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水泵知识

如何提高锅炉给水泵效率,改进措施有哪些?

  • 作者:三昌泵业
  • 发布时间:2020-04-21 15:34:16
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       锅炉给水泵是火力发电站的辅助设备,由于国产锅炉给水泵普遍存在与主机不配套、效率低等问题,本文针对如何提高锅炉给水泵的效率做了深刻的探讨,并对提高锅炉给水泵工作效率提出了相应改进措施。要提高锅炉给水泵的效率就必须减少水力损失、机械损失和容积损失。
锅炉给水泵

       一、减少水力损失

       锅炉给水泵的性能不仅取决于叶轮、导叶和进出口水室的各个参数,而且取决于它们的相互影响和配合,只要各个参数选择配合恰当,保证工艺,水力效率可达到90%左右,水力设计的一般原则是所有的流道收缩扩散和拐弯都要均匀缓慢,流道截面要遵循“大壁角规则”和水力半径尽可能大的原则。

       1、改善叶轮入口的流动

       改善叶轮入口的流动从背导叶出口(或吸人室)到叶轮入口这区段是液体从静止流道冲人旋转流道的过渡区,此区域拐弯陡急,容易产生撞击,涡流。因此,它的流场是否均匀是保证叶轮具有较高效率的重要因素。

       (1)选择适当的预旋

       过去常规设计中,为提高扬程,使背导叶出口角≥90° ,通常为40° -90。适当减少背导叶出口角的目的主要是形成人口预旋,这样做虽然降低了扬程,但不消耗功率,并能增大叶片人口安放角,减少叶片进口排挤,增大叶片人口喉部面积,改善整个流道的扩散度,对改善叶轮人口流动和获得稳定的特性曲线都有好处。实验证明,人口有适当预旋比没有预旋的效率可提高0.5%-2%。当然,预旋的大小与叶片人口安放角相适配。般认为,提高流量应减少预旋,反之加大预旋。通常,在叶轮人口处给水泵叶片设计成向外延伸,并呈扭曲型,对人口直径较大的叶轮,除叶片有较大的外伸和扭曲外,还应有较强的预旋;反之.如果叶轮人口直径较小,则应选较小的外伸和扭曲,预旋也应该较弱。另外,考虑到叶轮旋转的影响,在靠近叶轮人口处,预旋有增加趋势,为此,使背导叶出口端扭曲5° -15°左右,并延伸叶轮入口,增加导流作用,改善人口流动。

       (2)恰当地选取入口冲角和叶片数

       叶轮人口流道是复杂的三元流道,传统元设计理论用于平均流速计算液流角,但液流角与实际液流有差别,因而通常采用冲角来弥补这个不足,通过大量实验和统计,冲角=2° - 10°对效率和汽蚀性能有利。但在内外流线处究竟怎样选取冲角,般认为,在叶轮人口直径较小,而且预旋较小的情况下,内流线取较大的正冲角,外流线取较小的正冲角或者不大的负冲角;在叶轮人口直径较大而且预旋较大时,则相反。给水泵的叶片入口安放角般为20° -440 ,叶片数为6-8片,般为7片。

       (3)提高叶轮的汽蚀性能和效率

       由于锅炉给水泵输送的是饱和水,叶轮的设计和改进先应满足汽蚀性能的要求,然后在考虑提高效率。叶片的汽蚀性能是由叶轮入口直径、叶片入口型线和吸人室决定的。过去认为叶轮入口直径越大,汽蚀性能越好。实际上,如果人口直径太大以后,入口相对速度增大,易产生逆流,使汽蚀性能和效率都下降,因此人口直径有个佳范围。除了有合适的入口直径以外,给水泵叶轮的叶片应适当向外延伸,形成-个轴流区段来提高汽蚀性能。

       2、改善叶轮内的流动

       对些高效率水力模型的测试核算和改进实践表明,在叶轮入口处有不大的收缩或少许的扩散,能改善叶轮内的流动。

       3、改善叶片出口流动

       此区域是高速液流从旋转流道冲入静止流道的过渡区,水力损失较大,是提高锅炉给水泵效率的关键部位。先,选择佳叶片出口角。叶片出口角的选择将影响叶轮能否把机械能有效地传递给液体,它是重要的参数之。高效率锅炉给水泵的叶片出口角为22. 5° -30°,高比转速取小值,低比转速取大值。其次,适当增大叶轮出口宽度。叶轮出口宽度是叶轮出口部分的个重要参数。在锅炉给水泵改进中,如需加大流量,而原来的叶轮流道散度又不大,则适当加宽是有好处的。再次,在出口处叶片与盖板稍有倾斜或完全垂直都可以得到高效率。

       4、改善导叶内的流动

       大型锅炉给水泵的段水力损失分离试验,发现半以上的水力损失在导叶内,因此,只有减少导叶的水力损失,并将导叶和叶轮统考虑,才能达到佳效果。为了尽量减少能量转换过程中的损失,应提高正导叶人口段的光洁度。导叶扩散管内是动能扩压的好部位,应尽量减少它的弯曲度。还应增大由导叶扩散管出口翻向背导叶的翻水面积,井应把翻水处直角做成圆弧形,以减少翻水阻力。后,背导叶应保证有均匀渐缩的通流面积。
       另外,加工制作方面实践表明:模型、铸造和加工组装质量的好坏,往往影响锅炉给水泵效率4% -8%。所以在改进锅炉给水泵中,必须提高工艺才能保证预期效果。除正确的设计以外,还必须有准确的模型和良好的铸造工艺,才能制造出高质量的铸件。
       正确的加工组装是提高锅炉给水泵效率和安全性的重要保证:
       (1)加工时应按流道仔细初找正,并以叶轮出口和叶轮流道中心线作为轴向尺寸的基准;
       (2)提高加工质量,保证流道对正;
       (3)提高流道光洁度。

       二、减少机械损失

       由于锅炉给水泵均为中低比转速的泵,圆盘摩擦损失占很大比重,据统计,当转速为75时,圆盘摩擦损失为C8% - 10% N,所以应尽量减少这部分损失,其措施有:
       1、设计改进低比转速的给水泵时,适当的增大叶片出口角,但不能大于35°;
       2、提高叶轮、导叶和中断过流面加工光洁度,好达到V 5以上,叶轮在切铣不平衡重量时,深度不超过1.5mm,好采用平滑过渡的磨削;
       3、保证侧隙为4mm - 6mm;(四)泵体削薄叶轮前后盖板外缘,以收回部分圆盘磨擦损失。
       如果按上述措施认真执行,给水泵的机械效率可达90%以上。

       三、减少容积损失

       众所周知,只有提高加工组装精度,保证锅炉给水泵泵壳和转子的高度同心,才能减少密封间隙,如我们在给水泵改进中,转子大径向跳动只有0. .05mm-0.07mm,密封间隙小到0.2mm左右。先,增大密封间隙的阻力:
       1、将普通圆柱形密封环改为锯齿形;
       2、在密封环、导叶套(或中间轴套)和平衡盘平衡板上开多道环形槽;
       3、在间间隙和平衡盘径向间隙处开反向螺纹槽并适当缩小密封间隙,泵的效率可提高4%左右。
       其次,提高密封件材质。保证加工组装质量和选择合适材料,容积效率可达96%左右。
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