Hayward Tyler海伍德泰勒泵在火電深度調(diào)峰中的技術(shù)應(yīng)用

深度調(diào)峰，顧名思義是指當(dāng)火電廠受電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差較大影響而導(dǎo)致電廠降出力、發(fā)電機(jī)組超過基本調(diào)峰范圍進(jìn)行調(diào)峰的一種運(yùn)行方式；深度調(diào)峰的負(fù)荷范圍超過該電廠鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷，也超過了電廠現(xiàn)有設(shè)備對充分脫硫脫硝的能力，同時增加了環(huán)保方面的更大需求，因此深度調(diào)峰的要求往往會伴隨著靈活性改造在電廠中的同步實(shí)施。

雖然此舉不可避免的增加了電廠的投入成本，用于設(shè)備的改造與維護(hù)，但由于我國在新能源發(fā)電技術(shù)上的迅猛發(fā)展，以及客觀上存在的煤電產(chǎn)能過剩問題，內(nèi)外因素必然使得煤電的靈活性改造勢在必行。

現(xiàn)在以及可見的未來，新能源在電網(wǎng)中的比例正在逐漸擴(kuò)大，對調(diào)峰電源的需求也逐漸升高，與新能源等電源相比，煤電具有很好的調(diào)峰性能。而對于以煤炭為主要能源的我國而言，高調(diào)節(jié)性的煤電廠就成為了最為現(xiàn)實(shí)的可行選擇。

勢在必行的深度調(diào)峰下，對于火電廠而言，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

當(dāng)負(fù)荷降低的時候，給水量降低，鍋爐水冷壁管進(jìn)水分配不均，增加了局部過熱的隱患；等離子點(diǎn)火系統(tǒng)通常被安裝于中下層燃燒器，而低負(fù)荷運(yùn)行時一般需要投用上層燃燒器；低負(fù)荷運(yùn)行時，鍋爐脫硝入口煙氣溫度降低，會造成脫硝SCR反應(yīng)器無法正常投入。

因此在面臨深度調(diào)峰時，就需要針對各類問題進(jìn)行靈活性改造，將設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，以保障設(shè)備能夠在滿足深度調(diào)峰要求的同時，高效、安全的運(yùn)行生產(chǎn)，并且兼具綠色與環(huán)保。

在這一點(diǎn)上，海伍德泰勒作為扎根于中國市場的鍋爐循環(huán)泵專家，一直致力于中國火電的發(fā)展與建設(shè)，最早可以追溯到1978年改革開放的第一縷曙光，泰勒泵就通過M.H.I公司為寶山電廠提供了6臺強(qiáng)制循環(huán)泵。從那一刻起，泰勒泵與中國火電結(jié)下了不解之緣。

時至今日，電廠在面臨低負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致SCR反應(yīng)器無法正常投入的難題時，鍋爐循環(huán)泵再一次的承擔(dān)起了解決難題的重任。

國內(nèi)外的鍋爐專家經(jīng)過研究總結(jié)出，通過增設(shè)再循環(huán)泵線路，用鍋爐循環(huán)泵將接近飽和的熱水再次送入省煤器入口管道，在此處與鍋爐給水匯合后并進(jìn)入省煤器入口集箱，提高進(jìn)入省煤器的工質(zhì)流量和溫度，降低煙氣放熱量從而提升省煤器出口煙溫，此種改造針對不同爐型極限升溫效果可達(dá)50℃左右，可完全滿足寬負(fù)荷乃至全負(fù)荷下SCR脫硝的煙溫調(diào)節(jié)需求。這種方法已經(jīng)在國內(nèi)外的電廠改造實(shí)踐中得到證明。

近年來，內(nèi)蒙京能京隆、國網(wǎng)能源大南湖、國華太倉、張家港沙洲、華潤鎮(zhèn)江等電廠的改造項(xiàng)目都采取了以上方法成功地實(shí)施了改造，他們在其增設(shè)的再循環(huán)線路上都采用了泰勒泵。

在所有改造項(xiàng)目安裝調(diào)試以及后續(xù)投運(yùn)期間，泰勒泵與總包方以及業(yè)主保持著頻繁的溝通與交流，不斷的根據(jù)業(yè)主所面臨的深度調(diào)峰實(shí)際情況而進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)、服務(wù)優(yōu)化。以我國北方某電廠為例，于兩年前將泰勒泵應(yīng)用于SCR改造系統(tǒng)中，后與我司保持密切的溝通，同步使用情況。

就運(yùn)行工況而言，用于調(diào)峰改造的鍋爐水再循環(huán)泵，與過去的鍋爐啟動循環(huán)泵、鍋爐強(qiáng)制循環(huán)泵有本質(zhì)的不同。鍋爐啟動循環(huán)泵只在鍋爐啟動與關(guān)停時，鍋爐負(fù)荷降低的時候才會使用。鍋爐強(qiáng)制循環(huán)泵是在鍋爐運(yùn)行的時候，與鍋爐一同不間斷的運(yùn)行。而SCR改造系統(tǒng)中的鍋爐循環(huán)泵則需要根據(jù)鍋爐負(fù)荷的不斷變化，不停的啟動、停止、再啟動、再停止。根據(jù)該電廠于去年春天3月份的數(shù)據(jù)，僅一個月內(nèi)，就已經(jīng)啟停24次。

這種頻繁啟停的工況對于泰勒泵來說并不陌生，歐美國家對火電的調(diào)峰要求開始于20年前，從那時起，海伍德泰勒就承接了很多類似的爐水泵改造項(xiàng)目，并在設(shè)計(jì)上進(jìn)行不斷優(yōu)化，使其不斷適應(yīng)頻繁啟停的工況。

國華太倉1#深度調(diào)峰改造爐水泵

河曲1#深度調(diào)峰改造爐水泵

調(diào)峰相關(guān)項(xiàng)目中鍋爐水再循環(huán)泵需要適應(yīng)頻繁啟停的工況，這其中帶來的挑戰(zhàn)，主要來源于鍋爐水循環(huán)泵特殊的無密封結(jié)構(gòu)，下面分別從三個工程角度來解釋海伍德泰勒如何應(yīng)對以及提供給用戶的建議。

1. 頻繁啟停對軸套軸瓦的挑戰(zhàn)

問題：

鍋爐循環(huán)泵的電機(jī)內(nèi)部是充滿除鹽水的，在每次啟停的時候，轉(zhuǎn)子從初速度加速到額定轉(zhuǎn)速的過程中，潤滑軸瓦和軸套之間的液膜沒有完全形成，軸瓦與軸套不可避免地發(fā)生輕微接觸產(chǎn)生磨損，同時增加了軸套位移的風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)對方法：

采用非同心分體式可傾斜軸瓦，這一結(jié)構(gòu)不僅被公認(rèn)為可以最大程度消除交叉徑向電磁牽拉力的影響，而且允許每一塊軸瓦在啟停期根據(jù)所處位置形成的水膜情況進(jìn)行獨(dú)立的自我調(diào)節(jié)，最大限度地減少發(fā)生磨損的可能性。同時按照API規(guī)范，在軸套的軸向定位的部位使用螺釘定位，徹底鎖住軸套，降低移位風(fēng)險(xiǎn)，增加可靠性。

分體可傾斜軸瓦

使用螺釘定位的軸套

2. 頻繁啟停對推力軸承承磨面和葉輪的挑戰(zhàn)

問題：

鍋爐循環(huán)泵都是立式懸掛式布置的，每次啟動和關(guān)停的階段，分別產(chǎn)生動態(tài)的向上和向下的軸向力，而由于此時潤滑推力盤和推力塊之間的液膜還沒有完全形成，電機(jī)內(nèi)接近蓋端的推力盤的上下端面不可避免和推力塊發(fā)生接觸產(chǎn)生磨損，隨著推力盤耐磨材料的磨損，葉輪和導(dǎo)流罩產(chǎn)生磨損的風(fēng)險(xiǎn)也將增加。

應(yīng)對方法：

按照API規(guī)范，配置葉輪耐磨環(huán)，讓耐磨環(huán)代替葉輪進(jìn)行磨損，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵部件葉輪的保護(hù)。同時，在推力盤承磨面附著PV值更高的增強(qiáng)耐磨層，增強(qiáng)耐磨層的耐磨屬性高于推力盤材質(zhì)，增加了推力盤整體的耐磨能力。

按在投入使用后的一年，提供使用頻率數(shù)據(jù)，進(jìn)行返廠檢測，而后制造商會根據(jù)磨損程度和使用頻率情況進(jìn)行計(jì)算，給出后續(xù)使用的建議和預(yù)估的未來更換耐磨材料的時間點(diǎn)。

配置金屬耐磨環(huán)的葉輪

附著增強(qiáng)耐磨層的推力盤

3. 頻繁啟停對主軸和葉輪聯(lián)結(jié)部位可靠性的的挑戰(zhàn)

問題：

用于靈活調(diào)峰改造的的鍋爐循環(huán)泵，通常采用高速電機(jī)，葉輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度接近3000轉(zhuǎn)，而正如在第2點(diǎn)中所寫到的，頻繁啟停的上下沖擊力，在對葉輪磨損的同時，葉輪與主軸的聯(lián)結(jié)部位的可靠性會受到極大的挑戰(zhàn)。

應(yīng)對方法：

采用API標(biāo)準(zhǔn)中的定位方式，用葉輪螺母和封口螺釘進(jìn)行雙重緊固處理。由于這里涉及到安全生產(chǎn)的問題，泰勒泵選用更高標(biāo)準(zhǔn)，以此作為最保險(xiǎn)的手段。

泰勒泵用葉輪螺母和封口螺釘進(jìn)行雙重緊固處理

此外，海伍德泰勒工程師強(qiáng)烈建議，根據(jù)啟停的頻率，在投入運(yùn)行后的12-24個月內(nèi)對設(shè)備進(jìn)行檢修，海伍德泰勒將根據(jù)磨損程度和使用頻率情況進(jìn)行計(jì)算，給出后續(xù)的檢修間隔。

泰勒泵是中國電廠鍋爐的老伙計(jì)，泰勒泵工程師的腳步也隨著新電廠，老電廠，老電廠的改造新應(yīng)用等等，走遍了祖國的萬水千山。

雖然泰勒泵在很多年前的改良中有過挫折，但依舊不畏艱難困苦，從電廠的實(shí)際使用情況出發(fā)，做好產(chǎn)品，用心服務(wù)。如各位讀者有任何希望泰勒泵進(jìn)行分享的，可以隨時留言，不論是安裝技巧，還是技術(shù)疑難，亦或者是不足之處，都可以提出，我們會盡可能的解答一切有關(guān)于鍋爐循環(huán)泵的問題。

典型案例：國家能源集團(tuán)太倉電廠深度調(diào)峰改造系統(tǒng)

2021年11月20日，江蘇省國華太倉發(fā)電有限公司2×630MW超臨界7、8號機(jī)組寬負(fù)荷脫硝改造項(xiàng)目，隨著海伍德泰勒品牌的鍋爐循環(huán)泵參與的系統(tǒng)整體調(diào)試運(yùn)行的成功，標(biāo)志著國華太倉電廠8號超臨界機(jī)組也已經(jīng)具備了參與深度調(diào)峰的能力。到目前為止，7號機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行也已經(jīng)進(jìn)入第二個年頭，各方面數(shù)據(jù)良好，泵運(yùn)行可靠。

該臺鍋爐啟動泵為海伍德泰勒根據(jù)項(xiàng)目需求而設(shè)計(jì)的無密封泵，電機(jī)額定功率595KW，額定電壓6000V。相對于傳統(tǒng)的強(qiáng)制循環(huán)泵和啟動循環(huán)泵，用于深度調(diào)峰改造系統(tǒng)的鍋爐再循環(huán)泵需要應(yīng)對不同的頻繁啟停工況。

海伍德泰勒的全球設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，從20年前就開始根據(jù)一部分歐美火電廠的深度調(diào)峰的需要，針對頻繁啟停工況帶來的挑戰(zhàn)，進(jìn)行了長期不斷的設(shè)計(jì)優(yōu)化，使現(xiàn)在的泰勒泵在適應(yīng)頻繁啟停工況上表現(xiàn)得更加可靠。