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给水泵

/feed-water pump/
条目作者杨勇平

杨勇平

最后更新 2023-02-14
浏览 171
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将给水从除氧器水箱中抽出升压并输送到锅炉的流体机械。

英文名称
feed-water pump
所属学科
工程热物理及动力工程

给水泵属高温高压水泵,吸入的是除氧后的高温饱和水,出口水压也大于锅炉汽压。由于给水温度高,在给水泵进口处水容易发生汽化,会产生汽蚀而引起出水中断,因此一般都把给水泵布置在除氧器水箱以下,大型给水泵之前还设置前置泵,以增加给水泵进口的压力,避免汽化现象的发生,保证水泵的正常工作。给水泵的出口压力主要决定于锅炉的工作压力,此外给水泵的出水还必须克服以下阻力:给水管道以及阀门的阻力、各级加热器的阻力、给水调整门的阻力、省煤器的阻力等。根据经验估算,给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的1.25倍。

为保证安全连续运行,火电机组都设置备用给水泵,给水泵入口管道设置关断阀和滤网,出口管道上依次设置逆止阀和关断阀。给水泵出口逆止阀的作用是当给水泵停止运行时,防止压力水倒流,引起给水泵倒转,高压给水倒流会冲击低压给水管道及除氧器给水箱;还会因给水母管压力下降,影响锅炉进水;如给水泵在倒转时再次起动,起动力矩增大,容易烧毁电动机或损坏泵轴。

给水泵出口设有最小流量再循环管道并配相应的控制阀门,以确保机组启动和低负荷工况流经泵的流量大于其允许的最小流量,保证泵的安全。每根再循环管都单独接至除氧水箱。另外在气动最小流量调节阀的前后(按介质流向)各装一只手动隔离阀,同时在管路上装有一只逆止阀。

给水泵为多级离心泵。主要部件有叶轮、导叶、轴、平衡推力机构、吸入室、压水室、壳体、轴端密封等。现代大功率机组为了提高经济效果,减少辅助水泵,往往从给水泵的中间级抽取一部分水量作为锅炉的减温水(主要是再热器的减温水),称为给水泵中间抽头。根据泵体结构型式的不同可分为圆环分段式、水平中开式和双层壳体圆筒式给水泵,大型机组普遍采用双层壳体圆筒式。①圆环分段式。将几个相同叶轮(优势首级采用抗汽蚀性能较好的具有较大入口直径的叶轮),以相同方向装在一个轴上,由装有导叶的中段串起来工作,两端装有吸入盖和排出盖,由穿杠螺栓拉紧。为平衡推力,在高压端装有平衡盘或平衡活塞,或者是两者的组合结构。这种型式多用于超高压参数以下机组。优点是造价较低;缺点是检修拆装麻烦,轴向力大,穿杠螺栓紧固困难,负荷或给水参数突变时,易形成泵壳泄露冒气。②水平中开式。泵体做成沿中心线水平分开,吸入管和排出管与泵座成整体浇铸。这类泵多用于中、低压参数的锅炉给水。优点是检修方便,叶轮可以对称布置以抵消轴向推力;缺点是泵内流道复杂,铸造加工技术要求较高,同样参数下体积较分段式大。双层壳体圆筒式。泵体做成双层套装壳体。外壳体与进、排水管焊接连接,检修时不需拆卸。内壳体与转子组成一个完整的组合体,俗称芯包,套装在锻钢或铸钢制的圆筒型外壳内,外壳体高压侧端盖用螺栓紧固。结构如图所示,这类泵用于高参数机组时,其端盖常利用内部压力来压紧密封面,即所谓自密封结构,紧固螺栓只起辅助作用。如果存有备用芯包,运行芯包事故时,可于8小时内更换完毕,这就相对地提高了泵的可靠性,是减少备用容量的有效措施。对于亚临界及超临界参数的机组,均采用双层壳体结构的给水泵。芯包可以采用圆环分段式或水平中开式结构。由于圆筒中心基本对称,在受热应力冲击时,能保证泵的同心度,适应变负荷运行的能力强。缺点是造价较高。

给水泵的拖动方式常见的有电动机拖动和专用小汽轮机拖动两种。此外还有燃气轮机拖动及汽轮机主轴直接拖动等。300兆瓦级以上燃煤发电机组多采用汽动给水泵,现代大型火电机组给水泵配置多采用两用一备,即3台50%容量的电动给水泵,或者2台50%容量的汽动给水泵和1台25%~30%的电动给水泵;随着机组安全可靠性的提高,为改善机组的经济性,也有1000兆瓦燃煤发电机组采用100%容量汽动给水泵。

给水泵的运行方式有定速和变速之分,定速给水泵由电动机直接驱动,变速给水泵有在电动机和给水泵之间加装调速用的液力耦合器的,也有由可变速的小汽轮机驱动的,还有采用变频调速电动机驱动的。为适应机组变负荷需要,大型火电机组都采用调速给水泵,高转速可使给水泵的级数减少,重量减轻,转动部分刚度增大,效率提高,可靠性增加,改变给水泵转速来调节给水流量比节流调节经济性高,消除了阀门因长期节流而造成的磨损,同时简化了给水调节系统,调节方便。

火电大机组配套的给水泵一般都有独立的强迫供油系统,主要由主油泵、辅助油泵、滤网、冷油器、油箱及其管道、阀门组成。正常运行时由主油泵供油,启动和停泵时由辅助油泵供油。油流回路为:油箱→主油泵(辅助油泵)→过滤器→冷油器→压力油管→各轴承→回油管→油箱。

给水泵结构图给水泵结构图

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