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超臨界機組給水泵的結構分析

2011-01-12 10:12 分類：技術應用來源：滬龍水泵公司

(1)總體結構
    由于超臨界機組的單機容量較大和機組參數的提高，所以對高壓給水泵的要求就進一步提高，要求給水泵安全可靠、效率高、可控性好、檢修時問短。目前世界上超臨界機組用高壓給水泵均為雙殼體筒型、多級離心泵，而不采用或很少采用單殼體多級離心泵。筒型給水泵的外殼體可永久性焊在給水管路上，內泵(即泵芯)為可抽式，該型給水泵適用于高壓和超高壓，適用于熱沖擊，適用于機組負荷的變化。泵筒體為水平中心支撐，設有剛性強的單獨底座或共同底座。給水泵的高壓端密封一般采用金屬纏繞墊密封。大螺栓的拆裝一般采用規定的力矩扳手或電加熱裝置，方便可靠。葉輪與泵軸為過盈配合，以鍵聯結傳遞轉矩，軸為剛性軸。雙殼高壓給水泵的內泵(通常稱之為泵芯)，目前國際上有兩種結構形式：一種是以美國原Byron Jackson(簡稱8.J公司，現已與Flowserve、IDP、Adrich等公司重組為Flcwserve Pump Division，簡稱FPD公司)為代表的內泵為蝸殼軸向剖分中開式結構，包括現在日本國EBARA(即荏原制作所)。MITSVBISHI(即三菱泵業)等都是引進美國原8.J公司的給水泵制造技術。
另一種是以德國KSB泵閥公司為代表的內泵徑向剖分多級節段式結構，包括英國韋爾泵公司、瑞士蘇爾壽泵公司以及原蘇聯(現為烏克蘭)泵公司都是徑向剖分多級節段式結構。制造技術。另一種是以德國KSB泵閥公司為代表的內泵徑向剖分多級節段式結構，包括英國韋爾泵公司、瑞士蘇爾壽泵公司以及原蘇聯(現為烏克蘭)泵公司都是徑向剖分多級節段式結構。
    制造技術。另一種是以德國KSB泵閥公司為代表的內泵徑向剖分多級節段式結構，包括英國韋爾泵公司、瑞士蘇爾壽泵公司以及原蘇聯(現為烏克蘭)泵公司都是徑向剖分多級節段式結構。
    美國采用的高壓給水泵均是內泵為蝸殼軸向剖分中開式多級離心泵結構。沈陽水泵股份有限公司與美國FPD公司合作生產的HDB型給水泵用于華能沁北電
廠
    (2)內泵為渦殼式軸向剖分高壓給水泵結構以美國FPD公司為代表的筒型雙殼內泵軸向剖分蝸殼結構的高壓鍋爐給水泵，多年運行證明：該泵特別適用于高壓或超高壓鍋爐給水，并能在可變負荷下安全可靠運行，允許頻繁起動和冷態起動，能承受熱沖擊，且問隙磨損很小。主要由外筒體、泵蓋、內蝸殼、轉子、軸承五大部件組成。
    內泵(泵芯)為蝸殼式軸向剖分給水泵與徑向剖分節段式給水泵比較，主要優越性是：
    1)蝸殼式水泵在一個較寬的流量范圍內其有高效率，并且性能曲線平坦，這對于大功率且流量經常調節而要求出口壓力變化比較小的高壓給水泵是一個顯著的優點(圖1—10)。
    2)蝸殼式水泵允許有較大的分水角間隙，而不影響泵的水力性能，從水力學角度可以說減小了泵在非設計流量時的不穩定性，其產生的壓力脈動級也低。
    3)蝸殼內喉部隔舌可減小高速液體的沖蝕并減輕磨蝕損壞后的影響。
    4)試驗表明，蝸殼式水泵對蝸室內葉輪位置的軸向偏移并不特別敏感，這與多級導葉式擴散的多級泵比，也是一個優點.
    5)泵芯是由上、下兩個完全相同的鑄造的半蝸殼組成，只需要用輕載荷螺栓把緊，所以很容易拆卸和組裝，與節段式多級泵相比，裝配檢修時問較短。
    6)雙蝸殼對稱設計提供了可將轉動部件(轉子)的撓曲偏差加到下部蝸殼上的可能性，因為泵軸是在撓陸狀態下運行的。這樣就可保證所有的轉動間隙保持必要的同心性，提高    了高速泵運行的可靠性。
    7)所有的轉動部件整體組裝高速動平衡后，不需拆卸轉子零件，直接放入
    下蝸殼內，然后即可裝配上蝸殼，保證精度，省時可靠。
    8)在緊急情況下，轉子部件可以迅速從蝸殼內吊出并裝上備用轉子，且徑向，軸向間隙易于測量，維修容易且時間短。
    9)蝸殼式內泵轉子上的葉輪是采用背靠背相對放置的，其結果使泵在運行中產生的水推力(即軸向力)得以自相平衡，同時首級葉輪采用雙吸葉輪，而不需要采用一個小間隙、      高壓降的易于產生事故的平衡裝置(如平衡盤或平衡鼓)。考慮殘余軸向力的存在和轉子的軸向定位，而設置了承載能力相對低的推力軸承，這樣使給水泵有較高的安全系數
    lO)因為軸向推力通過相對布置的葉輪組達到了平衡，泵的最大壓力通過轉動間隙集中在轉子中心部位和吐出側壁，這些壓力約為總壓頭的50％。而轉動問隙是均勻的，每單位     長度的壓降相等，因此在正常磨損時，小的區域內不會有大的壓降，即所有間隙中磨損機會均等，故保證了泵的平穩運轉。
    11)由于蝸殼式內泵是由上、下完全對稱的兩個半蝸殼組成，蝸形隔舌成180。精確定位，泵在運行中產生的徑向力得以自相平衡，增強了轉子運行的穩定性(圖1—12)。
    12)采用背靠背葉輪的蝸殼式水泵可在轉速6000～l0000r／min下可靠運行，進而滿足了超臨界、超超臨界火電機組對超高壓給水泵(一般出口壓力在29～40MPa)的需要。

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