检测

在正常操作时，从电机来的高压冷却水的出口温度为40℃―50℃，这取决于二次冷却回路中的冷却水温度。鉴于电机绕组绝缘是合成材料以及轴承冷却的要求，高压冷却水的最高温度不应超过65℃。为防止意外高温对电机和轴承造成损坏，在电机出口和冷却器进口之间的高压回路上安装测温仪表，仪表的探头深入到电机部分，以检测绕组凸出部分区域的最高电机温度。

3.3循环泵试车之前必须达到的条件：

注水结束；吸入管线的阀门必须已经打开；锅炉已上满水；测量绝缘电阻并且做了书面记录。读数大于200M欧；电机连接到正确的电压上；通过测量零流量的压头来检验循环泵的旋转方向；检查冷却水管线是否已经连接，阀门是否打开，冷却水流量是否符合规定；检验在泵开车和安全操作期间所需的全部仪器仪表是否已连接好，性能是否符合要求。

3.4锅炉循环泵开车

冷开车：在完成开车准备工作之后，按下列程序进行开车：开动电机。起动电流比正常电流要高出好几倍，马上就会恢复正常（约1-2秒钟）；打开排出和最小流量管线上的阀门。

热开车：为使泵壳和泵输送液体之间的温差降到最小，必须用安装在系统中的预热管线对泵进行预热，然后按冷开车程序进行开车。

4锅炉循环泵的检修

4.1泵装置拆除或拆卸准备

已经断开循环泵的供电电源；已经采取了足够的防护措施以防止意外重新连接电源；泵装置已经减压；电机和泵壳的温度已冷却到小于50度。

4.2排空锅炉循环泵

锅炉放水水位低于循环泵出口管管口；通过取下端子上的供电电缆来切断循环泵电机的电源；检验电机绕组的绝缘电阻，记录读数，以了解实际状况；冲洗。在排空电机之前，要用合格的水将循环泵冲洗干净。通过对循环泵进行冲洗，可防止泵或锅炉部分内部的固体颗粒在排放期间进入电机装置；现在可让电机内的液体通过排放接口流出。

4.3对电机冷却水过滤器的检修

拧松高压管线的法兰接头，取下管线；从止推轴承箱中取出过滤器。一个“O”型密封圈把过滤器固定在配合部位。检查过滤器是否有脏物。如有必要将其清洁。更换“O”型密封圈。

4.5运行中易遇到的问题及检查

需要驱动功率明显增加；在泵的正常操作期间，电流的消耗不应超过额定电流的10%。如果电机电流消耗明显增加或出现多次瞬时峰值必须关闭电机。关闭电机后进行下列检查： 电机的转动方向是否正常；将规定的负载数据与实际值进行比较；检查吸入管线的过滤器；检查是否由于锅炉阻力的变化而使泵在超载范围运转；检查轴承（径向轴承或止推轴承）的磨损状况；检查是否由于轴的不平衡造成偏心旋转而使叶轮卡住；电机温度突然升高时注意：冷却水流量检测装置的操作；检查冷却水的温度；检查低压系统是否泄露，检查的法兰连接是否泄露；检查过滤器是否被堵。

5结束语

在国电费县发电有限公司2×600MW一期工程#2机组和广东河源电厂2×600MW一期工程项目试运过程中，炉水再循环泵电机温度有几次缓慢升高，在对泵和高压冷却器之间的过滤器进行清理之后，这个问题便得到很好的解决。

循环水泵篇6

关键词：轴封 软硬填料组合密封设计 软填料密封 硬填料盘根 软填料枪 在线修复密封 降低维修成本

中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0114-02

中石油宁夏石化公司20011年进行炼油装置改扩建工程，原油加工能力从150万吨/年上升至500万吨/年，催化裂化加工能力从60万/年提高到260万吨/年，随着炼油装置加工量的提高，为了节约建设成本，提高设备经济指标，公司决定将原水汽车间403单元老三循旧装置改造为新二循，通过地下管网改造后利旧，原有4台循环水泵直接给新污水、新聚丙烯、新空分空压提供循环水，水泵的密封对整个设备运转来说起着举足轻重的作用，旧的4台循环水泵能否满足新装置的生产要求，能否长周期稳定运行，如何选择水泵密封是关键所在。

1 各种循环水泵密封介绍

众所周知，轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力密封。填料密封结构简单、价格便宜、维修方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此，填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适于石油及化工介质，特别是不能用在有腐蚀性、易爆和有毒介质中。机械密封水泵的密封效果好，泄露量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。动力密封可分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄露，适用于输送含有固体颗粒较多的介质，缺点是功率损失较机械密封大，且其一停车密封装置的寿命就缩短。循环水泵的密封对整个设备运转来说起着重要的作用，如水泵的密封系统泄漏将会严重影响到设备的正常运转。如何选择合适的水泵密封，减少泄漏率，降低成本呢？

2 炼油厂二循循环水泵设备概况和参数

水汽车间403单元P-301A/B/C（型号：500S-59）是卧式离心泵，由兰州水泵厂1999年制造，2000年5月投运至今，403单元P-301D（型号：DFSS600-830A）也是卧式离心泵，由上海东方泵业2007年5月制造，2007年7月投运至今。

4台循环冷水泵参数如表1所示。

3 炼油厂循环水泵密封选择分析

炼油厂水汽车间403单元循环水泵P-301A/B/C，一开始设备运转时均采用普通石墨盘根作为密封材质，经常出现泄漏，油浸石墨盘根具有耐热性、柔软性好、强度高等优点，但它也有致命的缺点：表面粗糙、摩擦系数大、有渗漏现象，另外使用久了浸入的剂容易流失。浸油石墨棉绳盘根在水中长期浸泡会变得很硬，而且由于膨胀系数大，摩擦力较大。在实际生产中，经常出现这样的状况：新修好的设备，开始运行时轴封状况良好，但用不了多久，泄漏量便不断增加，经过调整压盖紧固填料后泄漏量能稍小，但运转不到三个月，石墨盘根已经渗漏严重，无法起到密封作用。严重时还会出现轴套磨损或磨断现象，增加了检维修工作量和维修成本。

我们在用普通石墨盘根填料，发现其具有3个缺点：（1）盘根填料与轴套直接接触，且相对转动，造成盘根填料与轴套的磨损，所以必须定期或不定期更换轴套。（2）为了使盘根与轴套间产生的摩擦热及时散掉，盘根密封必须保持一定量的泄漏，而且不易控制。（3）盘根与轴套间的摩擦，造成电机有效功率降低，消耗电能，有时甚至达到5%左右的惊人比例。从填料密封的原理来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有三处：其一是流体穿透石棉材料造成泄漏；其二是从填料与泵体流道之间泄漏；其三是从填料与轴套表面之间泄漏。因此，防止水泵泄漏最为关键的措施是合理设计密封。

炼油厂二循循环水泵是炼油厂500万吨炼油项目2套在线循环水装置之一。二循循环水泵运行的好坏将直接影响到整个炼油系统的稳定运行。而循环水泵轴向密封的好坏同样影响循环水泵的稳定运行，在循环水泵使用石墨盘根密封的时期就有烧毁盘根的事情发生，为保证循环水泵的稳定运行，如何选择合适的水泵密封，减少泄漏量，降低检维修成本，减少事故停车率，是设备技术人员迫切需要解决的难题之一。通过多次的探索实践，我车间逐步实验对二循循环水泵轴向密封进行了改造，使用至今，效果良好。

具体设计改造方法采用如图所示，软硬填料组合密封设计，填料压盖两端采用艾志填料412SC盘根20.6 mm×20.6 mm（填料盘根中间有塑胶红心），形成密封骨架，填料腔体内中间用艾志CMS-2000软填料进行密封，艾志CMS-2000软填料有着盘根无法比拟的优势，填料腔体内填充的是一种优良的密封软材料，它耐热18 ℃～200 ℃，最大线速度8 m/s，耐腐蚀性强，适用介质PH值范围4～13，主要适用于水介质。这种软填料状态为胶泥状，黑色CMS-2000由纯合成的KEVLAR纤维、高纯度的石墨、PTFE、有机密封剂四种不同的材料混合组成。其中，KEVLAR纤维最大特点是具有极高的抗冲击强度和抗拉强度；高纯度的石墨是美国赤士盾公司在特殊的生产条件下，如真空状态下，生产出来的产品，能减小其内部的摩擦，其含有的高分子硅脂主要是为了增加CMS2000的抗磨蚀能力；PTFE为聚四氟乙烯的英文缩写；而有机密封剂是由美国赤士盾公司的专业工程技术人员研制的，专门用于CMS2000的一种获得专利的纯合成液体，能有效保证CMS2000良好的密封性能。

在离心泵运转时，软填料的特殊合成纤维会缠绕在轴的轴套上，并随轴套同步旋转，形成旋转层的“动环”；在填料腔内壁上软填料粘附在其上，形成一个不动的静环。泵轴的转动使软填料层做剪切运动，会使特殊合成纤维剪切后形成合成材料环，并生成许多齿或槽，组成迷宫式的间隙，对密封的介质产生节流效应而起到有效的密封作用。

CMS-2000与传统密封形式比较：（1）不会对轴套造成磨损，不需要更换轴套。普通的填料密封，因为轴套与填料之间有相对运动产生，所以轴套会被磨损，需要我们经常更换轴套，同时填料也因为磨损造成泄漏，也需要更换，一般来说填料被磨损了10%左右就需我们进行更换了。以P-301A泵为例，该泵以前使用盘根，由于轴套磨损严重，每年大修4次，维护工作量较大，使用该填料一年后，检修时发现轴套无明显磨损。同时，由于取消冷却水管，无冷却水泄露。使用该填料几年来，未发现明显泄露。

（2）可在线修复，维修劳动强度低。普通的填料密封在失效时，需要维修人员将设备停机，将石墨填料盘根取出后再进行安装，这样会造成停机损失。软硬填料组合密封设计，在泄漏量不断增加，但艾志填料412SC盘根良好未被甩出的情况下，对循环水泵的泄漏维修时可在设备的运动状态下进行，可将软填料注入口打开，接上软填料枪后，将软材料注入填料腔体内，即可重新实现有效的密封不漏水，避免了停机维修损失产生的损失。

（3）避免电力的无谓损耗。普通的填料密封的密封力的来源于压盖将填料的轴向压力而造成的填料的径向扩张力（即填料对轴的抱紧力），这就使得轴必须要克服这种密封力（抱紧力）才能进行运动，轴就必须消耗较大的功率，造成无谓的电力消耗。软硬填料组合密封设计中CMS2000材料的组成为摩擦系数极低的非金属和液体，再加上艾志412SC填料盘根中心为塑胶红心材料，有良好的伸缩性和低摩擦性，轴在运动时不需要克服较大的密封力，这就意味着轴功率不会有无谓的消耗。

（4）不需要冲洗或冷却。普通的填料密封因为填料与轴套之间产生较大的磨擦热，所以需要采用冷却水来冷却，这样就造成了冷却水的消耗。CMS2000泵填缝料会形成无缝的合成材料环，型状状与轴套的不规则处完全吻合，对于磨损变糙的轴套依然有效，几乎可以完全杜绝渗漏，因此泵不再需要进行冲洗，回收冲洗液，更换轴套，节省开支，美化现场卫生。

4 炼油厂循环水泵软硬填料的安装

填料的组合与安装是否正确对密封的效果和使用寿命影响很大，不正确的安装是导致软硬填料密封发生过量泄漏和密封过早失效的主要原因之一。

安装时要注意以下几个方面的要求。

（1）离心泵填料腔体内表面、轴套、轴表面不应有划伤（特别是轴向划痕）和锈蚀，轴套应尽量光滑，以减小摩擦，防止软填料被挤出。

（2）硬填料环尺寸要与填料腔体内和轴套的尺寸相协调，填料环不能任意将其变形安装。

（3）软填料不要压得过多过实，否则泵启动后软填料易被挤出，开泵后，如果有漏水现象，用软填料枪通过填料室小孔加注软填料，直至完全不漏水。

（4）切割硬填料412SC盘根，最好是与轴呈45°的斜口。

（5）装填时须注意相邻硬填料环的切口之间应错开。填料环数为4～8时，装填时应使切口相互错开90°；3～6环时，切口应错开120°。

（6）硬填料环全部装完后，在拧紧压盖螺栓时，为使压力平衡，应采用对称拧紧，压紧力不宜过大；先用手拧，直至拧不动时，再用扳手拧。

（7）安装最后2圈硬填料盘根时，要用手盘动泵轴，以手感适度为宜，不能将压盖螺栓拧得过紧，以免烧轴。

（8）严格控制轴与轴承孔、填料腔体的同轴度，还有轴的径向圆跳动量和轴向窜动量，它们是填料密封具有良好密封性能的先决条件和保证。

5 密封改造后如何开停循环水泵

开循环水泵时，一定要先边盘车边紧固压盖螺栓至螺母全部带满丝扣，然后抹上黄油，将真空抽至泵顶部充满液体流下，同时要在泵出口较低处增加4分或6分放空阀，并打开放空阀对泵进行排气处理，至到放空阀无气排出并放水带压后，再缓慢开启冷水泵出口，并注意保持出口压力稳定，直到将冷水泵开起来。停循环水泵时与停普通离心泵相同。

6 密封改造效果

403单元循环水泵使用软硬填料组合密封设计后，对大型电机耗能将有一定的节约，节能降耗明显；密封使用寿命长，长期无需更换，降低设备故障率；密封可在线修复，减轻了工人劳动强度和停送电动设备检修的麻烦；不需冷却或冲洗，不泄露，避免介质的无谓流失，使水泵现场5S环境卫生得到改善。

从降低检修成本考虑，由于每年不再对轴套磨损、填料损坏进行维修，更能降低生产维修成本，提高生产的综合效益。软填料可重复使用，用过的软填料用水泡后与新填料混合，可重新使用，又减少了设备材料的库存量。

总之经过细致的运行观察，二循循环水泵使用软硬填料组合密封设计后，不但能保证长周期稳定运行，而且大大降低了维修次数和维修费用，具有很好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 应宝华.CMS―2000软填料的使用与改进[J].南钢科技与管理，2005（1）.

循环水泵篇7

【关键词】高压变频器；节能；工作原理；技术特点

伴随着国民经济的持续发展，能源问题也日益显现，节能问题愈来愈引起关注。据有关数据统计显示：目前全国各类电机年耗电量约占全国总发电量65％，而其中大功率风机、泵类的年耗电量约占工业总耗电量50％。因此，最大限度降低风机、泵类等设备耗电量，进行节能改造具有现实意义。焦煤九里山矿洗煤厂设计年处理能力为90万吨，采用跳汰—浮选—尾煤压滤的联合工艺流程。近几年来，随着各类设备更新改造，设备处理能力相应增加，年处理能力已达到120万吨以上。在完成生产任务的同时，如何有效的降低能耗成为摆在煤矿企业面前的一个新课题。

一、水泵变频调速节能分析

（1）节能改造前的工况。焦煤九里山矿洗煤厂属于独立电网，两台定制的高压开关柜各独立驱动一台高压电动机，水泵为工频直接启动，以恒速方式供水。操作员根据用水需求，通过调节水泵阀门的开度来实现水量调节。水泵及电动机运行在低效率工作区，造成能源浪费较为严重，同时工频直接启动对电动机和电网冲击都很大，并容易造成电机笼条松动、有开焊断条危险。（2）水泵变频调速节能原理。由流体力学可知：流量Q与转速n的一次方成正比，压力H与转速n的平方成正比，轴功率Ps与转速n的立方成正比，即Q∞n，H∞n2，Ps∞n3。当所需要的流量减少，水泵转速降低时，其轴功率按转速的三次方下降。如所需流量为额定流量的80％，则转速也下降为额定转速的80％，那么水泵的轴功率将下降为额定功率的51.2％；当所需要流量为额定流量的50％时，水泵的轴功率将下降为其额定功率的12.5％。当然转速降低时，效率也会有所降低，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。依据水泵工作原理与运行曲线，可以得到图1中的100％转速运行曲线，这条曲线配合水泵在不同流量运行时的特性曲线（阻抗曲线），可以得到在未应用变频调速情况下，使用阀门调节控制流量、压力的特性曲线图。从理论上来看，全流量工作时，采用变频器和阀门调节时，输入的功率一致，其功率为AI0K包围的面积，当水泵运行点由A（100％流量）点移动到B点（80％流量）时，如果采用阀门调节控制时，电动机的功率为BH0L包围的面积，但是采用变频器拖动水泵后，因其特性的改变，其输入功率为EJ0L包围的面积，其节能效果为：BHJE包围的面积。因此，就理论上而言，采用变频器改造水泵后，将会取得很好的节能效果。

基于以上分析，焦煤九里山矿决定对洗煤厂清水循环泵系统进行变频调速节能改造，经考察论证，最后选择焦作华飞电子电器股份有限公司型号为JTDK-GBP高压变频水泵电控系统对两台315kW/6kV循环水泵电机进行“一拖一”改造。

二、清水循环泵系统改造方案

对洗煤厂清水循环泵系统的改造遵循了“最小改动，最大可靠性，最优经济性”原则，此方案的优点是完全保留原有系统配置，在原有线路增加一台馈电开关柜、一台系统切换柜、一台GBP-D-06/031高压变频器和一台TSX调速控制箱，实现新老电控系统各自独立运行，互为备用，并实现本地操作、机旁操作、远程集控三地控制方式。

图2中原有工频系统由两个高压柜组成，每个高压柜内有1个高压隔离开关和1个真空接触器，具有机械互锁和电气互锁，要求不能同时合。进行变频改造后，循环水泵的阀门开度保持全开，基本不需要改变。根据实际所需的水量，由泵房机旁TSX调速控制箱输出2～10V模拟电压信号送给GBP-D-06/031高压变频器，高压变频器通过调节输出频率改变电机的转速，达到调节流量的目的，满足运行工况的要求。当高压变频器需要维护、维修时，配合使用馈电开关柜和系统切换柜，实现变频和工频系统的切换，工频系统完全沿用原有操作方式运行，变频系统完全实现了电气隔离可安全检修。其次，利用GBP-D系列高压变频器强大的通讯功能，通过简单连线和软件设置，可实现在集控中心对清水循环泵系统工况的实时监控。再次，变频改造后电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，没有出现任何冲击电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统、主机及管道的冲击应力，大大降低维护保养费用。

馈电开关柜符合国家标准GB3960《3-35KV交流金属封闭开关设备》及国际标准IEC298的要求，并具有一套完善的性能可靠，功能齐全、结构简单、操作方便的机械式防误闭锁装置，简便而有效的达到两部提出的“五防”闭锁功能。系统切换柜包括变频器隔离开关、工频隔离开关和主电路带电指示器等器件。变频器隔离开关和工频隔离开关为独立操纵机构，两套机构间加装机械互锁，只有工频隔离开关在分闸位置时，允许高压变频器隔离开关合闸，反之亦然。主电路带电指示器用于向操控人员指示主电路带电情况。TSX调速控制箱是焦作华飞电子电器股份有限公司生产具有自主知识产权，具有机旁启停、调速、仪表指示和紧急停止等功能，与GBP-D系列高压变频器配合使用，满足机房机旁控制电动机调速的要求。

三、经济效益

JTDK-GBP高压变频水泵电控系统于2008年5月正式在焦煤九里山矿洗煤厂投运，运行效果良好，达到了改造的目的。根据全国节能计量测试技术服务中心2008年5月29日对JTDK-GBP高压变频水泵电控系统的测试报告，JTDK-GBP高压变频水泵电控系统比原有工频系统用电量降低了34.48％。根据洗煤厂变频改造前的运行记录，清水循环水泵每班工作8小时，耗电为1600KWh，按年工作日为330D，每日工作时间为16H计算，年节电可达：1600×34.48％×2×330≈36.4万度，经济效益十分可观。变频改造以后，循环泵调节阀门一直处于全开状态，对其维护量大大减少。变频启动时电机转速从低速逐渐平稳的升到所需转速，没有任何冲击，电流不会超过额定电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用，延长了电机、水泵寿命。

对焦煤九里山矿洗煤厂清水循环泵系统实施变频改造后，节约了大量的电能，改善了工艺过程，电机实现了软启动，延长设备的使用寿命，减少维修量，取得了预期的效果。“十一五”规划中明确提出了要“突出抓好在电厂等行业中的节能工作”及重点工程“电机系统节能在煤炭等行业进行电动机拖动风机、水泵系统优化改造”。JTDK-GBP高压变频水泵电控系统的推广使用对于建设节约型社会具有重大意义。

参 考 文 献

[1]GBP -D系列高压变频器使用说明书．版本V1.1．2009（5）

[2]王方军，胡令芝．高压变频器在电厂循环水泵上的应用[J]．变频器世界．2012（1）

循环水泵篇8

关键词：立式混流泵；海水循环泵；维护

中图分类号：S611 文献标识码： A

一、海水循环泵的结构形式

二、海水循环泵的关键技术

海水循环泵的另一项关键技术为材质选择，除了电动机架结构为碳素结构钢外，其他部件的金属材料均采用双相不锈钢或超级双相不锈钢。滤网、进水口、叶轮、导叶体、泵轴以及扬水管等大型部件的材质化学成分虽相同，但由于制造工艺差异，各部件所对应的双相不锈钢材质类别也不相同，如双相不锈钢2205即CD4MCu；对应于美国材料试验协会的牌号有ASTMA240、A276、A283、A479和A890等。海水循环泵的滤网可采用线材A240焊接而成，泵轴采用棒材A479制成，扬水管采用板材A276焊接而成，叶轮、导叶体等采用A890铸造而成。对于小部件，如螺栓、螺母和垫片也都采用双相不锈钢材质。

克服材料的因素外，海水循环泵的工艺也是关键技术之一。例如叶轮的工艺环节包括化学成分分析、热处理、力学测试、射线检测、着色渗透以及动平衡等，每个环节要保留详细的技术资料。对于滤网、扬水管和出水弯管等部件，主要考虑焊接工艺，如预热温度控制、焊缝处理、焊后热应力消退以及加工过程中消除残余应力等。

三、系统方案设计

LNG接收站原方案中包括海水泵池设计，海水泵池中水取自-15m处海水，海水水质较好，水温适中。海水通过管道进入海水泵池，经过粗细两道过滤器过滤，除掉大颗粒的泥沙和其他悬浮物，再经过电解海水加氯装置处理杀菌祛藻后进入到各泵内。该海水泵池设计有四台海水泵，抽取海水进入厂内的开架式气化器，通过换热将热量传递给LNG使之气化达到外输条件。此外，海水泵池内还设有海水置换泵，冬季温度极低时开启，使取水口海水内外循环置换，避免结冰。因此，可直接用此海水泵池内的水作为海水源热泵系统的冷热源。

通过海水泵提取海水泵池内的海水进入热泵机组，海水的冷热量通过换热器换热传递给热泵工质，为建筑物供热（冷），换热后的海水经海水排放沟，排放到远离取水口的海底。海水源热泵空调系统主要包括海水循环系统、热泵系统及末端空调系统等三部分，其中海水循环部分由取水构筑物、海水引入管道、海水泵站及海水排出管道组成。由于该系统直接取用厂内海水泵池内的海水，因此海水循环系统仅包括海水引入与排出管道及海水循环泵。该系统的主要设备包括海水泵、热泵机组、水处理装置、风机盘管等。

四、循环泵的维修

1、高性能抗冲刷的防磨材料涂层工艺应用

对于缺失严重叶轮，采用特殊冷焊过渡焊方式将缺损部位进行无裂纹、无变形的冷补焊技术恢复缺损尺寸，然后进行表面打磨靠模修形、车床找正工艺使基体恢复外形轮廓；对叶轮进行表面清洗喷砂，叶轮过流表面采用高频爆震熔射无机非晶-陶瓷，涂层厚度0.5mm（涂层与基体结合度达到70MPa），零件过流面得到整体非晶-陶瓷涂层的保护，所有薄弱环节将得到预保护强化；对非晶-陶瓷涂层进行真空封孔固化处理；对叶轮进行表面刮涂高分子陶瓷涂层，第一层底涂润湿表面，第二层刮涂高分子陶瓷颗粒填麻坑并加强防磨，第三层刷涂高分子陶瓷防护层进一步提高表面的光滑度和抗气蚀冲刷能力，使零件流线型更好，耐磨双层保险；对叶轮配合面尺寸进行测量复查，确认不影响装配，依据为泵厂家的企标；对叶轮进行动平衡处理。

通过特殊冷焊工艺使叶轮的豁口重新恢复原来的轮廓并不产生裂纹，同时保证冷补焊达到冶金结合，补焊部位没有开裂脱落风险；改造泵壳叶轮的表面硬度及抗气蚀性，在原过流件上复合一层无机非晶-陶瓷涂层，该涂层具有无机陶瓷特性，既耐磨又耐气蚀，可以很好地确保叶轮本体不被磨损，叶轮线形轮廓完成，出力效率稳定，同时让叶轮具有循环可修性；改造防护涂层的脱落问题-改用爆震熔射工艺后涂层的剪切剥离强度达到70-120MPa，使涂层没有了脱落风险。

2、叶轮维护

脱硫系统吸收塔浆液循环泵叶轮的维护如果不及时，导致浆液循环泵出力下降，进一步导致400MW以下负荷范围内，增加脱硫浆液循环泵的运行台数，才能维持脱硫效率，直接产生巨大的电耗费用。

3、滤网结构的选择

烟气脱硫浆液循环泵入口滤网的结构主要有半圆柱形、三角形。通过运行情况来看，原三角组合式框架采用碳钢衬胶，相对于半圆柱形滤网结构，网板固定点多，网板受力点分散，其机械强度能够满足滤网固定的要求且有一定优势。半圆柱形滤网截面为半圆形，有流通面积较大的优势。根据喷淋喷嘴口径、浆液品质等系统设计工况选择网孔型式。在保证截流大颗粒杂质的性能下，尽量提高网板通流面积，可以减少滤网堵塞的发生，缓解浆液循环泵气蚀现象的出现，提高浆液循环泵可靠性。因此，将原方孔改为圆孔，从而改善浆液通过性，减少浆液在孔下缘沉积，避免结垢。

循环水泵篇9

关键词：AP1000核电；循环水泵房；深大基坑支护技术；地下工程；支护桩；高压旋喷桩

文献标识码：A 中图分类号：TL353 文章编号：1009-2374（2016）07-0101-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.051

1工程概况

三门核电二期循环水泵房位于核电现场北区，为3&4#机组冷却水系统的重要设施。南侧为已完工的二期重件道路、北侧为已修建的防浪堤、东侧为规划中未开挖的三期泵房。基坑支护范围南北长约130m，东西宽约123m，深约32m。循环水泵房基坑支护及防渗工程采用为防渗帷幕桩形成封闭的止水结构，内部由支护桩、高压旋喷桩、水泥深层搅拌桩、锚索组成的支护体系。

2水文地质条件

循环水泵房位于沿海地区，降水丰沛，暴雨和台风频现。厂区常年地下水位位于＋2m，排洪闸底板面高程为＋1m，地下积水厚3m，淤泥层以上回填石渣层内积具有流通性。厂区地表由碎石回填层组成，主要地层厚度为回填层厚9～12m，淤泥层厚度为14m，黏土层厚度约14～40m。泵房区域基岩西南角埋深为－20m，南侧、东南角和西侧为－25m，西北角为－45～－50m，东侧为－25～－50m，东北侧埋深为－55m。

3工程特点和难点

（1）回填层厚度大，荷载重，渗透性强，地下水流通性高，水位高；（2）淤泥层呈软-流塑状，摩阻力和抗剪强度低，易变形；（3）基坑深，工期紧，近海且旁有重件道路，安全性要求高。

4基坑支护设计

在充分考虑本工程特点和难点的情况下，经过多方论证，确定止水结构采用防渗帷幕桩，内部支护体系由支护桩、高压旋喷桩、水泥深层搅拌桩、锚索组成。

4.1防渗帷幕桩

防渗帷幕桩，设计强度C20，桩径1000mm，桩间距900mm。东西两侧桩顶高程＋3.0m，桩长6m，防渗土工布北侧桩顶高程＋6.0m，桩长9m、13m间隔布置。

4.2支护桩

支护桩，设计强度C30，轴线长度424.8m。桩径1000mm，桩间距1800mm。基坑西侧支护桩桩顶高程0.0m；内侧支护桩桩顶高程－7.0m，南侧运输道路段桩顶高程为－8.5m～－0.5m。西侧支护桩为定长18m，内侧支护桩桩长最长38m或入中风化基岩2m。

4.3高压旋喷桩

基坑北侧的支护桩外侧布置了高压旋喷桩形成重力挡墙，在支护桩内侧的－21.0m标高也布置了高压旋喷桩进行施工通道的地基加固，在帷幕桩与防渗土工布衔接地段布置了高压旋喷桩进行补强。高压旋喷桩桩径1000mm，桩间距900mm，综合置换率70%。高压旋喷桩主要在基坑北侧施工，桩顶高程在－1.0m，支护桩外侧旋喷桩桩端高程－23.0m，坑底施工通道内，桩端高程－45.0m。设计要求保留部分块石层对帷幕桩形成反压。

4.4水泥深层搅拌桩

深搅桩桩径700mm，桩间距600mm，综合置换率80%。桩端高程－18.0m。

4.5锚索

扩径旋喷摩擦型土锚，锚索采用7Φ5钢绞线，旋喷扩径后直径应大于500mm。岩层锚索采用分散压缩型锚索，锚索采用7Φ5钢绞线，钻孔直径130mm。在标高－6.0m以上分为四层锚索，－6.0～－18.0m共分为四层锚索。

5施工要点

场地内土石方首先开挖至＋3.0m（北侧＋6.0m）标高，受堆土场地限制，这一阶段的开挖是分区域掏槽开挖，先开挖西侧，再开挖东侧，之后为北侧及南侧，随着开挖工作面的提高，逐步开始施工帷幕桩。帷幕桩施工完成，形成封闭的干作业环境，随后工序流程：泵房周边的支护桩、深搅桩、旋喷桩、锚索与土方开挖的交叉施工周边支护体系完成，开始内侧支护桩施工锚索、工程桩与土方开挖交叉施工。

5.1深层搅拌桩施工

深搅桩施工采用“两喷四搅”的方式：（1）桩位放样：根据测量控制点和施工图纸用全站仪测放桩位大样，再用钢卷尺测放桩位小样；（2）桩机就位：移动搅拌桩机对中桩位，并用机台木将桩机底盘垫平，保证稳固；（3）水泥浆制备：按试验确定的配合比制备水泥浆。搅拌桩所用水泥浆水灰比控制为0.5，使浆液理论比重不小于1.8；（4）喷浆搅拌下沉：待搅拌机正常运行后，开启灰浆泵，预喷2～3min，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌轴沿导向架边搅拌边下降，到达设计标高后停止供浆；（5）搅拌上升：搅拌轴下沉至设计深度后，为使土体得到充分拌合，应控制搅拌轴的提升速度，搅拌轴缓慢提升至设计桩顶；（6）重复（2）至（5）工序，进行二次喷浆。

5.2高压旋喷桩施工

高压旋喷桩采用“三重管”旋喷注浆：（1）测量放线：按照设计图纸对桩位点进行施放；（2）钻机就位：在钻机就位前应平整场地，清除浅层障碍物，合理布置施工作业的高压泥浆泵、浆液搅拌站、排水、冒浆沟位置，尽量缩短浆泵站与桩孔的距离。钻机要安放在设计的孔位上，机座要平稳，使钻杆头对准孔位中心，同时使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置；（3）钻孔：钻孔选择用工程地质钻机导孔；（4）插管：对于用工程地质钻机导孔法施工时，钻机成孔完毕后，移至下一桩位导孔，高压喷射机具就位后，将喷管插入导孔内缓缓下沉至预定深度；（5）试喷射：旋喷管下钻到设计深度后，必须先试喷，确保一切正常后，方可正式旋喷成桩；（6）喷射注浆：当喷管插入预定深度后，按设计转速原地旋转喷射管，输入按设计要求的水、浆、气流量和压力规定值的水泥浆、水和压缩空气，并按设计要求的提升速度、转速转动提升喷管，进行由下而上的喷射注浆。

5.3锚索施工

旋喷锚索：（1）定位放线；（2）钻机就位；（3）成孔；（4）成孔喷浆：采用合金高压旋喷钻头，钻头侧翼设置多个喷嘴进行高压旋转回转钻进工艺，钻进及提升时均进行喷浆，水泥浆用P.c42.5水泥搅拌，水灰比为0.5，浆液搅拌均匀，随拌随用；（5）锚索加工；（6）锚索安装：旋喷锚杆钻机将加工成品的锚索锚固段顶端钢板通过钢板中间孔套入合金高压旋喷钻头上，然后通过套在合金高压旋喷钻头上的钢板将与钢板焊接的钢铰线及自由段套管一起顶进孔内，顶进深度满足设计要求；（7）腰梁施工；（8）张拉锁定：当锚索注浆强度达到15MPa，进行张拉锁定。岩锚施工：（1）定位放线；（2）钻机就位；（3）钻孔；（4）锚索加工；（5）安放锚索：孔内先用高压风清孔一次，将钢绞线自由段及孔口段外套Φ18的软塑料管，两端用细铁丝扎牢，防止水泥浆渗入。然后放入锚索，锚索外套上定位片使锚索居中，应防止锚索扭压、弯曲，注浆管应随锚索一同入孔，注浆管头部距孔底5～10cm，锚索定位止浆环到达孔口时，停止推送，再检查一遍，排气管是否畅通；（6）锚固段注浆：采用排气注浆，为水泥浆常压灌注，下倾的孔水泥浆由孔底注入，空气由锚索孔排出；（7）腰梁施工；（8）张拉锁定。

5.4帷幕桩和支护桩

帷幕桩为素砼桩，支护桩为钢筋混凝土桩。以下简要介绍钢筋混凝土桩的施工流程，素砼桩则不涉及钢筋笼的制作及安装工序：（1）埋设护筒；（2）桩机就位；（3）桩机试运转；（4）泥浆制备；（5）成孔；（6）嵌岩灌注桩入岩；（7）清孔；（8）终孔；（9）二次清孔；（10）钢筋笼安放；（11）灌注混凝土；（12）桩头的凿除及挂网抹灰；（13）泥浆处理。

6基坑支护监测

根据泵房现场条件，在支护结构上设8个检测断面，对周边环境主要监测重件及北护堤。监测内容：（1）支护桩桩体变形。在支护桩内设测斜管，监测施工过程桩体变形，测斜管底部与钢筋笼同标高；（2）土体深层水平位移。在围护桩外侧土体中布设测斜管，监测土体深层水平位移，测斜管底部进入中风化基岩2m或深度超过基底10m；（3）锚索内力监测，在锚头部位布设测力计监测；（4）支护桩钢筋应力监测，在支护桩不同深度主筋上设钢筋应力计，监测主筋内力，每个标高位置在主筋上各设2个应力监测点；（5）沉降监测。在坑外土体、大件道路、北护堤等设沉降点，监测沉降；（6）北护堤侧土体分层沉降；（7）地下水位监测；（8）对在基坑开挖影响范围内的周边地下管线机建筑物进行调查，并做相应变形监测。监测控制值：桩体水平变形最大值为50mm；土体水平位移最大值为120mm；坑外土体沉降值为120mm；钢筋测力计内力值不超过设计80%，锚索测力计应力不超过110%或者不低于70%；数值不出现急剧变化。

7结语

本工程开挖期间经过严格监测，桩体水平变形、土体水平位移、坑外土体沉降值、变化速率和应力值等均未出现异常变化情况，土体水平位移最大值为87.60mm，桩体水平位移最大值为30.01mm，坑外土体沉降最大值为100.40mm，监测数据均未达到报警值。从监测结果来看，该支护方案很好地解决了基坑开挖期间止水、土体支护结构稳定与安全控制等难题，为后续循泵房施工创造了良好的施工条件，为后续类似地质条件深大基坑施工提供了可行的经验。

参考文献

[1]北京中水科工程总公司．三门核电项目3、4号机组循环水泵房基坑支护及防渗（围堰）工程施工图设计系列图纸[S]．2013．

[2]中国建筑科学研究院．建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

[3]中国建筑科学研究院．建筑地基基础设计规范（GB5007-2012）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

循环水泵篇10

【关键词】热电厂；循环水；热泵；节能

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、前言

随着环境、气候的逐渐恶化，发展低碳经济、促进可持续发展成为人类社会未来发展的必然选择。我国已成为世界上最大的温室气体排放国之一，“节能减排降耗”是“十二五”期间我国社会经济发展的一个重要核心。2009年9月联合国气候变化峰会和12月的哥本哈根气候变化谈判会议上，我国政府明确量化碳减排目标(到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%)，展示了中国在应对气候变化、履行大国责任方面的积极态度。这充分表明我国不再单纯追求经济的增长速度，而是更加强资源的有效利用，关注可持续增长。“节能减排降耗”已被摆在前所未有的战略高度。而提高能源利用率、加强余热回收利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的根本措施。

二、国内电厂余热利用现状分析

在电力、冶金、化工、纺织、采油、制药等行业的工艺生产过程中，往往会产生大量的废热（废蒸汽、废热水等），若不加以利用，不仅造成能源浪费，而且污染环境。目前国内开展余热利用的电厂较少仅有16%左右，余热利用发展空间很大。电厂循环水流量巨大，而且水相对恒定，冬季一般为20～35℃，达不到直接供热要求。若想利用该部分余热，主要采用两种形式的余热利用技术：低真空运行供热技术和热泵供热技术。

1、低真空运行供热技术

中小型汽轮机可以采用低真空运行供热技术，类似于传统的背压机组，可将凝汽器作为热网加热器，直接将乏汽凝汽的潜热释放到循环水中，提高循环水温度（60～80℃），达到了能源的高效利用。该项技术已有很多台机组成熟投运的案例。已投运大型机（200MW以上）组因设计制造、运行环境及材料安全等条件制约，不允许直接采用这种方式进行供热。“NCB”模式、更换低压汽轮机转子等低真空供热技术，需对汽轮机结构做出相应的改造。虽然该项技术理论上实现较灵活，可实现余热高效利用，但实现起来相对困难，综合投入较大，不适合已投运的大容量、高参数的供热机组。

2、热泵供热技术

热泵，利用少量高品位能源驱动压缩机，吸收电厂循环水内的热量，提高热网循环水的温度，这样的供热方式这就是热泵供热技术。热泵由四大部件压缩机、气体冷却器、节流阀和蒸发器组成。制冷工质依次在上述四大部件循环。如图1热泵原理图所示，采用逆卡诺原理，制冷工质蒸发器内通过工质不断的蒸发吸取并带走循环水中的热量，工质经过压缩机压缩后，在冷凝器中将热量释放给热网循环水，节流后的工质回到蒸发器，继续吸热，如此循环达到制热的目的。

图1热泵原理图

通过热泵将电厂循环余热回收进行供暖，可以灵活调整不同用户对供热量的需求转换。此外安装改造热泵对发电厂的热力系统影响也较小，适合已投产的热电联产机组也适合凝汽机组的供热改造。

三、热泵技术用于电厂余热利用的主要形式

从已经调研的热泵余热供改造的机组来看，目前国内热泵有两种应用型式：一是溴化锂吸收式热泵配合加热器的形式进行余热回收，二是跨临界二氧化碳水源热泵技术。

1、溴化锂吸收式热泵

吸收式热泵（即增热型热泵），通常简称AHP(absorption heat pump)，它以蒸汽、废热水为驱动热源，把低温热源的热量提高到中、高温热源中，从而提高了能源的品质和利用效率。

溴化锂吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵（冷剂泵、溶液泵）和其他附件等。它以蒸汽为驱动热源，在发生器内释放热量Qg，加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。 冷剂蒸汽进入冷凝器，释放冷凝热Qc加热流经冷凝器传热管内的热水，自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。 冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内低温热源水的热量Qe，使热源水温度降低后流出机组，冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽，进入吸收器。被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋，吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽，并放出吸收热Qa，加热流经吸收器传热管的热水。 热水流经吸收器、冷凝器升温后，输送给热用户。

2、二氧化碳压缩式热泵

二氧化碳压缩式热泵使用了环保的自然制冷剂,对大气臭氧层无破坏作用,温室效应很小,是R410A的1/1730,R22的1/1700,R407C的1/1600,R134A的1/1300。其次,它的跨临界热泵循环制热性能系数高,目前产品的实际值已达到419以上。第三,它的出水温度高,可达到90℃,特别适用于热水器各种温度的需要。而常规制冷剂的热泵热水器只能达到55℃左右。第四,有效利用夜间低价的低谷电力,将制取的热水保存在贮水箱中,供全天24小时使用,显著降低运行费用。跨临界二氧化碳水源热泵机组，其基本原理：低温气态制冷剂CO2由压缩机吸气阀经压缩机压缩，变成高温高压CO2气体，然后进入气体冷却器将热量传递给供暖水产生供暖热水，从气体冷却器出来的CO2气体，流经节流降压后变成低温低压液态CO2进入蒸发器。

四、热泵系统设计方案

图2为吸收式热泵在电厂回收余热的应用。汽轮机凝汽器的乏汽原来通过循环水经双曲线冷却塔冷却后排放掉，造成乏汽余热损失，而循环水由26℃经凝气器后温度升为30℃。现采用吸收式热泵，以30℃的冷却水作为低温热源，以汽轮机抽汽作为驱动热源，加热50～80℃左右的采暖用热网回水，循环冷却水降至26℃后再去凝汽器循环利用。这样可回收循环水余热，提高电厂供热量，即提高了电厂总的热效率。

图2系统图

1、蒸汽及凝结水系统。蒸汽系统为溴化锂吸收式热泵机组提供驱动热源，同时为热网加热器提供热源。如某项目2×300MW机组，汽轮机抽汽一部分供热网加热器，另一部分经减温减压后为溴化锂吸收式热泵机组提供驱动蒸汽。凝结水采用闭式回收系统，回收热泵和热网加热器的凝结水，凝结水通过凝水泵打回电厂除氧器。

2、电厂循环水（余热水）系统。电厂循环冷却水（余热水）经加压泵打入热泵机组，经热泵吸热后再返回冷却塔的系统。余热水取水时采用两路并联，为了便于管理和计量，在使用时只从一台机组取出，经热泵机组吸热后，回到对应的冷却塔。溴化锂热泵机组从余热水中提取热量，使余热水由35℃降至27℃。

3、热网循环水系统。热网循环水系统是将热力网回水加温加压到满足热力网供水参数的系统。城市热网的回水经过除污器从溴化锂热泵机组吸热，将城市热网回水由50℃提高至85℃。再通过热网循环泵加压后进入热网加热器，将水温从85℃升高到110℃，向外供热。

4、补水系统。补水系统为热网提供补充水。根据热网循环水量设置一条补水管线，正常补水时，由化水车间来水进入软水器软化后经除氧器除氧，除氧水经补水泵打入热网回水管。软化水一支为补水箱供水,在事故状态，除氧水不能满足补水量要求时，将补水箱的水直接打到热网回水管。补水系统兼做定压系统。

五、热泵的影响

如果以循环水温度2820℃的边界条件，那么热泵只是充当了冷却塔的角色，只要将循环水水量和温度调整好，运行稳定后，就不会对汽轮机产生任何实质性的影响。由于热泵负责的温度区间处于最低段，所以整个供暖季中，不论初末期还是尖峰期，热泵均处于全负荷运转工况，所以也不必担心负荷变化造成的循环水温度波动。如果以循环水温度3527℃的边界条件，在引入热泵后，需调整汽轮机背压，提升循环水温度。本方案的供暖面积不变，抽汽量降低，排汽量上升，发电量增大。为不增大发电量，就会略降低主蒸汽流量，从而减少了燃煤量。如果是要实现供暖面积扩容，供暖负荷增大，汽轮机的工况也产生相应变化。

六、热泵系统节能性分析

如某项目两台300MW供热机组，设计热网额定供水量为11000 t/h，设计供水温度130℃，设计回水温度70℃。供暖面积约1100万平方米，峰值负荷为484MW(1742.4GJ/h)，耗汽量约800t/h。热泵机组进出水温度为50℃和85℃，能效比1.65，热网加热器进出水温度为85℃和130℃。按最大热负荷计算，热泵系统相关参数计算如下：

热水管网流量：

484×3600÷4.18÷（130-50）=5210t/h；

热泵机组供热负荷：4.18×5210×（85-50）÷3600=211.7MW；

热网加热器供热负荷：4.18×5210×（130-85）÷3600=125.22MW；

热泵机组驱动蒸汽供热负荷：211.7÷1.65=128.3MW（折合蒸汽183.3t/h）；

从余热水回收供热负荷：211.7-128.3=83.4MW（折合蒸汽119.14t/h）；

占总热负荷484M（折合蒸汽691.4t/h）的17.23%年回收余热：1742.4GJ×17.23%= 300.22GJ（折合标10244t）

可见吸收式热泵机组全年运行回收的余热折合标煤10244t，不仅经济效益明显，而且满足用户供热需求的同时，减少对环境的污染。

节水量计算：

1台机组满负荷时，冷却循环水量约为33600t/h，冷却塔设计补水量为672t/h。热负荷余热水量为5210t/h，占循环水量的15.5%，这部分水不需要回冷却塔去散热，而直接回水池，减少了回冷却塔的蒸发和风吹损失，

按减少损失80%计算，节水量约为672×15.5%×80%=83.33t/h，整个采暖期节水量约为23.99万吨。

七、结束语

通过采用热电厂循环水热泵供热技术对循环水余热的回收，在新增供热的同时，无需消耗新的能源，不产生烟尘、SO2和NOx等污染物，从而改善了环境空气质量，不产生温室气体CO2，降低温室效应，具有可观的环境效益。改善供热质量，有助于提高人民生活水平，具有良好的社会效益。由于免建供热锅炉房，节省了再建锅炉房投资，可免去土地征购费和每年的运行费用，并节约用水和用电，节省维修资金等具有良好的节能效益，经济效益显著。

如上所述，采用热泵技术，可为节约能源和改善环境做出贡献，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。热电厂循环水热泵供热技术的推广及实施，符合国家的节能减排政策，也是应对全球气候变化的需要。

参考文献