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循环水泵是火力发电机组的主要耗能辅机之一,其能耗水平对全国火力机组的经济性具有重要的影响。目前我国300MW机组的厂用电率为(5.35—5.5)%,而循环水泵的耗电率高达(1.5—1.7)%,约占整台机组厂用电量的30%。近年来,对300MW机组配用的循环水泵进行的工业试验和现场调查的分析表明,其运行的经济性、可靠性与世界先进水平尚有一定的差距。因此做好300MW机组循环水泵的节能改造,降低能耗水平是提高全国火电机组经济性,从而降低能耗、节约能源、争创世界一流的重要举措。 从理论和实践经验总结,针对邹县电厂300MW机组循环水泵的具体情况,对目前300MW机组的循环水泵进行优化设计,其内容包括:1.斜流泵通流部件的优化,包括叶型设计、几何参数的合理匹配、变工况特性、叶轮出口高速水流向壳体内优化集结等关键技术问题。2.对电机进行双速改造,优化研究泵的运行方式,满足不同循环水温时主机最佳经济真空的要求。3.针对部分泵存在的可靠性差的问题,优化泵的结构设计,包括支撑方式、出口联结方式,研究应用新工艺、新的部件材质等。4.对循环水系统进行详细的阻力试验,准确确定改后泵的运行参数,确保与运行工况的吻合,用满足两台泵不同转速并列时能够稳定运行。 优化设计计算及通流部分的优化是在国际通用的大型计算流体力学、燃烧和传热商业软件包Numeca上完成。通过CAD几何建模→计算区网格划分→CFD数值求解→计算结果后处理的设计思路,产生叶轮及泵壳的型线几何模型,得到在定转速下叶轮及泵壳的最优型线。 试验研究表明,对300MW机组循环水泵进行优化改造后,圆满的解决了该型机组普遍存在的循环水泵运行效率低,电耗高;运行工况偏离设计工况;泵的轴承可靠性较差、结构复杂、更换不便;电机过负荷运行、线圈超温;泵出口蝶阀抖动、开关困难等问题。为斜流泵的合理设计和现场改造开创了新的途径,具有广阔的推广应用前景。