定速泵与调速泵在给水系统中的技术经济分析0

定速泵与调速泵在给水系统中的技术经济分析

定速泵与调速泵在给水系统中的技术经济分析 2011年12月09日 来源： 贺 鹏1，黄振霞2（1．河北省电力试验研究所，河北　石家庄　050021；2．河北热电有限责任公司，河北　石家庄　050041）1　定速泵与调速泵的工作原理和特性　　当泵安装在一定的管路中工作时，实际的工作状态不仅取决于泵本身的性能曲线，还取决于整个管路的特性曲线。这2条曲线的交点决定了泵在管路系统中的运行工况。在管路特性曲线相同的装置系统中，对于不同的泵，其工作点是不同的。定速泵和调速泵的工作点就有很大的差别，从而使流量、扬程、效率不同。　　定速给水泵在给水系统中一般为离心式，其工作原理是利用旋转产生的离心力使流体获得能量。它是通过一定功率的电动机带动泵以一定转速转动，使流体得到一定的压能和动能。调速给水泵（以YT62型液力偶合器为例）有一特殊件—液力偶合器。它是安装在原动机（电动机等）与给水泵之间的转动件，以液体的动能来传递动力的液力传动装置。其工作原理是：在主动轴端部有1个泵轮，在从动轴上与主动轴相对的一端有1个涡轮，泵轮与涡轮间保持一定间隙，两者形成1个腔型，称为循环圆。当原动机带动主动轴旋转，工作液体便在泵轮中获得能量，并以一定的速度从泵轮甩出，冲向涡轮，将能量传递给涡轮，从而带动被动轴旋转，实现了动力的传递。　　循环圆中工作油的循环只有在泵轮和涡轮处以不同的转速（存在滑差）即存在离心力差时，才能保持循环。在额定运行条件下的滑差≤3％，只要改变循环圆中的油量，即改变充油量，就能调节从动轴的转速和传递功率，实现无级调速。2　定速泵、调速泵的技术经济性比较　　河北热电有限责任公司八期技改工程为2台200 MW双抽供热机组和4台410 t／h的循环流化床锅炉，每2炉1机为1个单元，计划每个单元设置铭牌出力为440 t／h，扬程为1 400 m的2台调速泵和1台定速泵。下面比较当系统中定速泵（或调速泵）单独运行、2台定速泵（或2台调速泵）并列运行、1台定速泵与1台调速泵并列运行的状况。2．1　定速泵（或调速泵）单独运行　　　　改变泵本身性能曲线的方法有变速调节、动叶调节和汽蚀调节。改变管路特性曲线的方法主要有出口节流调节、入口节流调节，而最普遍采用的调节方式是出口端节流调节，它是利用改变阀门开度来进行调节的方式。一般定速泵为出口端节流调节，调速泵为变速调节。　　汽轮机允许的冷、温、热态启动的主蒸汽参数和带至410 t／h负荷的时间要求见表1。锅炉冷、温、热态启动参数的划分和带至满负荷时间见表2。　　　　从表2可以看出，锅炉的启动时间较长，而且将锅炉的负荷带至410 t／h的整个提压过程按机侧的要求是逐步达到的，也就是说在这个过程中如果采用调速泵可以仅仅靠改变转速就能满足机炉的启动要求。从调速泵特性曲线可看出，流量在120～450t／h时对应的扬程可根据炉的逐步升温升压从800m（或者更低）提升到1 400 m，而不需要调节给水调节阀。如此时采用定速泵，则需长时间的节流给水调节阀去满足所需的流量，因此耗费较高的能头。 　　从图2可看出流量从120～450 t／h，对应的扬程为1 680～1 430 m，多余的能头被给水调节阀消耗掉，见式（1）：式中　N———电机消耗的功率，k W； g———重力加速度，m／s2； Q———质量流量，kg／s； H———扬程，m；　　η———泵的效率，％。　　可以看出，在其他参数一定的情况下，功率N和扬程H是成正比的。由于调速泵可以在管路特性曲线不变的情况下仅通过改变转速就可达到机炉启动要求，因此其节能效果是显著的。如在120 t／h时，调速泵可比定速泵省一半的功率。2．2　泵的并联运行　　泵并联的目的是在压头相同时增加流量，图3为2台泵并联工作时的性能曲线，图3中曲线a为2台同性能泵单独运行的性能曲线，并联性能曲线a′是将单独的性能曲线的流量在扬程相等的条件下叠加起来得到的。由此再画出共同管路特性曲线b与泵的并联特性曲线的交点C，即并联工作时的工作点，此时流量为QC，扬程为HC。并联工作的特点是：扬程彼此相等，总流量为每1台泵（同性能泵）输送流量之和

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