高参数锅炉给水泵的抗汽蚀性能设计.pdf

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1、·18·小番柱采2016年第4期高参数锅炉给水泵的抗汽蚀性能设计向林(中国成达工程有限公司，成都；610000)摘要：现代大容量火电机组锅炉给水泵面临越来越严苛的工作条件，其汽蚀安全性成为装置工程设计的重点。本文分析锅炉给水泵入口吸水条件，针对运行过程中的极端工况，用建立数学模型的办法计算出危险工况下给水泵对装置有效汽蚀余量的要求值，据此完成低压给水管路设计和已有管路条件下的给水泵的汽蚀安全校核计算。关键词：火电厂用泵锅炉给水泵有效汽蚀余量必需汽蚀余量暂态中图分类号：TH311文献标识码：A式中NPSH一泵入口处的有效汽蚀余量引言△日-_一取除氧器底部标高一给水泵安装中心标高

2、，除氧器水箱水位则为计算裕量现代火力发电机组向着大容量、高参数方向∑广一除氧器水箱至给水泵入口管路之间的发展，该类机组在节能减排方面效能明显。作为压力降，计算压降的流量取汽轮机阀火电厂最重要的辅机，锅炉给水泵的参数也相应门全开VWO工况时的给水流量，也增大，并且伴随着机组工况的复杂性，其运行可即给水系统可能出现的最大流量。在靠性也越来越成为整个发电机组稳定运行的关键计算了沿程阻力和局部阻力之和之因素。由于工作介质是高温饱和水，常规1000后，可再加10％的附加裕量。MW机组锅炉给水温度达到200oC，所以抗汽蚀性需要说明的是，上述公式假定除氧器内饱和能是锅炉给水泵在装置设计过

3、程中必须重点考虑水温度等于泵人口水温，在稳态工况下，该假定的问题。本文分析锅炉给水泵在运行过程中装置是合理的；但在除氧器工况急剧变化的条件下，汽蚀余量NPSH．、泵必需汽蚀余量NPSH的计算和该假定并不成立，除氧器变工况将在下文讨论。裕量的确定，特别是在极端工况下对汽蚀安全性的校核计算，据此完成低压给水系统(除氧器至锅2高温给水必需汽蚀余置的炉给水泵人口以前)的合理设计和泵组的合理布热力学修正置、选型，确保锅炉给水泵装置的安全运行。高温饱和水的汽蚀机理和常温清水存在一定1装置汽蚀余量的确定差异。高参数锅炉给水泵内汽蚀的产生和发展存在滞后现象，并且随着水温的升高，滞后增强01。

4、这是在稳态运行工况下，除氧器内的工作压力为因为给水在泵内汽化时，需要从周围的水中吸取对应给水温度的饱和压力，所以锅炉给水泵人口热量，导致周围的水温降低，其汽化压力也相应的有效汽蚀余量等于锅炉给水从除氧器到泵人口降低，从而阻碍汽蚀的进一步发展。同样，泵内之间所获得的静压头，即除氧器安装高度至泵中高压区的汽泡凝结溃灭时，需要放出热量，使周心线高度差减去沿程的管道及滤网等管件的阻力围的水温升高，使其周围水的汽化压力相应升高，损失。即，进一步阻碍了汽泡的溃灭。由于水的热力学性质，NPSH．=△H—Zhf(1)上述阻碍效应随着水温的升高而更甚。高温下汽2016年第4期小番柱采·l9·泡

5、的密度比低温条件下大得多，比如180℃的水蒸(1)计算出来的NPSH值，一般比前置泵的NPSHr值汽密度是30℃时的150倍，高温下汽泡发展的传大—倍以上，具有足够的汽蚀安全裕量，汽蚀f生能有热量也就大得多，这会降低周围水的温度，从而阻保证。碍了汽化的进一步发展。4．2变工况校核此外，高温水具有一定的可压缩性，在泵入口低压区形成的汽泡不仅要克服水压力，还要克服一除额定工况外，电厂运行中锅炉给水泵会经常定粘性力和表面张力，汽泡早期的扩展也存在一定经历一些变工况，变工况条件下的汽蚀安全性是装阻力闭。置设计的重点。所以，准确的高温水有效汽蚀余量应该在泵厂1)2x50％主给水泵单台泵

6、跳闸工况，另一台常规清水试验结果的基础上进行热力学修正，减去泵超流量运行工况。此工况下，需要通过给水系统一个ANPSH此修正值与水温、泵比转速有关。阻力曲线和单泵性能曲线的交点来求得单泵的超载例如，泵比转速n~150，水温200oC，按照文献【l】工作点，得到超载工作点的NPSH值。在没有上述中给出的修正曲线，ANPSHr=3．0m。一般来讲，系统阻力曲线的条件下，可假定汽动主泵的超流量工程设计人员都以泵性能曲线中的清水试验NPSH运行是额定流量的130％，并在105％额定转速下，为准，不作修正，实际上此修正值增大了设计的汽对应泵多转速性能曲线求得主泵新工作点的NPSH蚀安全

7、性。值；在此流量下，复核前置泵自身汽蚀性能和前置泵的扬程能否满足主泵的汽蚀裕量要求。在超流量3常规大容量锅炉给水泵组典型工况下，前置泵扬程较额定点还有一定程度下降，布置所以，前置泵扬程的设定要考虑上述变工况。2)在额定工况下，机组快速100％甩负荷工常规百万机组50％容量BB5型主锅炉给水泵况。此工况为锅炉给水泵最极端工况，也是最危险在正常工作点的NPsH超过60m，汽轮机VWO工工况。机组甩去外部电负荷，汽轮机主汽阀和各级况下则超过70m。所以常规安装高度的除氧器，抽汽阀门关闭，除氧器和各级加热器瞬间