1、循環水泵超功率的原因分析與處理摘 要：某電站循環水泵在首次啟動時，測量的數據結果說明循環水泵存在超功率、超流量的現象。在排除記錄儀表故障、精度等誤差后，對前述情況進展了詳細分析，最終確定了三點原因，文章綜合比照了五種處理方案，最終決定采用切割葉輪的方法，鑒定后確認泵的性能曲線根本滿足合同要求的性能曲線。關鍵詞：循環水泵；超功率；詳細分析；處理方案；葉輪切割；再鑒定前期某電站早在建立階段部分設備曾出現過一些技術問題，最終均得到順利解決。筆者近期負責了循環水泵的采購與參與了部分合同執行工作，為此對前期工程曾出現的部分技術問題進展了整理與歸納，以期對后續工程有所借鑒與參考。電站循環水泵以下簡稱“循泵

2、功能為向凝汽器提供冷卻水，某電站以下簡稱“P工程每臺機組配置兩臺循環水泵，供應商為國外廠家以下簡稱A，泵型為混流式、混凝土蝸殼循環水泵，齒輪箱與電機分包商也均為國外廠家。在安裝工作及靜態試驗完成，確認具備啟動條件后，便對該電站第一臺機組2號循泵002PO進展了首次性能試驗，數據顯示，在設計入口壓力下，循泵流量與電機功率均比系統要求的設計值高。隨后對該機組1號循泵001PO也進展了首次啟動，得到了一樣的結果。該電站建立承包方邀請循泵供貨A廠家現場效勞工程師到現場，親自啟動了001PO性能試驗，并更加準確地測量了相應試驗數據，確認此問題真實存在，各方隨即展開了原因分析及落實最終的處理方案。1 合同

3、中規定的性能參數原約定的參數見表1。2 現場測試結果在此過程中搜集了系統、設備的各項參數，現場泵性能試驗特性曲線如圖1所示。3 原因分析在確認循環水泵超功率的問題后，根據工作經歷及認真分析，鎖定導致該問題的原因有系統阻力偏低、泵實際轉速偏高與泵幾何尺寸偏大三個，詳細描繪如下。3.1 系統阻力偏低泵工作點為系統阻力曲線與泵性能曲線流量-揚程的交點，經過仔細核查，發現循環水泵系統的實際阻力遠遠低于設計阻力，在性能曲線不變的情況下，交點沿著性能曲線向右下方挪動，致使泵的揚程降低、流量增大。3.2 泵實際轉速偏高經調查發現，泵的設計轉速為160 rpm，但電機和齒輪箱的設計輸入卻為161 rpm，由于

4、實際制造過程中存在一定允許的偏向，在現場測得的循泵實際轉速為161.8 rpm，與設計轉速存在約1.13%的偏向。根據比例定律公式：致使流量、揚程、軸功率都增加，但據計算僅轉速增加不會導致功率的大幅上漲。3.3 泵葉輪的幾何尺寸偏大除本文討論的P工程外，廠家A在本次供貨前也曾為其他電站工程以下簡稱Q工程提供過循環水泵，二者使用了一樣的水力模型。根據相似定律，流量與線性比例因子的立方成正比，揚程與線性比例因子的平方成正比，而功率與該因子的五次方成正比，目前該比例因子的誤差值為2.4%，那么該誤差將導致循泵流量、揚程與功率的顯著增大。4 解決方案分析針對前述三種原因，制定如下四種解決方案。4.1

5、切割葉輪，減小葉輪直徑循泵為混流泵，滿足切削定律，相應公式如下：對循環水泵葉輪進展切割，根據上述公式可知，葉輪直徑減小，其它幾何尺寸不變忽略出口處葉片寬度的微小變化，可減小泵的流量，降低電機功率，但會使泵的揚程降低。另外，由于循環水流量增加，根據汽輪機組輸出功率和循環水流量的關系曲線，輸出功率可進步近0.08%約800 kW，但實際能否增加機組的輸出功率以及增加多少還與凝汽器是否能到達該流量下對應的真空值有關。綜上，該方法可以到達降低循泵流量與電機功率的目的；但所需工作量較大、施行難度也較大，預計4臺循環水泵全部車削葉輪，以及拆卸、安裝與調試共需5個月以上，無法滿足工程進度。4.2 更換齒輪箱

6、不對電機進展更換，僅更換齒輪箱，在電機轉速不變的情況下改變齒輪箱太陽輪和行星輪的轉速比，以降低水泵轉速。根據比例定律公式，轉速下降，流量、揚程和功率均可得到降低：為到達合同規定的技術性能要求，廠家A計算轉速需由原來的161.8 rpm降低至155.3 rpm，齒輪箱變比將由原來的1：4.6降低為1：4.8，轉速降低后水泵性能曲線將向下平移，可根本與合同要求的特性曲線重合。 綜上，該方法可以到達降低循泵流量與電機功率的目的，且較葉輪車削，工期短、工作量小；但由于需重新設計、制造齒輪箱，本錢較高，且齒輪箱的制造工期較長約1 a。4.3 增加循環水泵系統阻力由于循環水泵系統的實際阻力遠遠低于設計阻力

7、，那么可修改循泵蝸殼和涵道構造，或在凝汽器出水側管路中增加節流孔板，增大系統阻力，從而改變循泵工作點，到達進步揚程與減少流量的目的，但功率會稍有增加。在現有循泵嚴重超功率的情況下，該種方法不可取。4.4 更換大功率的電機現有循泵嚴重超功率，可考慮更換更大功率電機，但該種方案所需工期較長2 a，不滿足工程進度；而且更換的電機功率將到達8 000 kW，本錢較高，經濟型較差。5 最終采取的處理方案根據前述幾種方案的比照分析，在綜合考慮各種因素后，各方最終決定采用第一種解決方案，且根據計算切削后的性能參數：Q=126 000 m3/h，H=15 m，P=5 800 kW可以滿足循環水系統穩定運行工況

8、要求，同時，為保證葉輪切割質量，電站總承包方要求切削后的葉輪要單獨進展動平衡試驗。5.1 葉輪切削后以及性能試驗結果5.2 結論及平安性評價綜上，葉輪切削后，循泵流量、揚程和功率均得到了明顯下降，根本滿足了系統運行要求，雖然軸功率上漲較多，且電機輸入功率6 550 kW略微超過了電機額定功率6 500 kW，但據測試繞組溫升很低，電機廠家通過分析計算，認為即使在特殊工況下電機輸入功率短時到達6 700 kW，也不會對電機壽命造成影響。此外，循環水泵由LGD/LGE中壓盤供電，不影響LHA/LHB應急母線的負載，因此不影響應急柴油機的帶載才能，因此供電系統也是平安的。最終，電站營運者經過試驗、計