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华能济宁热电厂循环水泵节能改造方案一、目前运行情况华能济宁热电厂装有两台30MW汽轮发电机组，每台机组循环水由两台沅江48P－30型离心循环水泵提供。#1、#2机循环水泵设计扬程为H＝21.5m，设计流最为Q＝l8000m3／h，设计转速为370r/min，设计轴功率为1239.9KW，配用电动机为YL1600—16/2150型电机，其额定功率为1600KW，额定电流为200.5A。我厂#1、#2机从发电至今，已运行6年多，由于水泵性能未达到设计要求，从而导致全年均以两泵一机方式运行，且夏季凝汽器真空偏低，影响我厂的经济运行。所以，很有必要对该型循环水泵进行增流节能技术改造，以大幅度提高其运行效率和流量，争取夏季单机两泵运行，以提高凝汽器真空；冬季单机单泵运行，一方面能很好地维持凝汽器真空，另一方面大量节约厂用电。据此，委托中国水利水电科学研究院水力机电研究所对我厂#2机两台循环水泵进行增流节能技术改造。二、关于实施改造的厂家的情况中国水利水电科学研究院水力机电研究所是我国专门从事水泵水轮机研究的大型专业研究单位，具有国内一流的模型试验台，技术水平处于国内领先地位，离心泵的技术属国际先进水平，技术储备力量雄厚。该研究单位在水泵的设计方法和加工工艺上均比其它改造单位先进，尤其对于大型水泵（如循环水泵），其不是直接选用定型产品，而是“量体裁衣”，即根据具体的使用条件来专门设计制造，从而可以实现运行效益的优化；而且在对老泵型改造时，还特别研究了新叶轮与目前常用水泵泵壳之间的水力匹配性能，因而只需更换泵轮及密封环即可完成对老泵的技术改造。从而达到节能抗蚀的目的，而泵壳、进出水管、轴及电机等均不需改动。其特点是投资少，见效快，效果好。目前，已使用该项技术完成了国内近三十座泵站的大中型水泵技术改造，均取得了重大节能抗蚀效益。已成功进行技改的主要泵型有：流江48P－351IA、沅江48P－30、沅江48P－28IC、沅江48I—26II、沅江48P－25、沅江48I—22、沅江48P－20I、沅江48I－20IC、湘江56－23A、48Sh－22、32sh—19、32SA—19、24sh—19A、20Sh－19A、20SA—22、14Shl3、12SH－6、黄河1200S24A、800S24、800S16I、500S35、300S58A、200S63A、KS2700－130、700LZ－25等。根据中国水利水电科学研究院水力机电研究所对我们提供的有关资料以及我们从报刊杂志上所看到的一些文章上，我们了解到：该项技术已在内江发电总厂、南昌发电厂，漳平发电厂、衡水发电厂、贵溪发电厂、西柏坡发电厂、军粮城发电厂、兰州第二热电厂等电厂的100MW—300MW汽机配用的沅江立式循环泵改造上应用。对此，我们对西柏坡发电厂，衡水发电厂，军粮城发电厂和南昌发电厂等四家电厂进行了电话调研，选择上述四家电厂的目的是其循环水泵与我厂的循环水泵泵型相同或相近，改造的厂家均为中国水利水电科学研究院水力机电研究所。我们首先询问的是衡水发电厂和西柏坡发电厂（两厂循环水泵型号均为沅江48P—35ⅡA），其中，衡水发电厂改造了两台泵，西柏坡发电厂改造了四台泵（有一台泵本月刚改造完成）。上述两厂改造的目的是通过采用高效叶轮，以提高泵的效率，从而达到降低泵的电机电流，从结果看，泵的流量增加了2000多吨，而电机电流降低了10A，他们认为，通过改造，“取得了很可观的经济效益”。之后，我们询问了军粮城发电厂，该厂与我厂循环水泵的型号和所配的电机完全相同，军粮城发电厂已经改造了三台泵，第一台泵改造时，采用大幅度增加流量的方法（即增加水泵轴功率），改造完工后，流量增加到22600T/H，而电机出现过载现象，后又将叶轮车去一部分，使流量达到20000T/H左右，解决了电机过载现象；第二台泵改造时，一方面采用增加流量的方法，另一方面又将电机改为双速电机（370/330r/min），于去年11月份改造完工后，流量增加到21000T/H左右，电机电流在180A以下，并且实现冬季和夏季泵在两个转速下工作；第三台泵改造时，将泵的流量增加到19000—20000T/H左右，电机电流略有增加。南昌发电厂对循环水泵的改造也非常成功，其改造的方法是既大幅增加了流量，又增加了电机电流。我们从电话询问的结果看，几个电厂对循环水泵进行的技术改造，均改造很成功，取得了重大经济效益，节能效益可观。据此，我们认为，该研究单位目前已经具备对我厂循环水泵实施增流节能改造的技术条件。三、循环水泵技改方案我厂循环水泵实际运行中,其电机电流仅为150A左右，存在大马拉小车的情况，再加上泵的效率较低，因而，其增流节能潜力很大，我们所希望的改造结果是：既要大幅度提高泵的效率，又要大幅度提高泵的流量。1、#2机循环水泵流量分析按照厂部指示，我们从凝汽器内部换热的角度计算出#2机循环水量值（G，T/H）如下：我们以2007年2月26日运行报表为依据，因当时机组负荷在300MW，选取14：00—20：00时间段内的平均循环水温度，平均排汽温度为计算数据，已知数据如下：平均循环水进口温度tw1=21.8℃,查水汽图表，其焓值为:tw1=91.524KJ/Kg平均循环水出口温度tw2=32.85℃,查水汽图表，其焓值为:tw2=137.698KJ/Kg凝汽器内汽轮机平均排汽温度：tn=45℃，查水汽图表，其饱和蒸汽焓值为：h”=2582.9KJ/Kg，其饱和水焓值为：h’=188.35KJ/Kg汽轮机排汽干度为：х=0.92按夏季额定工况，补水率为2%时，凝汽器内汽轮机平均排汽量：Dn=610.46T/H当不考虑凝汽器内换热损失及其它排汽量时：则：Dn（h”—h’）*х=G（tw2—tw1）将上述数据带入上式，得：#2机进入凝汽器的平均循环水量G=29126.0T/H如果我们除去锅炉密封水、水冷器、冷油器的冷却水等水量，则单台循环水泵的流量为15000.0T/H左右。2、水科院对我厂#2机循环水泵的性能分析：（1）、循环水泵实际扬程：19m（2）、循环水泵实际轴功率：1113.2KW（3）、循环水泵实际流量：15066m3/h（4）、循环水泵实际效率：0.7我们从以上分析计算结果表明：我厂#2机所配的两台沅江48P－30型循环水泵的实际性能远未达到其产品样本规定的性能指标，且其运行范围严重偏离设计工况。3、技改目标我们对#2机两台循环水泵进行增流节能改造的目标是在保证原电机不超功率的情况下，通过提高水泵效率，并且略有增加水泵的轴功率，使水泵的抽水量大幅度提高，从而达到提高凝汽器真空和节省厂用电的目的。技术改造后，由于泵流量要大幅度增加，扬程也要相应提高。因此，循泵技改后两台泵同时运行，应达到如下性能：流量：Q≥21000*2≥42000T/H，扬程：H=20m效率：η=85%轴功率：Nt≤1345.1KW,(以电机电流控制在180A以下为准.)4、改造后的经济分析：我们对#2机两台沅江48P－30型循环水泵进行增流技术改造后，如能达到上述预期目的，即扬程H=20m时，两泵并列运行时，单台泵流量Q≥21000m3/h，则每台泵比改造前流量可增加约6000m3/h，效率可达到85％。如果在冬季五个月的运行时间里，由原来两泵一机运行变为一泵一机运行，与目前相比，可节电5×30×24×（2×1113．2－1345．l）=3172680kwh．按平均0.06元／kwh计算，可产生节电效益190360.8元。在其它季节开两泵运行时，由于流量大幅度增加11000T/H左右，肯定会明显提高凝汽器真空值，从而产生节煤效益。但还需要终合考虑泵流量增加所产生的效益和泵电机电流增加而多耗功率的关系(虽然电机电流增加不大)。由于目前有些参数还无法确定，暂时无法用理论方法计算其经济效益，待改造后，我们将以试验的方式来最终定量地分析改造所产生的经济效益。最后，还应考虑到，由于我厂#2机循环水泵已运行10多年，其叶轮已出现汽蚀坑点，口环间隙增大等，将旧叶轮改造为新叶轮，肯定是划算的。5、技改措施经与中国水利水电科学研究院水力机电研究所共同协商，并经厂部开专题会决定：本项目采用以中国水利水电科学研究院的高效水泵新技术为基础，通过对水泵过流部件的优化设计并利用高精度模型试验研究开发出的新型水泵叶轮，配以现代化的加工方法及工艺。通过采用只更换沅江48P－30型水泵叶轮，而电机、泵壳、管路等均不变的技改方法，达到大幅度增加水泵流量或明显降低水泵能耗的目的。6、改造后现场试验验收本项目完成后，由中国水利水电科学研究院水力机电研究所派人协助大坝发电厂一起对技改后的水泵做现场性能试验工作。试验采用GB3216-89《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》中C级标准进行，试验完成后由试验双方共同出具试验报告。四、泵改预算费用按中国水利水电科学研究院水力机电研究所设计，泵轮采用不锈钢材料制造，泵壳密封环在电厂提供的原泵密封环基础上改制。叶轮制造采用铸焊结构制造，严格按IEC497（1976）的要求进行成品泵轮的质量检查。单台循环水泵技改的费用为28.8万元，两台循环水泵技改总费用为57.6万元。现场试验费为6万元，包括购置一些仪器。参考文献：GB3216-89《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》《工程热力学》高等教育出版社沈维道蒋智敏等编著