摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文介绍了循环水泵出现气蚀问题后，通过堆焊叶轮气蚀部位，切削叶轮直径改变泵的必需气蚀余量，成功解决泵气蚀问题，并实现了较好的经济效益。
关键词：循环水泵；叶轮；堆焊；切削
引言
针对现如今的循环水泵而言，节能问题是很多专业人士所关注的，因此对循环水泵以节能为目的展开改造，对社会经济的快速发展和能源的节约使用起到了重要的作用。以防城港某厂在本世纪初期安装并投入生产的4台循环水泵为研究对象，对其在试用期间发生的问题展开详细的研究，并针对这些问题提出有效的改善措施，在改善循环水泵的节能状况进而创造经济效益的同时，可最大限度地节约能源。
1火力发电厂系统概况
某火力发电厂一期2*600MW工程#1，#2机组各设计两台循环水泵，为机组提供循环冷却水，一备一用。水泵运行过程中，电机平均电流为300A左右（额定电流292A），电机长期运行在额定电流以上，对电机有损害，而且能耗高。为降低设备能耗、节约能源，公司与南京某科技有限公司合作对公司2A循环水泵进行节能改造。改造前，我们对2A循环水泵的基本参数、实际运行参数（流量、扬程、电流、电压等）等数据进行了采集。
2循环水泵配置情况
循环水共配置4台循环水泵，并联从集水池取水，4台泵编号为1A,1B，2A,2B。泵均山东某水泵厂产品，机泵主要资料如下表。
3故障发现及采取措施
3.1节能水泵技术原理
①多工况水力优化设计技术。利用CAD/CFD软件通过采用三元流设计方法、多工况水泵水力优化设计技术、分流叶片技术等对水泵进行多工况优化设计，叶轮相邻叶片交错式布置，叶轮进口面积大、进口无漩涡、运转平稳损耗低，具有低脉冲和优化流动的性能，叶轮产生的轴向力利用其叶片的对称布置而平衡，实现低噪音、零振动。并且水泵具有较宽的高效工作区，随着环境温度变化泵在不同工况都能高效率运行，从而降低水泵运行功率。②流道处理。通过流道打磨、纳米涂层披覆（对水泵叶轮和流道涂以高分子复合材料涂层）等先进的水泵生产手段，提高水泵叶轮、泵壳的表面光洁度，降低过流阻力，从而进一步提高水泵的效率，降低轴功率，达到节能目的。同时，叶轮流道所使用的高分子复合涂层材料具有抗汽蚀、防腐蚀、耐磨损的功能，从而明显延长水泵的使用寿命。
3.2改变材料并提高精度
当普通水泵工作时，水泵叶轮圆盘摩擦耗损量一般占轴功率的3%～10%，存在较大范围的原因，主要是叶轮表面的粗糙程度各不相同而导致的。例如，叶轮的材料有铸铁的，也有铸钢的，叶轮的表面比较粗糙，当水流长期经过叶轮表面时会对圆盘产生相当大的磨损。同时，离心泵在高速旋转过程中，由于叶片的形状为扭叶片形状，而铸造的叶轮又与设计值存在明显差异，这种差异会导致水泵在运转时产生较大的动能耗损。针对以上问题，在制造叶轮时将铸铁或铸钢的材料变成不锈钢材料，这种材料表面光滑，且具有一定抗腐能力，然后将精加工技术合理、科学地运用其中，既能解决叶轮运行效率低，消耗电能、动能大的问题， 还能延长叶轮的使用年限。
3.3保持叶轮流体性能
叶轮堆焊后，表面非常粗糙，流体的阻力大，会降低机泵效率和运行性能，故叶轮焊接后修复工作较为重要，本次由高级钳工采用细砂轮打磨方式进行表面处理，处理后的焊接表面光洁度高，且叶轮曲线保持较好。
3.4改变泵性能曲线
按照新核定的扬程，对循环水泵叶轮进行叶切削，依据叶轮切削原理，扬程为叶轮外径成平法成正比，流量与叶轮直径成正比，将叶轮外径由678mm，减小为655mm，切割了23mm，该举措能够实现：第一，降低泵的轴功率，可以使原只能开度30%的出口阀全开，降低出口阀流阻，起到较好的节能效果；第二，改变泵性能曲线，降低必须汽蚀余量是数值，减少汽蚀发生可能性。泵的气蚀余量与泵的进口部分的运动参数有关，气蚀余量曲线是一条随流量增大的上扬曲线，对于既定的泵，在改变泵的流量下，泵的气蚀余量会变化，即对循环水泵叶轮的切削，降低了泵的流量，从而降低的泵的气蚀余量。在泵安装高度和循环水吸水池液位高度无法改变的情况下，这次措施是唯一能够解决泵气蚀问题的手段。
3.5经济性分析
（1）循环水泵节电分析。循环水泵的耗电存在差异的原因主要由电机的型号所决定，通过对电机更换之前和更换之后的动态、静态试验，以及运行参数展开的统计对比，得出在以能够满足机组运行为基础，其耗电的实际差别。通过对比达到了节能、降耗、降低发电成本的目的。（2）循环水泵对真空的影响。影响汽轮机经济运行的主要原因是真空，当真空有所提升时，热耗便会相应降低0.8个百分点。随着机组运行时间的延长，真空便会低于设计值，当真空降到一定数值，在排气室温度过高的情况下存在的危害是：①轴承室和低压缸会受到膨胀，在其作用之下汽轮机便会产生振动；②因热变形和热膨胀的结果，会使端部汽封径向间隙相应减少；③若排气温度升到一定程度时，与之相联系的凝汽器温度也会相应升高，而引发管板上的铜管胀口松弛，凝汽器的严密性便会遭到破坏；④当真空降低，排气压力相应升高，汽轮机的焓降减少，当迸汽量保持不变，因焓降与负荷是正比关系，所以机组的出力便会受到限制。
3.6富余扬程测算
循环水系统给水系统管网压力为0.45MPa,而循环水额定点扬程为55m，实际运行时泵出口压力达到0.6MPa(受电机额定电流影响，出口阀只能开30%)，因此，循环泵扬程富余较大。利用标准表，测量出泵的进出口压力差为0.56MPa,根据扬程公式H=P/ρ,泵的必须扬程为43m，如果按照该扬程切削叶轮，循环水泵的流量会降低较多，为了保障泵流量，最终确定泵扬程为50m。
4循环水泵节能改造成效的验证
虽然水泵的进口、出口静压值的变动，以及当叶轮两侧的压力差一定时，循环水泵再进行节能改造之前、改造之后所消耗的电能功率可以进行比较精细、准确的计算，然而水泵流量变化的精准度却无法测量。这是由于目前为止，针对大管径的流量进行测量的工具，只有超声波流量计能够完成，但是在经过一段时间运行之后的循环水管，会有很多锈迹和被腐蚀的凹陷存在于关闭的内侧，针对这种情况，超声波流量计也无法对循环水流量进行比较准确的测量。此时，如果循环管道系统和运行模式未发生变化，就要对循环水泵的出口管道、进口管道的静压值进行测量，然后依据静压值发生的改变进而对循环水泵节能技术改造之前、改造之后流量数据的变化情况进行判断，进而审核该技术改造的效果。
结语
通过改造的循环水泵，运行更加稳定，泵体振动由原来的2.2mm/s下降到1.6mm/s以下，大大提高了机泵的运行可靠性，截至目前，已经完成了8台机泵叶轮焊接修复，进行叶轮切削改造，均一次性成功试车，为公司取得了较好的经济效益，本项目成功实施，在遇到同样问题可以具有借鉴意义。
参考文献
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论文作者:刘志宇
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
标签：水泵论文; 叶轮论文; 气蚀论文; 扬程论文; 节能论文; 余量论文; 流量论文; 《中国电业》2019年第11期论文;