锅炉给水泵诱导轮的设计与应用
1.引言
锅炉给水泵(以下简称给水泵)是火力发电厂最重要的辅机,其稳定性和可靠性对整个发电系统的安全运行至关重要。随着电力工业的发展,给水泵也随 之向高速、高压和高效化发展。要提高转速,就要提高给水泵的抗汽蚀能力。本文从改善给水泵首级叶轮进口条件的角度出发,对在首级叶轮前面加设诱导轮以降低 给水泵的必需汽蚀余量的方法进行了理论分析,提出给水泵诱导轮的设计方法,并结合工程实践说明增设诱导轮是改善锅炉给水泵汽蚀特性的一种行之有效的方法。
2理论与分析
给水泵发生汽蚀,主要是由于泵进口压力过低,导致首级叶轮进口处液体压力P8低于其汽化压力Pv而造成的。改善给水泵的汽蚀性能,就是要提高首级叶轮进口处液体的压力,改善进口流动状态。
带诱导轮的给水泵结构如图1所示,诱导轮与叶轮同轴,装在首级叶轮之前。诱导轮属于轻负荷的轴流式叶轮,其本身具有很强的抗汽蚀特性,作为轴流 式叶轮,产生的扬程可以提高首级叶轮进口处液体的压力,同时,经过诱导轮整流,进人首级叶轮的液体的流动状态更加稳定,从而提高给水泵的抗汽蚀能力。
3诱导轮的设计方法
给水泵增设诱导轮的目的是降低首级叶轮的必需汽蚀余量,因此它应具备以下功能:(1)诱导轮的参数与结构上能和给水泵首级叶轮很好地匹配;(2)诱导轮能产生足够的扬程以提高首级叶轮进口压力和流动状态;(3)诱导论本身应具有良好的抗汽蚀性能,保证自身不发生汽蚀。
3.1诱导轮的性能参数
1)流量
诱导轮的流量可按下式确定。
2)扬程
诱导轮产生的扬程应能满足首级叶轮人口的能量要求,保证给水泵不发生汽蚀,因此应有:
式中的NPSH,是给水泵的必需汽蚀余量,也是首级叶轮的必需汽蚀余量,其值可以通过给水泵的汽蚀试验得到。
3)转速
由于诱导轮和叶轮同轴,诱导轮的转速n等于泵的转速。
3.2诱导轮的几何参数
在确定了诱导轮的性能参数之后,接下来要做的就是确定诱导轮的进、出口尺寸、叶片安放角、叶片数以及轴向长度等几何参数,这些都是诱导轮的基本尺寸(见图2)。
1)径向尺寸
诱导轮的轮毅直径Dn一般根据给水泵的结构确定。
确定诱导轮的轮缘直径首先要求出轮缘平均直径的圆周速度:
2)叶片安放角与叶片数
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