經(jīng)過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)我從中了解到了泵與風(fēng)機(jī)在國民生產(chǎn)中的重要性。因此我圍繞節(jié)能這一命題在電廠泵與風(fēng)機(jī)的方面進(jìn)行論述。隨著國家節(jié)能減排政策的推行企業(yè)紛紛響應(yīng)號(hào)召制定了一系列以節(jié)水、節(jié)能、資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)為重點(diǎn)的技術(shù)改造措施。此類項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告工作重點(diǎn)是要論證節(jié)能減排的技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的可行性 而經(jīng)濟(jì)上論證項(xiàng)目的可行性又成為項(xiàng)目可行的一個(gè)關(guān)鍵。
能源工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高都極為重要。在高速增長的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下中國能源工業(yè)面臨經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。而且受資金、技術(shù)、能源價(jià)格等因素的影響?yīng)Ｖ袊茉蠢眯时劝l(fā)達(dá)國家低很多只及發(fā)達(dá)國家的50%左右90%以上的能源在開采、加工轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)運(yùn)和終端利用過程中損失和浪費(fèi)。由此可見對(duì)能源的有效利用在我國已經(jīng)非常迫切。
火電廠是最主要的能源消耗大戶在我國的二次能源結(jié)構(gòu)中約占74%。而在火力發(fā)電廠中泵與風(fēng)機(jī)是最主要的耗電設(shè)備加上這些設(shè)備存在著“大馬拉小車”的現(xiàn)象同時(shí)由于這些設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行和常常處于低負(fù)荷及變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效點(diǎn)運(yùn)行效率降低大量的能源在終端利用中被白白地浪費(fèi)掉。因此對(duì)電廠泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能研究有著突出重要的意義。
一、我國發(fā)電廠泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況及節(jié)能潛力分析 火力發(fā)電廠中運(yùn)行的泵與風(fēng)機(jī)種類繁多數(shù)量多?？傃b機(jī)容量大耗電量大約占全國火電發(fā)電量的6%。發(fā)電廠輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行尤其是大功率的泵與風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接關(guān)系到廠用電率的高低而廠用電率的高低是影響供電煤耗和發(fā)電成本的主要因素之一。
目前我國火電廠中除少量采用汽動(dòng)給水泵液力耦合器及雙速電機(jī)外其它水泵和風(fēng)機(jī)基本上都采用定速驅(qū)動(dòng)。這種定速驅(qū)動(dòng)的泵由于采用出口閥風(fēng)機(jī)則采用入口風(fēng)門調(diào)節(jié)流量都存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)由于水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)使運(yùn)行效率降低。有資料顯示我國50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于70的占一半以上低于50的占1/5左右。由于目前我國約2/3的風(fēng)機(jī)類機(jī)械在運(yùn)行中需要調(diào)節(jié)流量用閥門式擋板調(diào)節(jié)能源損失和浪費(fèi)很大已經(jīng)到了非改不可的地步了。
造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的主要是科研開發(fā)投入不足科研與生產(chǎn)缺乏有機(jī)的結(jié)合生產(chǎn)工藝落后型線誤差大過流表面粗糙。目前我國大多采用木模整體鑄造。由于中、高比轉(zhuǎn)速離心式泵與風(fēng)機(jī)葉片扭曲造型起模困難造型誤差較大。目前我國使用的許多大型泵與風(fēng)機(jī)其性能實(shí)測(cè)值與樣本給定值誤差較大這也是主要原因之一。
我國許多大中型泵與風(fēng)機(jī)套用定型產(chǎn)品由于型譜是分檔而設(shè)間隔較大一般只能套用相近型產(chǎn)品造成泵與風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況偏離最優(yōu)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行效率低能耗高。設(shè)計(jì)選型時(shí)加保險(xiǎn)系數(shù)裕量過大也會(huì)造成運(yùn)行工況偏離最優(yōu)區(qū)。
二、火電廠泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的方法 針對(duì)我國泵與風(fēng)機(jī)使用及運(yùn)行實(shí)際情況下面從提高泵與風(fēng)機(jī)本身效率及與管網(wǎng)匹配程度兩方面對(duì)泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能進(jìn)行研究。
1.減小泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部損失提高泵與風(fēng)機(jī)效率。泵與風(fēng)機(jī)在把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的機(jī)械能的過程中要產(chǎn)生各種能量損失這些損失按其性質(zhì)可分為機(jī)械損失、容積損失和流動(dòng)損失三部分。由于泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性上述各種損失至今仍不能用理論方法計(jì)算出精確的結(jié)果主要依靠試驗(yàn)方法測(cè)定再由此總結(jié)出半經(jīng)驗(yàn)半理論的計(jì)算公式。要提高泵與風(fēng)機(jī)本身的效率就要減少上述各種損失。
(1)泵與風(fēng)機(jī)的機(jī)械效率主要取決于泵與風(fēng)機(jī)葉輪的幾何形狀亦即決定于比轉(zhuǎn)速值所以應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1)在選擇或設(shè)計(jì)揚(yáng)程(全壓)高的泵(風(fēng)機(jī))時(shí)應(yīng)該選擇或設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速較高而葉輪直徑D2較小的這類泵(風(fēng)機(jī))避免選用或設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速低而D2大的這類泵(風(fēng)機(jī))。
2)在選擇或設(shè)計(jì)高揚(yáng)程(全壓)的低比轉(zhuǎn)速泵(風(fēng)機(jī))時(shí)可采用多級(jí)的泵(風(fēng)機(jī))或適當(dāng)增大葉輪葉片的出口安裝角盡量避免采用大的D2來達(dá)到高揚(yáng)程(全壓)的目的。
3)降低葉輪蓋板外表面和泵殼內(nèi)表面的粗糙度可以減小△Pm3從而使泵與風(fēng)機(jī)的效率提高。
減小泵與風(fēng)機(jī)的容積損失、提高容積效率主要從兩方面著手一是減小動(dòng)、靜間隙形成的泄漏流動(dòng)的過流截面二是設(shè)法增加泄漏流道的流動(dòng)阻力。
(2)為減少泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失提高流動(dòng)效率在設(shè)計(jì)或改造泵與風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)合理確定過流部件各部位的流速值。
2)在流道內(nèi)要盡量避免或減少出現(xiàn)脫流。
3)要合理選擇各過流部件的進(jìn)、出口角度以減少流體的沖擊損失。
4)過流通道變化要盡可能地平緩在流道內(nèi)要避免有尖角、突然轉(zhuǎn)彎和擴(kuò)
大。
5)流道表面應(yīng)盡量做到光滑和光潔避免有粘砂、飛邊、毛刺等鑄造缺陷。
2.正確選定泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)選型不當(dāng)?shù)谋门c風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。一臺(tái)泵與風(fēng)機(jī)是否節(jié)電決于很多因素除自身的效率外還與管網(wǎng)設(shè)計(jì)是否合理、阻力大小及與管網(wǎng)是否匹配良好等因素有關(guān)。所謂匹配指的是泵與風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的流量和揚(yáng)程(風(fēng)壓)應(yīng)與管網(wǎng)所需流量和揚(yáng)程(風(fēng)壓)相符也就是說泵(風(fēng)機(jī))
所產(chǎn)生的揚(yáng)程(全風(fēng)壓)應(yīng)能克服管網(wǎng)阻力的前提下滿足管網(wǎng)流量的需要。離心式泵與風(fēng)機(jī)的流量通常是用調(diào)節(jié)門(風(fēng)門或閥門)來調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)門關(guān)得越小節(jié)流損失越大泵與風(fēng)機(jī)使用效率越低。風(fēng)機(jī)的高效率固然重要但是如何提高泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率更重要。而實(shí)現(xiàn)泵與風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)合理地匹配是節(jié)能降耗最有效的途徑。
為了減輕或防止因泵與風(fēng)機(jī)的額定參數(shù)大于實(shí)際運(yùn)行參數(shù)而造成運(yùn)行效率和可靠性降低可以根據(jù)不同情況分別采用切割葉片及更換高效葉輪兩種方法對(duì)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。我國現(xiàn)在使用的泵與風(fēng)機(jī)有許多模型效率指標(biāo)均不高對(duì)這部分泵與風(fēng)機(jī)可以用高效泵與風(fēng)機(jī)替換它也可以設(shè)計(jì)模型效率高的葉輪更換原葉輪達(dá)到節(jié)能的目的。在我國已有科研部門和高校對(duì)這方面進(jìn)行研究并在實(shí)踐中取得很好的效果。
3.電機(jī)換級(jí)和泵與風(fēng)機(jī)降速。若泵與風(fēng)機(jī)揚(yáng)程或全壓富裕量達(dá)50%60%則可將轉(zhuǎn)速降低一檔以利節(jié)電。
4.泵與風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能。由于目前電網(wǎng)還缺少專門帶尖峰負(fù)荷的機(jī)組(例如庫式水電機(jī)組抽水蓄能機(jī)組燃?xì)廨啓C(jī)組等)所以一般電網(wǎng)的尖峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷都要求火電機(jī)組來承擔(dān)火電機(jī)組不得不作調(diào)峰變負(fù)荷運(yùn)行。在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行方式下如果主要輔機(jī)采用高效可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代常規(guī)的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無疑可節(jié)約大量的節(jié)流損失節(jié)電效果顯著潛力巨大。除此之外由于可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都具有軟起動(dòng)功能可使電廠輔機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)避免了由于電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)引起的電網(wǎng)沖擊損失和機(jī)械沖擊從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。
電站鍋爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓的富裕度以及機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)相偏離從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率大幅度下降。一般情況下采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)在兩者偏離10%時(shí)效率下降8%左右偏離20%時(shí)效率下降20%左右而偏離30%時(shí)效率則下降30%以上。對(duì)于采用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機(jī)這是一個(gè)固有的不可避免的問題。可見鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的用電量中很大一部分是因風(fēng)機(jī)的型號(hào)與管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)不匹配及調(diào)節(jié)方式不當(dāng)而被調(diào)節(jié)門消耗掉的。因此改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式是提高風(fēng)機(jī)效率降低風(fēng)機(jī)耗電量的最有效途徑。輔機(jī)采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)后機(jī)組的可控性提高了響應(yīng)速度加快控制精度也提高了。從而使整個(gè)機(jī)組的控制性能大大改善不但改善了機(jī)組的運(yùn)行狀況還可以大大節(jié)約燃料進(jìn)一步節(jié)約能源。同時(shí)采用變速調(diào)節(jié)以后可以有效地減輕葉輪和軸承的磨損延長設(shè)備使用壽命降低噪聲大大改善起動(dòng)性能。工藝條件的改善也能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
泵與風(fēng)機(jī)一樣除由于設(shè)計(jì)中層層加碼留有過大的富裕量造成大馬拉小車的現(xiàn)象之外還由于為滿足生產(chǎn)工藝上的要求采用節(jié)流調(diào)節(jié)造成更大的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。為了降低水泵的能耗除了提高水泵本身的效率降低管路系統(tǒng)阻力合理配套并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度外采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)是一種更加有效的途徑。因?yàn)榇蠖鄶?shù)水泵都需要根據(jù)主機(jī)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)流量對(duì)調(diào)峰機(jī)組的水泵尤其如此。根據(jù)目前我國電網(wǎng)的負(fù)荷情況大多數(shù)125MW機(jī)組已參與調(diào)峰為擴(kuò)大調(diào)峰能力甚至一些200MW機(jī)組也不得不參與調(diào)峰運(yùn)行。所以為這類調(diào)峰機(jī)組配套的各種水泵最好采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)以獲得最佳節(jié)能效果。
對(duì)鍋爐給水泵來說節(jié)流損失的大小還與負(fù)荷和汽輪機(jī)的運(yùn)行方式有關(guān)。在同一種運(yùn)行方式下負(fù)荷越小節(jié)流損失越大在負(fù)荷相同時(shí)采用滑壓運(yùn)行方式的節(jié)流損失比采用定壓運(yùn)行方式還大。因此對(duì)調(diào)峰和滑壓運(yùn)行機(jī)組采用調(diào)速給水泵的節(jié)電效果尤為顯著。
以上對(duì)泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的不同方法進(jìn)行分析其實(shí)遠(yuǎn)不止上述的幾種方法就調(diào)速節(jié)能而言就可以通過很多種途徑去實(shí)現(xiàn)(如采用液力偶合器、變頻器、汽動(dòng)給水泵、交流調(diào)速等)采用不同的調(diào)速裝置有不同的效果。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)視具體情況具體分析通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選用最優(yōu)的改造方法這樣才能收到節(jié)能降耗的效果。
三、國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
目前，國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)主要往以下幾方面發(fā)展
1.計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得三維紊流的數(shù)值模擬實(shí)用化計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)更為有效性能預(yù)估更準(zhǔn)確產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快新的水力模型不斷取代舊模型。
2.泵與風(fēng)機(jī)模型試驗(yàn)技術(shù)不斷提高為新型泵與風(fēng)機(jī)的研制提供了強(qiáng)有力的手段。性能測(cè)試精度接近水輪機(jī)模型試驗(yàn)水平對(duì)效率測(cè)試的總誤差可達(dá)0.3%。泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的觀測(cè)手段更加先進(jìn)。泵與風(fēng)機(jī)空化性能不斷改善大型水泵的運(yùn)行安全性能 普遍受到重視。在強(qiáng)調(diào)以人為本的今天現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境設(shè)備的噪聲和振動(dòng)等及檢修工作量設(shè)備壽命尤其是葉輪的壽命等指標(biāo)正在成為設(shè)備選擇的重要指標(biāo)。
3.對(duì)泵與風(fēng)機(jī)性能要求更高大型1000KW以上和年運(yùn)行時(shí)間較長的中型泵與風(fēng)機(jī)一般采用針對(duì)性設(shè)計(jì)和制造的方法要求“量體裁衣”即按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程或風(fēng)壓和用戶所需流量進(jìn)行專門設(shè)計(jì)較少套用定型產(chǎn)品使得泵與現(xiàn)機(jī)性能與實(shí)際使用情況更好地吻合從而取得最優(yōu)的運(yùn)行效果。
4.采用新的加工工藝質(zhì)量要求更高。型線的準(zhǔn)確性及表面加工質(zhì)量大大提高產(chǎn)品的銷售由價(jià)格主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量和性能主導(dǎo)。
結(jié)束語
現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展國際間技術(shù)交流日益頻繁技術(shù)及產(chǎn)品更新?lián)Q代比較快制造廠及科研單位應(yīng)充分利用我國加入WTO這一歷史機(jī)遇加強(qiáng)國際間的交流合作在充分利用、吸收、消化國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)加大國科研力量的投入開發(fā)國產(chǎn)化的高質(zhì)量的節(jié)能型泵與風(fēng)機(jī)類產(chǎn)品。
能源工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高都極為重要。在高速增長的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下中國能源工業(yè)面臨經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。而且受資金、技術(shù)、能源價(jià)格等因素的影響?yīng)Ｖ袊茉蠢眯时劝l(fā)達(dá)國家低很多只及發(fā)達(dá)國家的50%左右90%以上的能源在開采、加工轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)運(yùn)和終端利用過程中損失和浪費(fèi)。由此可見對(duì)能源的有效利用在我國已經(jīng)非常迫切。
火電廠是最主要的能源消耗大戶在我國的二次能源結(jié)構(gòu)中約占74%。而在火力發(fā)電廠中泵與風(fēng)機(jī)是最主要的耗電設(shè)備加上這些設(shè)備存在著“大馬拉小車”的現(xiàn)象同時(shí)由于這些設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行和常常處于低負(fù)荷及變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效點(diǎn)運(yùn)行效率降低大量的能源在終端利用中被白白地浪費(fèi)掉。因此對(duì)電廠泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能研究有著突出重要的意義。
一、我國發(fā)電廠泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況及節(jié)能潛力分析 火力發(fā)電廠中運(yùn)行的泵與風(fēng)機(jī)種類繁多數(shù)量多?？傃b機(jī)容量大耗電量大約占全國火電發(fā)電量的6%。發(fā)電廠輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行尤其是大功率的泵與風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接關(guān)系到廠用電率的高低而廠用電率的高低是影響供電煤耗和發(fā)電成本的主要因素之一。
目前我國火電廠中除少量采用汽動(dòng)給水泵液力耦合器及雙速電機(jī)外其它水泵和風(fēng)機(jī)基本上都采用定速驅(qū)動(dòng)。這種定速驅(qū)動(dòng)的泵由于采用出口閥風(fēng)機(jī)則采用入口風(fēng)門調(diào)節(jié)流量都存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)由于水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)使運(yùn)行效率降低。有資料顯示我國50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于70的占一半以上低于50的占1/5左右。由于目前我國約2/3的風(fēng)機(jī)類機(jī)械在運(yùn)行中需要調(diào)節(jié)流量用閥門式擋板調(diào)節(jié)能源損失和浪費(fèi)很大已經(jīng)到了非改不可的地步了。
造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的主要是科研開發(fā)投入不足科研與生產(chǎn)缺乏有機(jī)的結(jié)合生產(chǎn)工藝落后型線誤差大過流表面粗糙。目前我國大多采用木模整體鑄造。由于中、高比轉(zhuǎn)速離心式泵與風(fēng)機(jī)葉片扭曲造型起模困難造型誤差較大。目前我國使用的許多大型泵與風(fēng)機(jī)其性能實(shí)測(cè)值與樣本給定值誤差較大這也是主要原因之一。
我國許多大中型泵與風(fēng)機(jī)套用定型產(chǎn)品由于型譜是分檔而設(shè)間隔較大一般只能套用相近型產(chǎn)品造成泵與風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況偏離最優(yōu)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行效率低能耗高。設(shè)計(jì)選型時(shí)加保險(xiǎn)系數(shù)裕量過大也會(huì)造成運(yùn)行工況偏離最優(yōu)區(qū)。
二、火電廠泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的方法 針對(duì)我國泵與風(fēng)機(jī)使用及運(yùn)行實(shí)際情況下面從提高泵與風(fēng)機(jī)本身效率及與管網(wǎng)匹配程度兩方面對(duì)泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能進(jìn)行研究。
1.減小泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部損失提高泵與風(fēng)機(jī)效率。泵與風(fēng)機(jī)在把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的機(jī)械能的過程中要產(chǎn)生各種能量損失這些損失按其性質(zhì)可分為機(jī)械損失、容積損失和流動(dòng)損失三部分。由于泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性上述各種損失至今仍不能用理論方法計(jì)算出精確的結(jié)果主要依靠試驗(yàn)方法測(cè)定再由此總結(jié)出半經(jīng)驗(yàn)半理論的計(jì)算公式。要提高泵與風(fēng)機(jī)本身的效率就要減少上述各種損失。
(1)泵與風(fēng)機(jī)的機(jī)械效率主要取決于泵與風(fēng)機(jī)葉輪的幾何形狀亦即決定于比轉(zhuǎn)速值所以應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1)在選擇或設(shè)計(jì)揚(yáng)程(全壓)高的泵(風(fēng)機(jī))時(shí)應(yīng)該選擇或設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速較高而葉輪直徑D2較小的這類泵(風(fēng)機(jī))避免選用或設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速低而D2大的這類泵(風(fēng)機(jī))。
2)在選擇或設(shè)計(jì)高揚(yáng)程(全壓)的低比轉(zhuǎn)速泵(風(fēng)機(jī))時(shí)可采用多級(jí)的泵(風(fēng)機(jī))或適當(dāng)增大葉輪葉片的出口安裝角盡量避免采用大的D2來達(dá)到高揚(yáng)程(全壓)的目的。
3)降低葉輪蓋板外表面和泵殼內(nèi)表面的粗糙度可以減小△Pm3從而使泵與風(fēng)機(jī)的效率提高。
減小泵與風(fēng)機(jī)的容積損失、提高容積效率主要從兩方面著手一是減小動(dòng)、靜間隙形成的泄漏流動(dòng)的過流截面二是設(shè)法增加泄漏流道的流動(dòng)阻力。
(2)為減少泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失提高流動(dòng)效率在設(shè)計(jì)或改造泵與風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)合理確定過流部件各部位的流速值。
2)在流道內(nèi)要盡量避免或減少出現(xiàn)脫流。
3)要合理選擇各過流部件的進(jìn)、出口角度以減少流體的沖擊損失。
4)過流通道變化要盡可能地平緩在流道內(nèi)要避免有尖角、突然轉(zhuǎn)彎和擴(kuò)
大。
5)流道表面應(yīng)盡量做到光滑和光潔避免有粘砂、飛邊、毛刺等鑄造缺陷。
2.正確選定泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)選型不當(dāng)?shù)谋门c風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。一臺(tái)泵與風(fēng)機(jī)是否節(jié)電決于很多因素除自身的效率外還與管網(wǎng)設(shè)計(jì)是否合理、阻力大小及與管網(wǎng)是否匹配良好等因素有關(guān)。所謂匹配指的是泵與風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的流量和揚(yáng)程(風(fēng)壓)應(yīng)與管網(wǎng)所需流量和揚(yáng)程(風(fēng)壓)相符也就是說泵(風(fēng)機(jī))
所產(chǎn)生的揚(yáng)程(全風(fēng)壓)應(yīng)能克服管網(wǎng)阻力的前提下滿足管網(wǎng)流量的需要。離心式泵與風(fēng)機(jī)的流量通常是用調(diào)節(jié)門(風(fēng)門或閥門)來調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)門關(guān)得越小節(jié)流損失越大泵與風(fēng)機(jī)使用效率越低。風(fēng)機(jī)的高效率固然重要但是如何提高泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率更重要。而實(shí)現(xiàn)泵與風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)合理地匹配是節(jié)能降耗最有效的途徑。
為了減輕或防止因泵與風(fēng)機(jī)的額定參數(shù)大于實(shí)際運(yùn)行參數(shù)而造成運(yùn)行效率和可靠性降低可以根據(jù)不同情況分別采用切割葉片及更換高效葉輪兩種方法對(duì)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。我國現(xiàn)在使用的泵與風(fēng)機(jī)有許多模型效率指標(biāo)均不高對(duì)這部分泵與風(fēng)機(jī)可以用高效泵與風(fēng)機(jī)替換它也可以設(shè)計(jì)模型效率高的葉輪更換原葉輪達(dá)到節(jié)能的目的。在我國已有科研部門和高校對(duì)這方面進(jìn)行研究并在實(shí)踐中取得很好的效果。
3.電機(jī)換級(jí)和泵與風(fēng)機(jī)降速。若泵與風(fēng)機(jī)揚(yáng)程或全壓富裕量達(dá)50%60%則可將轉(zhuǎn)速降低一檔以利節(jié)電。
4.泵與風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能。由于目前電網(wǎng)還缺少專門帶尖峰負(fù)荷的機(jī)組(例如庫式水電機(jī)組抽水蓄能機(jī)組燃?xì)廨啓C(jī)組等)所以一般電網(wǎng)的尖峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷都要求火電機(jī)組來承擔(dān)火電機(jī)組不得不作調(diào)峰變負(fù)荷運(yùn)行。在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行方式下如果主要輔機(jī)采用高效可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代常規(guī)的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無疑可節(jié)約大量的節(jié)流損失節(jié)電效果顯著潛力巨大。除此之外由于可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都具有軟起動(dòng)功能可使電廠輔機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)避免了由于電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)引起的電網(wǎng)沖擊損失和機(jī)械沖擊從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。
電站鍋爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓的富裕度以及機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)相偏離從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率大幅度下降。一般情況下采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)在兩者偏離10%時(shí)效率下降8%左右偏離20%時(shí)效率下降20%左右而偏離30%時(shí)效率則下降30%以上。對(duì)于采用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機(jī)這是一個(gè)固有的不可避免的問題。可見鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的用電量中很大一部分是因風(fēng)機(jī)的型號(hào)與管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)不匹配及調(diào)節(jié)方式不當(dāng)而被調(diào)節(jié)門消耗掉的。因此改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式是提高風(fēng)機(jī)效率降低風(fēng)機(jī)耗電量的最有效途徑。輔機(jī)采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)后機(jī)組的可控性提高了響應(yīng)速度加快控制精度也提高了。從而使整個(gè)機(jī)組的控制性能大大改善不但改善了機(jī)組的運(yùn)行狀況還可以大大節(jié)約燃料進(jìn)一步節(jié)約能源。同時(shí)采用變速調(diào)節(jié)以后可以有效地減輕葉輪和軸承的磨損延長設(shè)備使用壽命降低噪聲大大改善起動(dòng)性能。工藝條件的改善也能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
泵與風(fēng)機(jī)一樣除由于設(shè)計(jì)中層層加碼留有過大的富裕量造成大馬拉小車的現(xiàn)象之外還由于為滿足生產(chǎn)工藝上的要求采用節(jié)流調(diào)節(jié)造成更大的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。為了降低水泵的能耗除了提高水泵本身的效率降低管路系統(tǒng)阻力合理配套并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度外采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)是一種更加有效的途徑。因?yàn)榇蠖鄶?shù)水泵都需要根據(jù)主機(jī)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)流量對(duì)調(diào)峰機(jī)組的水泵尤其如此。根據(jù)目前我國電網(wǎng)的負(fù)荷情況大多數(shù)125MW機(jī)組已參與調(diào)峰為擴(kuò)大調(diào)峰能力甚至一些200MW機(jī)組也不得不參與調(diào)峰運(yùn)行。所以為這類調(diào)峰機(jī)組配套的各種水泵最好采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)以獲得最佳節(jié)能效果。
對(duì)鍋爐給水泵來說節(jié)流損失的大小還與負(fù)荷和汽輪機(jī)的運(yùn)行方式有關(guān)。在同一種運(yùn)行方式下負(fù)荷越小節(jié)流損失越大在負(fù)荷相同時(shí)采用滑壓運(yùn)行方式的節(jié)流損失比采用定壓運(yùn)行方式還大。因此對(duì)調(diào)峰和滑壓運(yùn)行機(jī)組采用調(diào)速給水泵的節(jié)電效果尤為顯著。
以上對(duì)泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的不同方法進(jìn)行分析其實(shí)遠(yuǎn)不止上述的幾種方法就調(diào)速節(jié)能而言就可以通過很多種途徑去實(shí)現(xiàn)(如采用液力偶合器、變頻器、汽動(dòng)給水泵、交流調(diào)速等)采用不同的調(diào)速裝置有不同的效果。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)視具體情況具體分析通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選用最優(yōu)的改造方法這樣才能收到節(jié)能降耗的效果。
三、國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
目前，國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)主要往以下幾方面發(fā)展
1.計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得三維紊流的數(shù)值模擬實(shí)用化計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)更為有效性能預(yù)估更準(zhǔn)確產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快新的水力模型不斷取代舊模型。
2.泵與風(fēng)機(jī)模型試驗(yàn)技術(shù)不斷提高為新型泵與風(fēng)機(jī)的研制提供了強(qiáng)有力的手段。性能測(cè)試精度接近水輪機(jī)模型試驗(yàn)水平對(duì)效率測(cè)試的總誤差可達(dá)0.3%。泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的觀測(cè)手段更加先進(jìn)。泵與風(fēng)機(jī)空化性能不斷改善大型水泵的運(yùn)行安全性能 普遍受到重視。在強(qiáng)調(diào)以人為本的今天現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境設(shè)備的噪聲和振動(dòng)等及檢修工作量設(shè)備壽命尤其是葉輪的壽命等指標(biāo)正在成為設(shè)備選擇的重要指標(biāo)。
3.對(duì)泵與風(fēng)機(jī)性能要求更高大型1000KW以上和年運(yùn)行時(shí)間較長的中型泵與風(fēng)機(jī)一般采用針對(duì)性設(shè)計(jì)和制造的方法要求“量體裁衣”即按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程或風(fēng)壓和用戶所需流量進(jìn)行專門設(shè)計(jì)較少套用定型產(chǎn)品使得泵與現(xiàn)機(jī)性能與實(shí)際使用情況更好地吻合從而取得最優(yōu)的運(yùn)行效果。
4.采用新的加工工藝質(zhì)量要求更高。型線的準(zhǔn)確性及表面加工質(zhì)量大大提高產(chǎn)品的銷售由價(jià)格主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量和性能主導(dǎo)。
結(jié)束語
現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展國際間技術(shù)交流日益頻繁技術(shù)及產(chǎn)品更新?lián)Q代比較快制造廠及科研單位應(yīng)充分利用我國加入WTO這一歷史機(jī)遇加強(qiáng)國際間的交流合作在充分利用、吸收、消化國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)加大國科研力量的投入開發(fā)國產(chǎn)化的高質(zhì)量的節(jié)能型泵與風(fēng)機(jī)類產(chǎn)品。
