小型蒸汽鍋爐泵的節(jié)能
發(fā)布時(shí)間:2015年10月16日 09:59 閱讀:5414
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澤德
小型蒸汽鍋爐泵的節(jié)能
我國(guó)小型蒸汽鍋爐均為成套出廠。配套的鍋爐泵多數(shù)為臥式多級(jí)離心泵(GC型,DG型),1 t÷h以下的蒸汽鍋爐也配渦流泵,基礎(chǔ)按鍋爐額定壓力選擇給水泵。鍋爐泵在運(yùn)行中表現(xiàn)為能力大、電耗高。為節(jié)約用電,一些用戶配置了變頻器,采用調(diào)速節(jié)電。一些文獻(xiàn)也推薦采用變頻器,但變頻器投資高,而且往往達(dá)不到預(yù)期的效益。本文以臥式多級(jí)離心泵為例,尋求鍋爐泵節(jié)能新途徑。由于我國(guó)70萬(wàn)臺(tái)工業(yè)鍋爐中約2÷3為蒸汽鍋爐,因此小型蒸汽鍋爐泵節(jié)能具有現(xiàn)實(shí)意義。
鍋爐泵電耗高的原因
?。? )GC型、DG型鍋爐泵為多級(jí)離心泵,水泵規(guī)格少,缺少小流量泵,而且每個(gè)規(guī)格的流量差很大,每級(jí)葉輪揚(yáng)程高達(dá)20一25m。鍋爐泵選型時(shí)只能按就近規(guī)格選用。按我們習(xí)慣的設(shè)計(jì)原則:鍋爐泵流量是以鍋爐容量乘以一定的安全系數(shù);揚(yáng)程以鍋爐安全閥開啟壓力、管道阻力、位差之和乘以一定的安全系數(shù)來(lái)推敲的。這樣的設(shè)計(jì),容量一定偏大。但按效果選型,仍然沒有相應(yīng)的水泵,只能就近配置更大容量的水泵。以DZL2一1。25蒸汽鍋爐為例,按設(shè)計(jì)原則鍋爐泵Q=2。5m3÷h,H=160一180m,選用GC型鍋爐泵時(shí)因無(wú)相應(yīng)規(guī)格的泵,只能就近選用的泵。
?。?)GC型、DG型鍋爐泵原設(shè)計(jì)效率低,水泵NPSH值高。其葉輪為普通鑄造葉輪,對(duì)照粗糙;軸封為填料密封,易漏水;泵需用冷卻水;而且裝配不夠精致,水泵實(shí)際性能和樣本性能參數(shù)有較大差距。一些企業(yè)消耗的改善型GC型、DG型泵標(biāo)明有較高效率,但仍需配套很大功率的電動(dòng)機(jī)。
?。?)現(xiàn)鍋爐泵出廠時(shí)按鍋爐額定壓力配套,由于絕大多數(shù)蒸汽鍋爐不在額定壓力下運(yùn)行,很多鍋爐運(yùn)行壓力和額定壓力有很大差距。按額定壓力選型的鍋爐泵在實(shí)際運(yùn)行中的揚(yáng)程和流量均高于實(shí)際需要,其運(yùn)行效率也遠(yuǎn)離效率曲線最高點(diǎn)。以DZL2一1。25蒸汽鍋爐為例,實(shí)際運(yùn)行壓力0。6-0。8MPa,配套的鍋爐泵(1 GC一5×7)效率約為25%,多級(jí)泵的實(shí)際效率更低,估計(jì)GC型泵其實(shí)際效率僅為25%一35%。因此,鍋爐泵節(jié)能的重點(diǎn)是如何提高其效率。
3 GC型鍋爐泵變頻節(jié)電效果
不少文獻(xiàn)資料和變頻器消耗廠給出的變頻水泵節(jié)能效果計(jì)算公式:泵能耗與泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比。如果泵轉(zhuǎn)速是其額定轉(zhuǎn)速的1÷2,其能耗是其額定值的1÷8,節(jié)能87。5%,果真如此嗎?
蒸汽鍋爐在正常運(yùn)行中,絕大多數(shù)鍋爐供汽壓力變化范圍較小。變頻鍋爐泵接近于恒壓供水。從水力相似條件下的水泵特性公式可知:
Q1÷ Q2=nl÷ n2;Pl÷P2=(nl÷n2)2;N1÷N2=(nl÷n2)3
可見,鍋爐泵節(jié)電效果僅與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,而不是同三次方成正比。鍋爐泵變頻節(jié)電效果比想像的要小得多。
在水力相似條件下,水泵效率保持不變,即使鍋爐泵采用變頻調(diào)速節(jié)電,其效率仍然很低。
小型蒸汽鍋爐泵的節(jié)能
(1)蒸汽鍋爐泵節(jié)能須以提高效率為原則現(xiàn)在出口的或國(guó)產(chǎn)的立式多級(jí)管道泵,其效率曲線長(zhǎng)而平坦,對(duì)應(yīng)的流量范圍變化大,可在較大流量范圍內(nèi)保持較高的運(yùn)行效率。對(duì)DZL2-1。25蒸汽鍋爐,選擇CR3型給水泵,其效率抵達(dá)50%以上。流量范圍為1。6--4。0m3÷h,比GC型泵運(yùn)行效率至少提高1倍,節(jié)電達(dá)50%。該類泵規(guī)格多,流量間隔明顯,便于選型。
立式多級(jí)管道泵葉輪為不銹鋼沖壓成型,葉面潤(rùn)滑;采用機(jī)械密封,軸承為自潤(rùn)滑形式,不會(huì)漏水;水泵NPSH值小。安裝方便無(wú)需現(xiàn)澆基礎(chǔ),而且泵的振動(dòng)很小,運(yùn)行時(shí)認(rèn)為不到明顯的噪聲。由于該泵NPSH值小,運(yùn)行時(shí)不易損壞,可靠性很高。
?。?)應(yīng)改變?cè)O(shè)計(jì)理念
現(xiàn)有的小型蒸汽鍋爐多為臥式快裝鍋爐,多數(shù)鍋爐出力很難抵達(dá)額定出力,而且用戶在選用時(shí)已經(jīng)推敲了安全系數(shù),導(dǎo)致大馬拉小車的狀況。
GC型,DG型水泵性能不穩(wěn)(高效曲線不平坦,高效段對(duì)應(yīng)的流量變化范圍小),因此在設(shè)計(jì)選型時(shí)推敲了較大的安全裕量。立式多級(jí)管道泵高效曲線段長(zhǎng)且對(duì)應(yīng)的流量變化范圍大。在選用鍋爐泵時(shí)按鍋爐容量對(duì)應(yīng)的水泵即可。如DZL2一1。25蒸汽鍋爐選用CR3型泵即可滿足要求,對(duì)加長(zhǎng)爐排的快裝鍋爐,因其出力足,可減少一個(gè)型號(hào)選用鍋爐泵。
?。?)應(yīng)按實(shí)際運(yùn)行壓力選型
立式多級(jí)鍋爐泵每級(jí)葉輪揚(yáng)程為5一6m,按不同級(jí)數(shù)組裝的水泵其揚(yáng)程變化范圍寬,可滿足不同運(yùn)行壓力的鍋爐配套,從而確保鍋爐泵運(yùn)行效率不偏離效率最高曲線段。鍋爐泵應(yīng)由鍋爐設(shè)計(jì)者或應(yīng)用者根據(jù)實(shí)際運(yùn)行壓力選型。水泵最高揚(yáng)程為:鍋爐最高應(yīng)用壓力十(0。2-0。3)MPa。
?。?)特殊狀況下(水泵揚(yáng)程變化較大)采用的方法
對(duì)已按鍋爐額定壓力選擇的高效鍋爐泵,當(dāng)鍋爐降壓運(yùn)行后,由于離心水泵的特性,其運(yùn)行點(diǎn)右移,水泵揚(yáng)程下降,流量增加,效率下降。水泵NPSH上升,水泵易損壞。對(duì)此狀況,宜用變頻調(diào)速,使鍋爐泵照舊回到原流量范圍。在水力相似的條件下,下降水泵揚(yáng)程,使其效率仍保持在高效段,
在此條件下變頻水泵的節(jié)電效果與轉(zhuǎn)速的平方成正比,同樣比想像的要小得多。因此,除非有較大的揚(yáng)程變化,小型鍋爐泵安裝變頻調(diào)速效果不明顯。
?。?)小型蒸汽鍋爐泵應(yīng)以“效率”為選擇原則。用CR型多級(jí)離心泵替代原有的GC, DG型,可以節(jié)能50%以上。
?。?)小型蒸汽鍋爐泵選用時(shí)可不推敲安全系數(shù),遵循鍋爐噸位直接選擇相應(yīng)的水泵。
?。?)小型蒸汽鍋爐泵揚(yáng)程應(yīng)按實(shí)際運(yùn)行壓力選取,其揚(yáng)程為:最高應(yīng)用壓力+(0。2--0。3)MPa。
?。?)鍋爐泵變頻節(jié)電效果不明顯,在推敲給水泵節(jié)電時(shí)應(yīng)優(yōu)先推敲高效水泵。除非水泵揚(yáng)程富裕過大,可推敲變頻調(diào)速節(jié)電。
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