超臨界機(jī)組鍋爐給水泵的結(jié)構(gòu)分析

超臨界機(jī)組給水泵,超臨界機(jī)組鍋爐給水泵

    由于超臨界機(jī)組的單機(jī)容量較大和機(jī)組參數(shù)的提高，所以對(duì)超臨界機(jī)組給水泵的要求就進(jìn)一步提高，即要求給水泵安全可靠、效率高、可控性好、檢修時(shí)間短。目前世界上超臨界機(jī)組給水泵均為雙殼體筒形、多級(jí)離心泵，而不采用或很少采用單殼體多級(jí)離心泵。筒形給水泵的外殼體可*性焊在給水管路上，內(nèi)泵(即泵芯)為可抽式。該超臨界機(jī)組鍋爐給水泵適用于高壓和超高壓，適用于熱沖擊，適用于機(jī)組負(fù)荷的變化。泵筒體為水平中心支撐，設(shè)有剛性強(qiáng)的單獨(dú)底座或共同底座。給水泵的高壓端密封一般采用金屬纏繞墊密封。大螺栓的拆裝一般采用規(guī)定的力矩扳手或電加熱裝置，方便可靠。葉輪與泵軸為過盈配合，以鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩，軸為剛性軸。雙殼高壓給水泵的內(nèi)泵，目前上超臨界機(jī)組給水泵有兩種結(jié)構(gòu)型式：一種是內(nèi)泵為蝸殼軸向剖分中開式結(jié)構(gòu)制造技術(shù)(圖1一11)；另一種是內(nèi)泵徑向剖分多級(jí)節(jié)段式結(jié)構(gòu)．內(nèi)泵為渦殼式軸向剖分高壓給水泵。多年運(yùn)行證明，該泵特別適用于高壓或超高壓鍋爐給水，并能在可變負(fù)荷下安全可靠運(yùn)行；允許頻繁起動(dòng)和冷態(tài)起動(dòng)，能承受熱沖擊，且間隙磨損很小。主要由外筒體、泵蓋、內(nèi)蝸殼、轉(zhuǎn)子、軸承五大部件組成。

 內(nèi)泵(泵芯)為蝸殼式軸向剖分給水泵與徑向剖分節(jié)段式給水泵比較，主要優(yōu)點(diǎn)如下：

 1)蝸殼式超臨界機(jī)組給水泵在一個(gè)較寬的流量范圍內(nèi)具有率，并旦性能曲線平坦(見圖1—12)。這對(duì)于大功率且流量經(jīng)常調(diào)節(jié)，而要求出口壓力變化比較小的高壓給水泵是一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。

    2)蝸殼式超臨界機(jī)組給水泵允許有較大的分水角間隙，而不影響泵的水力性能。從水力學(xué)角度看，減小了泵在非設(shè)計(jì)流量時(shí)的不穩(wěn)定性，其產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)級(jí)也低。

    3)蝸殼內(nèi)喉部隔舌可減小高速液體的沖蝕，并減輕磨蝕損壞后的影響。

    4)試驗(yàn)表明，蝸殼式超臨界機(jī)組給水泵對(duì)蝸室內(nèi)葉輪位置的軸向偏移并不特別敏感。這與多級(jí)導(dǎo)葉式擴(kuò)散的多級(jí)泵比，也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

    5)超臨界機(jī)組給水泵泵芯是由上、下兩個(gè)*相同的鑄造的半蝸殼組成，只需要用輕載荷螺栓把緊，所以很容易拆卸和組裝。與節(jié)段式多級(jí)泵相比，裝配檢修時(shí)間較短。

    6)雙蝸殼對(duì)稱設(shè)計(jì)提供了可將轉(zhuǎn)動(dòng)部件(轉(zhuǎn)子)的撓曲偏差，加到下部蝸殼上的可能性，因?yàn)楸幂S是在撓曲狀態(tài)下運(yùn)行的。這樣就可保證所有的轉(zhuǎn)動(dòng)間隙保持必要的同心性，提高了高速泵運(yùn)行的可靠性。

    7)所有的轉(zhuǎn)動(dòng)部件整體組裝高速動(dòng)平衡后，不需拆卸轉(zhuǎn)子零件，直接放人下蝸殼內(nèi)，然后即可裝配上蝸殼，保證精度，省時(shí)可靠。

    8)在緊急情況下，轉(zhuǎn)子部件可以迅速?gòu)奈仛?nèi)吊出并裝上備用轉(zhuǎn)子。且徑向、軸向間隙易于測(cè)量，維修容易且時(shí)間短。

9) 圖1—13示出葉輪布置方式。蝸殼式內(nèi)泵轉(zhuǎn)子上的葉輪是采用背靠背相對(duì)放置的，其結(jié)果使泵在運(yùn)行中產(chǎn)生的水推力(即軸向力)得以自相平衡，并且首級(jí)葉輪采 用雙吸葉輪，而不需要采用一個(gè)小間隙、高壓降的易于產(chǎn)生事故的平衡裝置(如平衡盤或平衡鼓)。考慮殘余軸向力的存在和轉(zhuǎn)子的軸向定位，而設(shè)置了承載能力相 對(duì)低的推力軸承，這樣使給水泵有較高的安全系數(shù)。

  10)因?yàn)檩S向推力通過相對(duì)布置的葉輪組達(dá)到了平衡，泵的zui大壓力通過轉(zhuǎn)動(dòng)間隙集中在轉(zhuǎn)子中心部位和吐出側(cè)壁，這些壓力約為總壓頭的50％；而轉(zhuǎn)動(dòng)間隙是均勻的，每單位長(zhǎng)度的壓降相等。因此在正常磨損時(shí)，小的區(qū)域內(nèi)不會(huì)有大的壓降，即所有間隙中磨損機(jī)會(huì)均等，故保證了泵的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

    11)由于蝸殼式內(nèi)超臨界機(jī)組給水泵是由上、下*對(duì)稱的兩個(gè)半蝸殼組成(圖l一14)，蝸形隔舌成180。定位。泵在運(yùn)行中產(chǎn)生的徑向力得以自相平衡，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子運(yùn)行的穩(wěn)定性。

    12)采用背靠背葉輪的蝸殼式超臨界機(jī)組給水泵，可在轉(zhuǎn)速6000～10000r／min下可靠運(yùn)行，進(jìn)而滿足了超臨界、超超臨界火電機(jī)組對(duì)超高壓給水泵(一般出口壓力在29～40MPa)的需要。

    13)抑制蝸殼式內(nèi)泵壓力脈動(dòng)的設(shè)計(jì)。在多級(jí)泵水力設(shè)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)葉輪的葉片和靜止壓力擴(kuò)散器(如節(jié)段式泵的導(dǎo)葉和蝸殼泵的隔舌)之間的間隙，一定要加以選擇，使泵的壓力脈動(dòng)幅度為zui小。試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行表明，足夠的葉輪出口與擴(kuò)圖1—14徑向力自動(dòng)平衡散器的間隙，是為了確保防止較大的壓力脈動(dòng)而導(dǎo)致泵的振動(dòng)或材料的疲勞損壞。

壓力脈動(dòng)量是泵的壓頭和分水角問隙的一個(gè)函數(shù)。對(duì)于一個(gè)高揚(yáng)程、高轉(zhuǎn)速的泵，需要一個(gè)較大的分水角間隙，蝸殼式多級(jí)泵與節(jié)段式多級(jí)泵相比，更易于實(shí)現(xiàn)。

    博禹的超臨界機(jī)組給水泵具有如下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：①葉片數(shù)全部采用奇數(shù)，葉輪采用精密鑄造。②葉輪葉片端部在吸人口和吐出口準(zhǔn)確布置(即的節(jié)距)。③葉輪吐出口 面積的控制。④葉片端部在葉輪邊緣處的過渡(即對(duì)葉片要進(jìn)行修正)。⑤葉輪在泵軸上交錯(cuò)安裝。⑥上、下蝸殼之間成180。定位，并在泵軸向水 平中心兩邊對(duì)稱。⑦雙渦室的過水?dāng)嗝娣e對(duì)稱。⑧根據(jù)壓力脈動(dòng)等級(jí)，正確控制分水角間隙。⑨轉(zhuǎn)子部件的合理安裝，使葉輪在蝸殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)具有同心性。⑩葉輪前后密封環(huán)整體鑄造。

    14)平衡機(jī)構(gòu)。超臨界機(jī)組給水泵在運(yùn)行中產(chǎn)生的軸向推力，必須加以平衡，才能保證轉(zhuǎn)子的軸向定位并穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于并列布置葉輪的轉(zhuǎn)子，需要設(shè)計(jì)平衡裝置，一般采用平衡盤或平衡鼓結(jié)構(gòu)。德國(guó)KSB公司生產(chǎn)的CHT系列給水泵，采用的是雙平衡鼓+推力軸承；瑞士suLzER(蘇爾壽)公司的HPT系列給水泵，采用的是平衡鼓+推力軸承。雖然平衡鼓機(jī)構(gòu)與平衡盤結(jié)構(gòu)比，有平衡靈敏等優(yōu)點(diǎn)，但仍存在密封間隙小，水力效率低、易于產(chǎn)生故障的缺點(diǎn)。博禹的超臨界機(jī)組鍋爐給水泵，轉(zhuǎn)子上的葉輪是相對(duì)布置的，同時(shí)首級(jí)采用雙吸葉輪，泵運(yùn)行中產(chǎn)生的軸向力得以自動(dòng)平 衡，而不需要設(shè)置易于產(chǎn)生故障的平衡裝置。在非驅(qū)動(dòng)端設(shè)計(jì)一個(gè)承載能力較低的推力軸承，這種結(jié)構(gòu)的高壓給水泵，在高溫、高壓(或超高壓)及頻繁起停的情況 下，是平穩(wěn)可靠的。特別是對(duì)超臨界和超超臨界大容量的超臨界機(jī)組鍋爐給水泵，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。

需要了解超臨界機(jī)組鍋爐給水泵的型號(hào)參數(shù)可以訪問：高壓鍋爐給水泵

溫度180度以內(nèi)可以選用：蒸汽冷凝水循環(huán)泵

溫度150-400度可以選用：高溫往復(fù)泵