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1000MW机组小机凝结水泵选型及异常分析摘要：国家电投沁阳发电分公司2×1000MW机组各配置一台100%单汽动给水泵组，且小机单配独立凝汽器、小机真空泵、小机凝泵，在小机凝汽器建立真空后，小机凝泵运行出现不出力，通过研究分析，对引起小机凝泵不出力的原因分析，提出了解决办法。
关键词：真空；凝结水泵；汽蚀；密封；空气1系统及设备介绍1.1小机凝结水泵在热力系统中系统布置小机凝结水泵是将小机凝结水从小机凝汽器热井中抽出，经过升压后进入主机凝汽器，中间设置有再循环调节，系统改造前见（图一）图1改造前小机凝结水系统1.2小机凝泵概况小机凝结水泵采用××集团生产的，XDYSP225M-6卧式双吸离心泵，功率30KW，扬程0.35MPa，必须汽蚀余量1.2米，凝结水泵性能参数见表1，泵轴伸出端采用NW300-8（约翰克兰）集装式机械密封，由泵体高压区域（压力0.20MPa）引出一路供水至两端轴承机械密封冷却。
表1凝结水泵性能参数2小机凝结水泵运行异常过程2.1现象运行人员2018年4月23日18：30 按照调试要求准备启动1号小机，19：00运行人员首先启动1号凝结水泵，但是在启动2号小机真空泵对凝汽器抽真空﹣70KPa时出现小机凝结水泵出力下降，调整出口再循环，关闭凝结水至主机凝汽器阀门，增加小机凝汽器水位，均告无效，汇报调试暂停1号小机启动。
2.2试验针对上述异常现象，立即进行相关试验，启动小机1号真空泵运行，做小机凝泵出力是否正常试验。
小机2号凝泵运行出口压力0.27Mpa，电流25A，启动小机真空泵逐步提升真空至-55Kpa，小机2号凝泵出口压力由0.27Mpa突降至0.08Mpa，停2号凝泵运行。
启动1号凝泵运行，小机真空提升至-76Kpa，凝泵出口压力由0.26Mpa缓慢降至0.08Mpa，试验结束停小机1号凝泵运行，停小机真空泵，破坏真空。
3原因分析3.1系统分析1）小机凝汽器水位400㎜在规程规定300-600㎜范围。
9F级燃气蒸汽联合循环热电联产工程凝结水泵选型分析张怀强摘要：凝结水泵采用调速控制以实现节能已成为燃气-蒸汽联合循环机组常规配置。
本文结合9F级燃气-蒸汽联合循环热电联产工程特点分析凝结水泵调速节能效果，并对永磁调速和变频调速两种方式进行技术经济比较，推荐凝结水泵采用一拖二变频调速。
关键词：凝结水泵；变频；永磁1概述本工程为9F级燃气-蒸汽联合循环热电联产项目，建设2台460MW级燃气－蒸汽联合循环热电联产机组。
机组年供热年利用小时数5000小时。
本工程作为集中供热热源，机组负荷必然随着热用户的生产情况变化而作调整。
对于采用工频定速运行的凝结水泵，机组的部分负荷运行功能意味着存在节流损失，而且机组负荷越低，凝结水泵电机的能耗损失越大[1][2]。
凝结水泵作为主要的大功率辅机，其流量随机组负荷调整有着明显变化[3][4]，因此对于凝结水泵应选择合理的调速控制方式，实现节能、增效的目标。
2调速节能的必要性和可行性2.1 节能效果本工程采用2×100%凝结水泵，根据热平衡计算初步选型如下：●型式：立式，筒形；●流量G=480t/h；●扬程H=260mH2O。
按照电机效率ηe =95%、定速泵传递效率ηc=99%、调速泵连接效率ηc=97%，分别计算机组负荷率在100%、75%和50%时，每小时凝结水泵的电耗进行对比。
在部分负荷状态下，非工频工作的变频器还需考虑厂房散热所需能耗，总效率再计入94%的系数。
按此运行模式，每年可节省电量：N=2.1×3000+128.4×2000+186.5×1000=449，600kWh通过上述分析可以看出，使用调速装置可以达到显著的节能效果。
2.2 经济性分析采用最小年费用方法进行比较，计算公式如下：A=P*I（1+I）n/（（1+I）n-1）+R+S=0.1019P+R+SA年费用P初投资R年运行费用N经济生产年（20年）I年利率，取6.55%S系统费用，此处取零初投资主要是设备费用，调速泵暂按1台进口变频器带2台凝结水泵的配置方式进行考虑。
中电投宁夏中卫热电厂规模为2×350 M W 级超临界燃煤直接空冷热电联产机组。
本期工程安装2台350 M W 级燃煤汽轮发电空冷机组，锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉。
(1)锅炉容量和主要参数(东方锅炉厂)。
过热蒸汽：最大连续蒸发量(B-MCR)∶1203 t/h。
额定蒸汽压力:25.5 MPa·a。
额定蒸汽温度:571 ℃。
再热蒸汽:最大连续蒸发量蒸汽(B-MCR)∶970.49 t/h。
进/出口额定蒸汽压力:4.54/4.34 MPa·a 。
进/出口额定蒸汽温度：326/569 ℃。
排烟温度：119 ℃。
锅炉保证效率（以低位发热值为基准）:93.8％。
(2）汽轮机容量和主要参数（哈尔滨汽轮机厂）。
铭牌功率：350 MW。
汽轮机型式：超临界、一次中间再热、双缸双排汽双抽汽直接空冷凝汽式。
高压主汽阀前主蒸汽额定压力:24.2 MPa ·a 。
高压主汽阀前主蒸汽额定温度:566 ℃中压主汽阀前再热蒸汽压力90%汽机高压缸排汽压力（再热系统压降按10%高压缸排汽压力考虑）。
中压主汽阀前再热蒸汽额定温度:566 ℃。
设计背压工况:12.0 kPa·a。
TRL工况背压:29 kPa·a （TRL）。
最终给水温度约280.7 ℃。
转速:3000 r/min。
旋转方向(从汽轮机向发电机方向看)顺时针。
最大允许系统周波摆动:48.5～50.5 Hz 。
一级工业抽汽（供汽）压力：～1.5 M Pa （调整抽汽）。
一级工业抽汽(供汽)温度：～406 ℃。
一级工业抽汽量：116.5 t/h （额定工业用汽）。
最大工业抽汽量：350 t/h。
采暖抽汽压力：～0.4 MPa(调整抽汽)。
采暖抽汽温度：～293.2 ℃。
额定采暖抽汽量：378 t/h。
平均采暖抽汽量：254 t/h。
自平衡多级泵厂长沙宏力水泵提供：
凝结水泵主要分为单级和双级。
单级：主要件有硅黄铜80-3铸成的叶轮通过键固定由45号优质碳素制成的轴上，凝结水泵叶轮装在由耐磨铸HT20-40铸成的泵体、泵盖所构成的泵工作室内，动力机通过联轴器带动支在轴承中的轴和叶轮，泵就工作，耐磨铸铁HT20-40制成的轴套，与衬套（6N6和4N6X2）之间有着水润滑的滑动轴承的作用，冷凝泵泵体后的填料函内装有填料环，及填料油浸石墨石棉绳，开口填料压盖，借助加长双头螺栓压紧填料，并可调整松紧，外部引入高于大气压的密封水，通过接管对准填料环，并在整个填料函内就形成隔绝空气侵入泵内的密封腔，同时阻止泵内水向外流，仅有少量的润滑水滴出。
在凝结水泵叶轮上开有平衡孔，使高压区与进口低压区沟通从而消除轴向推力，为了防止磨损泵体和泵盖，于修理,达到良好密封，在泵体、泵盖上装有密封环，泵体上部备有丝孔做为放气用，停车检修时，泵中之水从丝孔放出，为了方便凝结水泵泵体和泵盖的拆卸备有起盖螺钉（盖、体通用）进出口均备有测压孔。
凝结水泵选型计算书一、凝结水泵的选型条件凝结水泵要根据进口压力、背压和进水高度及排量负荷来选择合适的泵。
二、选型方法先计算相对于冷凝水被回收位置的整个有效扬程。
总有效扬程=泵至回收管的垂直扬程+回收管压力+下游管道摩擦压降知道了总有效扬程，通过凝结水泵选型图表（选型图表是基于进水压头0.3m）即可选择泵：1．沿纵轴（动压）上泵运行时的蒸汽压力画一水平线；2．标出扬程曲线；3．沿两者交点向下画一垂直线与横轴相交；4．记录横轴上读数,此读数为泵的排量,拿此排量和已经计算出的凝结水排量进行比较就可以选择合适的泵了。
注：如果进水高度不是0.3米,以上计算得出的流量需经相应表中系数修正。
三、选型计算按照以上方法和斯派莎克产品应用手册进行选型计算，本工程内凝结水泵动力气均采用0.35Mpa蒸汽：（一）成型车间1.目前成型车间内有4台空调机组,按每台每小时产生360Kg,凝结水计算,4台每小时产生凝结水1440Kg/h。
2.总扬程=7米(垂直扬程)+5米(延程阻力加局部阻力)+2米(末端余压)=14米因为是开式凝结水箱,总扬程只要满足将凝结水抬升到垂直高度及克服延程摩擦阻力及局部阻力后稍有余压既可。
3.根据以上计算, 当动力气为0.35Mpa蒸汽,扬程为15米时从选型表上可以查出DN50，MFP14自动泵的排量为3400Kg/h(进水高度0.3米,不需要修正)>1440Kg/h，满足使用要求。
4.故成型车间选用一台MFP14自动单泵，规格DN50,进水高度0.3米。
（二）压延压出裁断车间1.目前该车间内有8台空调机组，加上成型车间内有3台空调机组放置在本车间，所以一共有11台空调机组，按每台空调机组凝结水量为360Kg/h计算，每小时产生凝结水=11*360=3960Kg/h,动力管道每小时产生凝结水1000Kg/h,合计4960Kg/h。
2．总扬程=7米(垂直扬程)+6米(延程阻力加局部阻力)+2米（末端余压=15米因为是开式凝结水箱,总扬程只要满足将凝结水抬升到垂直高度及克服延程摩擦阻力及局部阻力后稍有余压既可。
凝结水泵配置专题研究摘要：凝结水泵是汽轮机热力循环中不可缺少的重要设备，本文就某300MW级火电机组工程的凝结水泵选型及变频做专题研究，对容量、技术方案和经济性等进行对比分析论述，从而选择最佳配置方案。
关键词：凝结水泵配置1 引言凝结水泵是凝结水系统的主要设备，凝结水泵同给水泵一样，在电厂尤其是在热电厂系统中有很重要的地位，其运行可靠性和经济性对于机组的安全、经济运行影响很大，因此需认真选择凝泵的配置方案。
2 凝结水泵台数及容量的选择目前，国内投运的300 MW级机组凝泵配置大部分为：2×110%最大凝结水量容量凝结水泵或者3×55%最大凝结水量容量凝结水泵。
在新版《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011) 第12.5.2条中这样规定“3 工业抽汽式供热机组或工业、采暖双抽式供热机组，每台机组宜装设2台凝结水泵；每台泵的容量应分别按100%设计热负荷下凝结水量和50%最大凝结水量计算，应取较大值。
”本工程设计中进入凝汽器的凝结水主要包括：汽轮机排汽凝结水，低加疏水，热网加热器疏水，其它补水。
在旧版《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）第10.5.2条中这样规定“供热式机组的凝结水泵台数、容量应满足下列要求：1、工业抽汽式供热机组或工业、采暖双抽式供热机组，每台宜装设两台或三台凝结水泵。
1）当机组投产后即对外供热时，宜装设两台110％设计热负荷工况下凝结水量或两台55％最低凝结水量的凝结水泵，两者比较取较大者。
2）当机组投产后需要较长时间在纯凝汽工况或低热负荷工况下运行时，宜装设三台110％设计热负荷工况下凝结水量或三台55％最大凝结水量的凝结水泵，两者比较取较大者。
2、采暖抽汽式供热机组，可装设三台凝结水泵，每台泵的容量为最大凝结水量的55％”。
本工程为超临界供热式机组，从五段抽汽对外供热，补给水正常补入凝汽器，供热抽汽凝结水冷却后回水暂全部回到凝汽器。
300MW级机组凝结水泵选型及控制比较作者：张晓红刘春梅高敏来源：《中国科技博览》2013年第16期摘要针对300MW级机组工程，对凝结水泵的选型在技术、节电各方面进行分析对比，为凝结水泵的选择提供依据。
关键词凝结水泵控制方式内馈调速变频调速中图分类号：TM621引言现在常规300MW级火电厂中，凝结水系统的主流程是从排汽联合装置下部凝结水箱引出经凝结水泵、凝结水精处理装置、汽机轴封加热器、三台低压加热器送至除氧器。
凝结水系统中的重要设备—凝结水泵的选择对整个机组运行情况有非常重要的作用。
特别是对于北方有采暖期和非采暖期区别的电厂来说，采用合适的凝结水泵配置，可以降低电厂厂用电，节约能耗。
对300MW级空冷供热机组配置的凝结水泵，在采暖期和非采暖期，其凝结水量差别很大，按照DL 5000-2011《火力发电厂设计技术规程》，每台凝汽式机组宜装设2台容量为最大凝结水量的110%；采暖抽汽式机组，可装设3台容量为最大凝结水量的55%。
但是在实际的运行中，仍然存在凝结水泵实际运行时偏离经济运行工况的现象，机组带部分负荷时偏离更远，电动机浪费电能多。
因为机组在低负荷运行时，凝结水泵的扬程高，凝结水系统阻力小，凝结水调节阀承受的压降大，电能损耗更多。
要解决此问题，可以采用调速凝结水泵。
正文在电厂中，凝结水泵实际运行偏离经济运行工况的主要原因有：1）按规定选取的凝结水泵容量比机组的最大凝结水量大10%。
此流量裕量主要考虑除氧器水位调节需要、凝结水泵老化裕量虽无具体数据，估计与给水泵4%～5%的老化裕量相当，老化裕量仅为凝结水泵而设，在凝结水系统中并不出现凝结水泵老化裕量对应的流量；2）按规定所选凝结水泵的扬程有裕量。
例如：从排汽联合装置下部凝结水箱到除氧器入口（包括喷雾头）的介质流动阻力按最大凝结水量计算后再加10%～20%的裕量偏大，由于在凝结水系统不出现凝结水泵老化裕量对应的流量，确定凝结水泵扬程时取10%的介质流动阻力裕量足矣；除氧器的计算压力在最大工作压力的基础上加15%的裕量偏大，因为给水箱有一定的贮水量，当除氧器短期出现某种不可预见的高压时，可通过调节凝结水流量使凝结水系统阻力与凝结水泵扬程达到平衡；3）制造厂提供的低压加热器和汽机轴封加热器的阻力一般为不大于某值，这些数值大于实际运行值；4）为了使除氧器真正成为一级回热加热器，大容量机组均采用滑压式除氧器，除氧器的工作压力高达最大工作压力的时间非常少；5）化学精处理装置，一般运行阻力在0.25MPa以下，但在树脂破碎等情况下可达到0.4～0.45MPa，所以凝结水泵选取时，一般取0.45MPa。
热电厂凝结水泵的选型设计
本文针对湛江晨鸣及福建赛得利两个项目的凝结水泵选型设计及布置，提出了热电厂凝结水泵选型设计及运行过程中应该注意的问题，防止和减轻凝结水泵运行时产生汽蚀，保证汽轮发电机组长期安全稳定运行。
标签：热电厂;凝结水泵;选型;汽蚀;
1实际工程概况
湛江晨鸣4#锅炉、5#汽轮发电机组项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的CC70-8.2/1.3/0.7型抽凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机纯凝工况凝结水排出量211.88t/h，凝汽器压力0.009MPa.a;最大中压抽汽工况凝结水排出量99.94t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;最大低压抽汽工况凝结水排出量125.71t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;夏季纯凝工况凝结水排出量217.22t/h，凝汽器压力0.0127MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.22m，最高水位标高+1.32m。
凝结水泵选型为150N150，卧式泵，正常运行点（保证效率点）流量110 m3/h，扬程120m;最大运行点流量120 m3/h，扬程120m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤1.3m，转速2950r/min，电机采用变频电机，三用一备，生产厂家为沈阳第一水泵有限责任公司。
赛得利（福建）纤维有限公司环保提升改造项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的N30-0.7型低压纯凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机正常纯凝工况凝结水排出量193.58t/h，凝汽器压力0.0068MPa.a;最大纯凝工况凝结水排出量223t/h，凝汽器压力0.0076MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.17m，最高水位标高+1.27m。
凝结水泵选型为6.5LDTN-7，立式泵，正常运行点（保证效率点）流量195 m3/h，扬程133m;最大运行点流量230 m3/h，扬程133m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤2.4m，转速1500r/min，电机采用变频电机，两用一备，生产厂家为上海凯泉泵业（集团）有限公司。
以上两个项目凝汽器冷却面积一样，汽机各工况下的凝结水量相近，设计时有值得参考之处。
目前，湛江晨鸣项目汽轮发电机组已稳定运行四年多，凝结水泵未发现汽蚀现象;赛得利项目汽轮发电机组已稳定运行两年多，凝結水泵也未发现汽蚀现象。
2、设计经验总结
2.1凝结水泵设计选型
《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-2011）对凝结水泵的台数、容量有明确的要求。
设计选型时，流量、扬程严格按照规范来进行计算。
2.2 凝结水泵防汽蚀计算
凝结水泵进口管路损失主要由两部分组成，一是沿程阻力损失;一是局部阻力损失，主要是弯头、三通、阀门、滤网等的阻力。
要保证水泵正常运行时不产生汽蚀，就必须满足下列条件：泵的吸入系统在泵入口处的有效汽蚀余量NPSHa 大于泵的必须汽蚀余量NPSHr，即：NPSHa>NPSHr。
根据泵的汽蚀余量确定泵的允许安装高度的计算公式为：
式中，[Hg]—泵的允许几何安装高度m;
P0—热井内液面压力Pa;
Pv—热井中的水在温度t下汽化压力Pa;因热井内的水接近饱和状态，故P0 ≈Pv;
γ—泵输送液体的重度N/m3;
Hf—凝结水泵吸入管路阻力损失m，根据具体管路计算，按经验值估算通常取0.2 m;
S—确保离心泵不发生汽蚀取的安全余量，通常离心泵取0.6～1m.
（1）对于湛江晨鸣项目，凝结水泵入口中心高度Hg=-0.2-（1.3+1）=-2.5 m;
凝结水泵入口管道中心标高应为：-2.5+0.22=-2.28 m，实际取值-2.42 m;
凝结水泵泵坑标高取-3.000 m;
（2）对于福建赛得利项目，凝结水泵首级叶轮中心高度Hg=-0.2-（2.4+1）=-3.6m;
凝结水泵首级叶轮中心标高应为：-3.6+0.17=-3.43 m，实际取值-4.22 m;
凝结水泵泵坑标高取-2.100 m;
说明：立式凝结水泵有效汽蚀余量计算时，泵的几何安装高度应计算至首级叶轮中心线，而非泵入口中心线，因此降低了泵的吸入口高度，提高了泵的有效汽蚀余量;通常立式泵的必须汽蚀余量比卧式泵要大，热电厂立式凝结水泵一般为多级筒袋泵，凝结水从外筒引入，入口一般在地坪以下，便于凝结水管从热井敷设至泵进口，凝结水经过泵轮升压后上升至出口，出口一般比入口高，便于管道布置。
立式泵的外筒长度H可以定制，H ≥NPSHa，订货时可在技术协议中明确提出要求。
立式泵根据热井出水口实际标高可布置在主厂房0m以上，方便维护，检修方便;而卧式泵一般布置在0m以下的大坑内，维护空间受限，检修不便。
2.3 设计及运行中需要注意的事项
（1）泵选型时可向厂家提出要求，尽量选用必须汽蚀余量小的泵。
比如要求：首级叶轮采用双吸叶轮，或增大首级叶轮的进口直径和增大叶轮叶片的进口宽度，以降低泵的入口流速;选择合适的叶片数量和冲角和采用抗汽蚀性能比较好的材料制成的叶轮或喷涂在泵壳叶轮的流道表面上，以延长泵叶轮的抗汽蚀性能。
（2）布置管路时，尽量减少凝结水泵入口的阻力损失。
比如：湛江晨鸣项目增大了凝结水泵的入口管径，与母管管径一致;赛得利项目将凝结水泵入口母管安装在和凝结水泵进口同样标高的位置，此布置可以减少使用弯头的数量;因截止阀的阻力系数比闸阀大得多，凝结水泵入口尽量使用水封闸板阀，少用水封截止阀，定期清理滤网等。
（3）实现凝汽器热井水位的自动控制。
实际运行时可使热井水位提高以增加热井与凝结水泵进口的液位差，一般热井水位以500mm左右为宜，此可增加凝结水泵的有效汽蚀余量。
（4）维持凝汽器的真空度。
热电厂实际运行中从汽轮机带各负荷工况以及经济性方面考虑，一般发电用汽轮机真空必须保证在0.9KPa以上。
选用质量优良的真空泵或者射水抽汽器或者射汽抽气器，尽量保持凝汽器的真空稳定。
如果凝汽器真空出现大幅度波动，热井液位也会随之波动，此会造成凝结水泵进口压力不稳定，因此泵也会产生汽蚀现象。
（5）监控凝结水泵系统运行工况，保持凝结水水质、水温正常。
1）应定时做好凝结水水质分析，防止凝结水硬度过高; 2）凝结水泵绝对禁止在最小流量以下运行，泵启动后应快速通过此区域，以免产生振动、噪音及可能的汽蚀。
3）凝结水泵启动或检修时，防止进口管路漏入空气，此会造成泵振动和产生噪音。
4）凝结水泵备用泵应定期投入运行。
建议同一台汽轮发电机组配用的2台或者3台凝结水泵在30～40天轮换运行一次，并保持备用泵经常处于正常状态。
3 结语
本文主要对热力发电厂凝结水泵的选型及布置设计做了简要的探讨，在满足泵的防汽蚀的前提下，本人建议使用立式泵，其可布置在0米以上，汽机间不需挖很大的凝结水泵坑，节省空间，同时检修巡检也方便。
泵运行过程中应加强日常的管理，定期检修，排出隐患，保证整个汽轮发电机组的长期稳定运行。
参考文献：
【1】张凯，郭建伟等，余热电站凝结水泵设计改进，2008.12
【2】胡中强，阮圣奇，某发电厂凝结水泵汽蚀原因分析及处理，2016.。
