Крупные котлы оснащены высокотемпературными насосами питательной воды для обеспечения стабильных пиковых режимов работы электростанции. 

Насос питательной воды котлов высокой температуры и высокого давления является основным оборудованием для обеспечения котловой водой тепловых энергоблоков. В сценариях, когда агрегат часто поднимает и опускает грузы и подвергается глубокому пиковому сглаживанию (всего 30 % BMCR или даже ниже), он играет роль стабилизации потока питательной воды, поддержания гидродинамики барабана/котла и подавления возмущений давления, что напрямую определяет безопасность пикового сбривания и скорость реагирования агрегата.

Основные трудности, с которыми сталкиваются насосы подачи высокотемпературной воды в пиковых условиях бритья

Широкий расход меняет условия работы, и легко попасть в гидравлически нестабильную зону. Нагрузка быстро падает, и расход питательной воды значительно снижается. Насос склонен работать в зоне горба, вызывая пульсацию давления, колебания расхода и усиление вибрации, вызывая колебания уровня воды в котле. При низких нагрузках необходимо использовать клапан рециркуляции минимального расхода, чтобы поддерживать безопасный поток насоса и предотвратить повреждение рабочего колеса кавитацией внутри насоса. Во время подъема пиковой нагрузки и снижения нагрузки клапан рециркуляции часто открывается и закрывается, а эрозия сердечника клапана и внутренние утечки являются распространенными неисправностями.

Сильные колебания температуры и давления, усталость материалов и уплотнений, высокая температура питательной воды (более 200°C, даже выше для сверхкритических агрегатов), пиковые нагрузки при запуске и остановке, а также переменные нагрузки приводят к тепловому удару. Корпус, рабочее колесо, вал и механические уплотнения подвергаются переменному тепловому напряжению, и могут возникнуть такие проблемы, как утечка уплотнений, повышение температуры подшипников и дисбаланс ротора.

Переключение насосного агрегата имеет большие помехи (параллельный паровой насос с несколькими насосами/однорядный). Традиционно два насоса питательной воды с паровым приводом производительностью 50 % + резервные электрические насосы часто требуют переключения насосов и параллельной работы насосов для снижения пиковых нагрузок. Хотя схема однорядного парового насоса упрощает систему, низкая нагрузка отклоняется от зоны высокой эффективности, требуя более высокой реакции регулирования скорости и требований к защите от помех. Если переключение источника пара небольшой машины (отсечение вспомогательного пара четырьмя насосами) во время процесса резки насоса не контролируется должным образом, это может легко привести к скачку давления питательной воды, превышению предельного уровня воды в барабане и срабатыванию защиты.

Регулировка скорости и управление муфтой подачи воды затруднены. Паровой насос использует небольшую паровую турбину для регулирования скорости, а электрический насос использует жидкостную связь/преобразование частоты. Во время пикового регулирования координация CCS, ПИД-регулятор уровня воды, скорость насоса и клапан рециркуляции связаны между собой несколькими переменными. Простой ПИД-регулятор с фиксированным параметром склонен к запаздыванию и выбросам, что влияет на быструю реакцию устройства на инструкции по диспетчеризации сети.

Если говорить об основных трудностях, то простое резюме решений выглядит следующим образом:

Он использует широкую стабильную гидравлическую модель с низким горбом + передний нагнетатель и оснащен многоступенчатым снижением давления и системой рециркуляции минимального потока с непрерывной регулировкой для расширения стабильного рабочего диапазона низкого расхода и подавления кавитации и пульсации давления;

Двухслойная термостойкая конструкция цилиндра, жесткий ротор и уплотнение, устойчивое к переменным рабочим условиям, выбраны для контроля скорости изменения температуры при переменной нагрузке и уменьшения термического удара и усталостных повреждений;

Оптимизируйте бесперебойную автоматическую логику переключения источника пара, параллельной накачки/отсоединения и предварительного выравнивания давления и скорости перед работой, чтобы уменьшить помехи в трубе подачи воды;

Модернизируйте трехимпульсное управление водоснабжением + многопараметрическое управление с упреждением нагрузки, установите два набора параметров управления высокой и низкой нагрузкой, чтобы соответствовать реакции АРУ устройства с глубоким пиком;

Он оснащен системой онлайн-мониторинга вибрации, смещения вала и пульсации давления, а также использует специальную стратегию сглаживания пиковых нагрузок и технического обслуживания, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу насосного агрегата в условиях частого подъема и опускания груза.

Ключевые моменты в конструкции корпуса насоса, который подходит для снятия пиков и обеспечивает стабильность

Гидравлическая модель: используется рабочее колесо с широким стабильным диапазоном для снижения выступа, расширения стабильного рабочего диапазона, подавления обратного потока и завихрения при низком расходе, а также снижения вибрации; многоступенчатая структура с двойной оболочкой подходит для высоких температур и высокого давления. Цилиндр изготовлен из жаростойкой стали Р91/Р92, устойчивой к термической усталости и ползучести, способной адаптироваться к частым колебаниям температуры.

Вал и уплотнение: жесткая конструкция ротора позволяет избежать критического диапазона скоростей при переменной нагрузке; используется высокоэффективное лабиринтное/механическое уплотнение, позволяющее выдерживать перепады давления и снижать риск утечек на этапах старт-стоп и пикового сглаживания; Подшипники скольжения усиливают контроль стабильности масляной пленки, предотвращая нестабильность масляной пленки на низких скоростях.

Выбор схемы привода

Насос питательной воды с паровым приводом (основные агрегаты большой производительности): небольшая паровая турбина имеет широкий диапазон регулировки скорости и подходит для крупномасштабного снижения пиковых нагрузок; источник пара небольшой машины можно переключить на вспомогательный пар при низкой нагрузке, чтобы обеспечить стабильную производительность небольшой машины.

Электрический насос подачи воды: в основном используется для запуска/резервного режима, оснащен гидравлической муфтой или преобразователем частоты высокого напряжения, подходит для запуска агрегата и режима ожидания с глубоким пиковым пиком.

Система рециркуляции минимального расхода: независимый рециркуляционный трубопровод + износостойкий многоступенчатый редукционный клапан минимального расхода с обратной связью по положению, быстрое открытие и закрытие, логически взаимосвязанный с потоком насоса, автоматическое открытие при низкой нагрузке во избежание кавитации; Для уменьшения эрозии и износа, а также снижения риска внутренних утечек можно использовать конструкцию с ступенчатым понижением давления.

Стратегия системы и управления (ключ к обеспечению стабильного регулирования пиковой нагрузки)

Оптимизировать автоматическую логику переключения насосов/параллельного подключения насосов во время процесса снижения нагрузки, постепенно уменьшая силу, включая рециркуляцию и автоматически отключая насос при выполнении условий; перед увеличением нагрузки и объединением насосов предварительно выравнивают скорость, давление и расход для уменьшения возмущений при слиянии; предел скорости изменения температуры (≤4°C/мин) установлен для переключения источника пара небольшой машины, а теплая труба полностью опорожнена, чтобы избежать воздействия пара с водой на небольшую машину.

Улучшенный гистерезис клапана рециркуляции + управление муфтой, динамическая связь скорость-расход-открытие клапана рециркуляции, чтобы избежать частых мелких дрожаний клапана; различать логику сглаживания глубоких пиков, заранее открывать рециркуляцию в интервалах низкой нагрузки, предотвращать внезапные падения расхода, вызывающие срабатывание защиты, а также учитывать безопасность и экономию энергопотребления.

Многопараметрический совместный контроль подачи воды: уровень воды в котле, давление в основной трубе питательной воды, скорость насоса и регулировка двери регулируются совместно; пиковая нагрузка и скорость снижения нагрузки ограничены, чтобы реакция системы водоснабжения не успевала за изменениями на стороне сгорания; Добавлено упреждающее управление для получения инструкций по диспетчеризации нагрузки и предварительной настройки производительности насоса для уменьшения динамических отклонений.

Мониторинг состояния в режиме онлайн: сбор данных о вибрации, смещении вала, температуре подшипников, утечках через уплотнения, давлении и расходе на входе и выходе; настроить специальную модель раннего предупреждения для пиковых условий сглаживания пиков, чтобы фиксировать гидравлические пульсации и отклонения в работе подшипников при низкой нагрузке, а также обеспечивать раннее предупреждение во избежание внезапных сбоев во время сглаживания глубоких пиков.

Основные моменты эксплуатации и гарантийного обслуживания

Перед регулировкой глубокого пика убедитесь, что клапан минимального расхода не заедает и не имеет внутренней утечки, а дренаж из отопительной трубы осуществляется плавно;

Переменная скорость нагрузки контролируется в соответствии с кривой, разрешенной производителем насоса, чтобы избежать термического шока, вызванного большим увеличением или уменьшением нагрузки за короткий период времени;

Регулярно проводить испытания стабильности насосного агрегата в диапазоне малых нагрузок, измерять и отображать фактическую рабочую характеристику насоса и подтверждать границу стабильной работы;

Основные ремонты включают в себя: эрозию рабочего колеса, уплотнений, золотника рециркуляционного клапана и подшипников. Усталостные потери узла с пиком значительно выше, чем у узла базовой нагрузки.

Краткое содержание одним предложением

Оснащенный большим высокотемпературным насосом питательной воды котла, он имеет широкую и стабильную гидравлическую модель, термостойкий корпус, несущий давление, и интеллектуальное блокирующее управление с регулировкой скорости, которое может адаптироваться к широкому диапазону глубоких пиковых условий агрегата. Он поддерживает стабильный расход и давление питательной воды во время быстрого подъема и падения нагрузки, а также стабильное горение при низкой нагрузке, подавляет возмущения уровня воды, обеспечивает гидродинамическую безопасность котла, а также улучшает характеристики частотной модуляции агрегата и надежность глубокого сглаживания пиков.

Если у вас есть какие-либо вопросы по выбору и технические вопросы о высокотемпературных насосах, добро пожаловать в Шэньян Кайнай, чтобы получить последние технические параметры и предложения.bo.yu@sykainai.com