第七章 主要水泵瑞金Word文档格式.docx
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泵体尺寸(长,宽,高)
m
1.55,1.86,1.35
1.7,2,1.5
2.8,2.4,1.8
3,2.4,1.8
3
泵轴长
1.53
1.7
2.7
2.9
4
首级叶轮吸入型式
双吸
5
叶轮尺寸(最大/最小)
0.42
0.65
0.35
0.41
7
叶轮级数
6
8
转子直径
9
轴承形式/数量
2滑动+1推力
2滚动+1推力
10
推力额定负荷/推力最大值
kgf
600/1000
400/600
1000/1500
1200/1600
11
联轴器传递功率
kW
200
630
8000
12000
12
密封形式
机封
水力密封
13
密封水流量
m3/h
1.5
4.5
14
系统阀门数量
个
20
15
泵重量(空转/满水)
T
1.1/1.5
1.5/2
10/11.2
13.6/15
16
泵(第一/第二)临界转速
rpm
4000
5000
10000
图7-1为华能瑞金电厂新建工程350MW超临界燃煤发电机组给水泵组各部件之间相对位置示意图。
汽动给水泵布置在运转层,其运转层标高为12.6m(相对于主厂房零米)。
汽动给水前置泵和电动给水泵组布置在底层,其标高为0.00m。
泵组性能参数如下。
图7-1给水泵组各部件之间相对位置示意图
1、设备的使用条件
输送介质:
锅炉给水
水的PH值:
6.5~9.5
锅炉给水硬度:
~0μmol/L
水的导电度:
<
15μs/cm(25℃)
二氧化硅:
10μg/L
冷却水质:
给水泵密封冷却采用除盐水,其他使用开式冷却水。
冷却水温度:
开式冷却水≤35℃,0.2--0.5MPa
二、前置泵
为了提高经济性,电厂一般采用除氧器滑压运行,为了保证主给水泵的安全,在给水泵前加一台低转速的升压泵,该泵称为前置泵,因为其转速低故抗汽蚀性能好,前置泵均由电动机拖动,并与给水泵串联运行。
350MW超临界燃煤发电机组电动前置泵型号为YNKN300/200-20J,汽动前置泵型号为QG400/300C。
QG400/300C前置泵技术参数见表7-2。
表7-2QG400/300C前置泵技术参数(汽动给水泵组前置泵/电动给水泵组前置泵;
为热态数据)
参数名称
运行工况点
额定工况点
最大工况点
单泵最小点
进水温度
℃
173.7/173.7
177.7/177.7
/
进水压力
MPa(g)
0.866/0.866
0.95/0.95
流量
t/h
1030/575
1195/617.5
扬程
131/47.5
122/46
转速
1480/1490
进口法兰处需要吸入净正压头(NPSHr)
4.0/4.1
4.7/4.5
泵的效率
%
81/83
81/82.5
必须汽蚀余量
3.3/3.6
4.0/4.0
轴功率
KW
454/89.6
490.2/93.8
出口压力
MPa
2.014/1.387
2.014/1.457
设计水温
210/210
泵体设计压力/试验压力
4/6
设计工况关闭压头
152/58
制动功率
368/74.4
397/77.4
正常轴振(双振幅值)
mm
0.03/0.03
轴振报警值
0.06/0.06
接口法兰公称压力
进口
2.5/2.5
出口
4.0/2.5
接口管规格(Ф×
S)
480×
14/377×
377×
10/325×
重量
Kg
1550/870
旋转方向
顺时针(从驱动机向前置泵看)
轴承形式
滚动轴承+推力轴承
驱动方式
电动机(电前泵与电动给水泵同轴驱动)
(一)YNKN300/200-20J
YNKN300/200-20J电动前置泵结构如图7-1所示。
YNKn泵是单级卧式蜗壳式水泵,带有双吸的两个单级叶轮。
吸入盖(162)是借助于双头螺栓紧固的泵体(101)上面。
机械密封函体(451)、冷却室盖(165)和轴承架(350.1/2)全部借助于双头螺栓紧固在吸入盖(162)上面。
吸入盖(162)与泵体(101)结构之间以及机械密封函体(451)与冷却室盖(165)之间利用“O”形圈密封,用挡套(525)和轴保护套(524.1/2)来保护轴防止被输送液体腐蚀。
叶轮(234)两边的挡套(525)被设计成使叶轮在轴上按轴向定位,在轴封部位,轴是用拧在轴上的轴套(524.1/2)来防护的,其丝扣的方向与旋转方向相反,轴(210)是支撑在两个强制润滑的普通轴承(370.1/2)上,并且靠安装在泵前端扇形块推力轴承实现轴向定位的。
双吸叶轮(234)用键径向固定在轴上,用推力轴承将其轴向固定在泵体中间。
由于所有泵的过水部件的对称设计和布置,泵在运行中产生的轴向推力是十分小的。
由于管路布置和泵体铸造公差引起的,流经叶轮水流的不均匀而产生的一种残余的轴向推力。
这种轴向推力是靠推力轴承来承受的。
轴(210)是用两个普通轴承径向支承的。
轴瓦(370.1/2)借助于镫形环(571)固定在轴承体(350.1/2)上。
径向轴承是由泵装置强制润滑油系统通过管路13E.1/2供给润滑油。
推力轴承位于另一侧泵的前端。
它能够承受双向的轴向推力。
而且也能使转子轴向定位。
产生的轴向力,通过固定在轴承体(350.2)前端扇形块支座(392)传递的且朝向泵的驱动端,指向前端的轴承力由前端轴承盖(361)吸收,前端轴承盖用双头螺栓(902.4)固定在轴承体(350.2)上,推力轴承盘(384)和扇形块(387)之间的间隙应为0.3+0.05㎜。
(二)QG400/300C
QG400/300C汽动前置泵结构如图7-2所示。
QG400/300C泵是单级卧式蜗壳式水泵,带有双吸的两个单级叶轮。
吸入盖(162)是借助于双头螺栓紧固在泵体(101)上面。
填料函体(451),冷却室盖(165)和轴承架(350)全部借助于双头螺栓紧固在吸入盖(162)上面。
吸入盖(162)与泵体(101)结构之间以及填料函体(451)与冷却室盖(165)之间是利用“O”型圈密封的,用挡套(525)和机械密封轴套(524)来保护轴防止被输送液体腐蚀。
叶轮(234)两边的挡套(525)被设计成使叶轮在轴上按轴向定位,在轴封部位,轴是用拧在轴上的机械密封轴套(524)来防护的,其丝扣的方向与旋转方向相反,轴(210)支撑在滚动轴承(370)上。
双吸叶轮(234)用键径向固定在轴上,用推力球轴承将其轴向固定在泵体中间。
这种轴向推力是靠推力球轴承来承受的。
径向轴承轴(210)是用一个单列滚动轴承和一副角接触球轴承支承的。
径向轴承采用油槽式用甩油环润滑。
产生的轴向力,通过轴承(370)传递到泵体上由基础承受。
前端轴承托架用双头螺栓(902.4)固定在轴承体(350.2)上。
三、主给水泵
主给水泵性能参数表见表7-3。
表7-3主给水泵性能参数表(汽动给水泵组主泵/电动给水泵组主泵;
为热态工况数据)
运行工况
177.7/177.
入口流量
3260/3346
3285/3366
5375/5925
5625/6030
40.4/25.6
51.2/28.6
84.9/84.3
83.1/84.7
38.4/27.6
49.2/30.6
抽头流量
40
抽头压力
~15.224/~14.967
~15.294/~15.037
轴功率(含抽头功率)
10553/5984
12649/6455
30.56/30.68
30.66/30.79
45/60
关闭压头
4007/3868
4388/4009
8880/5002
10458/5423
0.07/0.07
接口法兰工称压力
4/4
48/48
355.6×
40/273×
32
kg
21100/17900
顺时针(从驱动机向给水泵看)
四油楔滑动轴承+推力轴承
给水泵汽轮机(与给水泵同轴驱动)/电动机(与给水泵同轴驱动)
汽动主给水泵MDG366结构如图7-3所示(沈阳透平机械股份有限公司参看附页剖面图500RLCB01554)
筒式多级离心泵。
外筒体(072)盛纳着内涡壳(001),它由沿着水平中心线每侧的两个底脚支撑着。
泵盖(59)由加重的六角螺母(003)和垫圈(004)紧固到筒体上,连接处采用密封垫(744)加以密封。
吸入盖(059-1)由加重的六角螺母(003-1)和垫圈(004-1)紧固到筒体上,连接处也采用密封垫(744-2)加以密封。
内涡壳(001)盛纳着转子总成。
涡壳采用了双涡室设计方式,水平中开为两半。
壳体研合连接形成密封,而不使用密封垫。
两个壳体半由加重的六角螺母、垫圈和有头螺钉紧固在一起。
叶轮(176)都是热装到轴(167)上,采用逐级定位。
因每级叶轮和轴的配合尺寸不同,所以装配时要注意不能将叶轮的位置装错。
第一级叶轮采用双吸形式能够保证低的净正吸入水头要求。
水泵具有纵向中开的特殊结构,轴承体(287和288)位于泵轴(167)的两端。
水泵吐出端的轴承体(288)含有一个径向轴承(300)和一个推力轴承,而水泵吸入端的轴承体(287)则只含有一个径向轴承(300)。
径向轴承为中开滑动轴承,推力轴承则是枢轴瓦块式设计结构。
位于每个轴承体上半部的压装定位销防止了滑动轴承的转动,轴承体的漏油由轴上安装的挡油环(656)止住,挡油环由定位螺丝紧固到轴承体上。
推力轴承总成由一个轴上安装的推力盘(658)和两套位于推力盘每端的静止罩环(652)组成。
带有校直盘(653)和轴瓦(653-1)的罩环支撑着平面内的推力垫,使其自身对正推力盘的旋转平面,因此就使推力轴承在轴向对推力载荷加以补偿。
键传动式推力盘由推力轴承螺母(249)和锁紧套(673)保持,并由安装于泵轴(167)轴肩上的轴定位环(257)加以定位。
在非驱动端的扇型块推力轴承使转子轴向定位,并承受液压平衡装置没有完全吸收的残余轴向力。
力从推力轴承盘(658)旋转产生流体动力形成的润滑油膜传递到轴承扇形块后最终传递到筒体上。
推力轴承盘和推力轴承扇形块的间隙为0.3-0.4mm。
径向轴承和推力轴承都采用强制润滑,油压和油量见管路图。
径向轴承具有方向性,不能反装。
推力轴承体(288)中开面上设有调节推力轴承回油量的孔板。
在进油法兰上也装有孔板,必要时可进行调节。
轴承采用强制润滑,油量见管路图。
机械密封和水力节流密封都是经常采用的轴封密封形式。
密封的作用是动环和静环的密封面存在一个非常窄的轴向间隙,为了获得长期使用寿命,必须防止损坏密封面特别是在电站初次调试时(因为锅炉给水中的杂质是有害的)在泵运行时由于两接触面的磨损作用,使密封室的温度升高,为防止产生汽化现象就必须把汽化的热量带走。
因此围绕密封室设计了一个冷却室。
除此之外在密封室内部的循环液体还通过封闭式的冷却管路进行循环。
为对闭合冷却回路内的循环液体进行冷却,给每个机械密封提供一个冷却器,并提供二个磁性过滤器以达到净化水的目的。
机械密封循环如图7-4所示。
图7-4机械密封循环
动环座产生的压力水通过冷却器,磁性过滤器(M)返回到机械密封。
在运行期间,为了净化,磁性过滤器可以通过阀门(V)隔离。
冷却器应位于轴线的上部,利用虹吸作用以弥补在低转速时动环的泵送能力不足。
利用阀门“V”隔离开磁性过滤器“M”。
当机械密封冲洗液温度达到预定的报警温度时就必须清洗磁性过滤器的滤网口(温度设定值参看测点图)。
如果由于过滤器的填塞(污物积聚)而使温度在短时间内迅速上升,应尽快查明原因并根除之。
泵调试前,要彻底排净循环系统内空气。
在机械密封的间隙内仅允许有非常有限的滴漏。
通向冷却器的管路温度不得超过80℃。
如果装有暖泵装置,在暖泵期间,应随时规定机械密封的温度,使之不超过80℃。
水力节流密封已经被广泛的应用于锅炉给水泵的轴密封,其最大优点就是运行可靠。
因为给水泵的吸入压力较大所以需要较长的节流轴封。
如果使用中途排出注水的节流轴封,就可以缩短节流轴封的长度(如水力节流轴封压力控制图)。
其控制系统有两种:
压力控制系统和温度控制系统。
压力控制系统:
压力控制系统如图7-5所示。
冷凝注水大约在华氏100度从冷凝水泵排出,经过管道中的过滤器便进入节流轴封。
预先设定的压差是高于回路约15-25PSI。
冷凝注水会流向泵内并和向泵外泄露的泵液混合,然后流出至除氧器的回收集柜,参加锅炉给水泵的供水系统。
温度控制系统:
水力节流密封温度控制如图7-6所示。
温度控制系统利用控制器预先设定从轴封被排出的冷凝水温度,通常设定于华氏150度。
而注水的压力约相等于锅炉给水泵的吸入压力。
进入节流轴封的水包围泵轴和轴封套并加以冷却。
泵组内的高温泵液会和冷凝注水混合,约华氏150度便离开泵体泄露出来。
因压力已被节流轴封降低,故被排出的水不会有闪化现象。
此种设计冷凝注水是不会流入泵组内的。
流出的混合水应回收参加锅炉给水泵的供水系统。
平衡装置功能:
泵采用首级双吸及其它叶轮对称布置形式并设有平衡水管和泄压套,有利于平衡其轴向力。
其残余轴向力由推力轴承来承受。
图7-5水力节流密封压力控制
图7-6水力节流密封温度控制
四、电动给水泵
电动给水泵MDG346结构如图7-7所示
第三节液力耦合器
一、液力耦合器工作原理
液力耦合器是安装在电动机与泵之间的一种传动部件,从电动机至液力耦合器和液力耦合器至水泵之间是采用挠性联轴器联接并进行功率传递的,而液力耦合器与一般联轴器不同之处是通过工作油来传递和转换能量。
液力耦合器的基本配置如图8-17所示。
它由主动轴4、泵轮(B)、涡轮(T)、从动轴5以及防止漏油的旋转内套7等组成。
泵轮与涡轮分别装在主动轴与从动轴上,它们之间无机械联系。
旋转内套在其外缘法兰处用螺钉与泵轮相联接。
泵轮和涡轮的轴心线相重合,内腔相对布置,两轮侧板的内腔形状和几何尺寸相同,轮内装有许多径向辐射形平面叶片3,两轮端面留有适当的间隙δ,构成一个液流通道6,叫做工作腔,工作腔的轴面投影称为循环圆,又叫做流道。
运转时,在液力耦合器中充满工作油,当主动轴带动泵轮回转时,泵轮流道中的工作油因离心力的作用,沿着径向流由泵内侧(进口)流向外缘(出口),形成高压高速油流。
在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速,冲入涡轮的进口径向流道,并沿着流道由工作油动量矩的改变去推动涡轮,使其跟随泵轮作同方向旋转。
油在涡轮流道中由外缘(进口)流向内侧(出口)的过程中减压减速,在出口处又以径向相对速度与涡轮出口圆周速度组成合速,冲人泵轮的进口径向流道,重新在泵轮中获取能量。
如此周而复始,构成了工作油在泵轮和涡轮两者间的自然环流。
在这种循环中,泵轮将输人的机械功转换为工作油的动能和升高压力的势能,而涡轮则将工作油的动能和势能转换为输出的机械功,从而实现了电动机到水泵间的动力传递。
根据力学中的平衡原理,液力耦合器在稳定运转时,作用在耦合器旋转轴方向上的外力矩之和应等于零。
因而,如果略去不大的耦合器外侧的鼓风和不计轴承等阻力扭矩,则作用在泵轮轴上的扭矩MB,必然等于涡轮轴输出的扭矩MT,即
MB=MT(7-1)
输人功率和输出功率的比值,就是耦合器的效率,即
(7-2)
式中:
为涡轮的角速度,rad/s;
为泵轮的角速度,rad/s;
i为转速比。
泵轮转速
与涡轮转速
之差与泵轮转速的比值,称为转差率或滑差,用S表示,即:
(7-3)
由式(7-3)可以看出,耦合器的滑差与效率的关系为
(7-4)
可如前所述,耦合器在运转时,动力的传递是依靠泵轮和涡轮之间能量的交换进行的。
当泵轮和涡轮以同样的转速回转时,这时液力耦合器就如同刚性联轴器,它的传动效率为1,传动扭矩为0。
这就意味着泵轮工作油的出口压力,等于涡轮工作油的进口压力,工作油不存在压差。
没有压差就没有环流,所以工作油的循环流动油量为0,即虽然有油,但并不流动。
反之,如果涡轮不转(相当于给水泵停运状况),而泵轮在固定转速下有一定的转动扭矩,但没有将动力传递给涡轮,这时传动效率等于0,传动扭矩最大。
由此可得,在泵轮转速
和工作油的密度ρ产为某一定值时,液力力耦合器的特性如图7-18所示。
液力力耦合器采用德国VOITH的R16K450M。
YOT51型液力偶合器,是高速的原动机与工作机之间的无级调速装置。
该系统的液力偶合器是将偶合器的主体部分和一对增速齿轮、工作油、润滑油管路合并在一个箱体中,箱体的下部作为油箱,使得箱体和油箱组成一个紧凑的整体。
偶合器与电机以及给水泵之间的动力传递由联轴器来完成,输入转速有一对增速齿轮增速后传到泵轮轴,泵轮和涡轮之间由工作油来传递转矩。
原动机的转矩使工作油在泵轮中加速,然后工作油在涡轮中减速并对涡轮产生一等量的转矩,工作油在泵涡轮间循环是靠两轮间滑差所产生的压差来实现。
因此,要传递动力,两轮之间必须有滑差。
选用偶合器时,应保证在满载全充液的情况下有一低的满载滑差。
输出转速可通过调节泵涡轮间工作腔内的工作油充液量来调节,而工作腔的充液量由勺管的位置所决定。
由于滑差造成的功率损耗将使工作油温度升高,为了消除这些热量,必须冷却工作油。
图7-18液力力耦合器的特性
为了使耦合器在传递动力时具有较高的效率,通常取S=0.03时所能传递的扭矩作为额定扭矩,即耦合器在额定工况下运转时,传动的效率约为0.97。
耦合器的上述特性使其在启动、防止过载及调速方面具有极大的优越性。
因为电动机只和耦合器的泵轮相联接,启动前如将耦合器流道中的液体排空,那么电动机启动时只带上耦合器泵轮部分惯量而轻载启动,之后再对耦合器流道逐步充油,就能逐步可控地启动大惯量负荷。
另外,在正常工作时耦合器有不大的滑差,当从动轴的阻力扭矩突然增大时,耦合器的滑差会自行增大,甚至使从动轴制动(S=1.0),此时电动机仍可继续运转而不致停车,因此耦合器可防护整个动力传动系统免受冲击,防护动力过载。
图7-18是对流道中充满工作油的情况下得出的耦合器特性。
如果在流道中只充以一部分油,则由于循环流量减小,在同一滑差下,耦合器所传扭矩自然较全充满时为小。
在耦合器上装以调速机构后,就可以在运转中任意改变耦合器流道中工作油的充满程度,因此,在主动轴转速保持不变的情况下可以实现从动轴(负荷)的无级调速。
在泵轮转速
等于常数下,涡轮转速
与循环油量q的关系如图7-19所示。
二、液力耦合器的结构和性能
YOT51型液力偶合器
三、液力耦合器的油系统
耦合器两个回路供油:
a工作油回路:
用于耦合器本身传动及调速
b润滑油回路:
向机组所有润滑点提供压力油
汽动给水泵机组的润滑油,由汽轮机润滑油站供给。
润滑油回路:
主油泵从油箱吸油经逆止阀,安全阀,润滑油冷却器,双联过滤器向轴承压力开关和齿轮供油,在安全阀
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- 第七章 主要水泵瑞金 第七 主要 水泵 瑞金