600MW超临界锅炉给水泵叶轮出口宽度优化设计

2013年10月第41卷第19期机床与液压MACHINET0OL&HYDRAULICSOct．2013Vo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．018600MW超临界锅炉给水泵叶轮出口宽度优化设计梁卫兵，吴宝鑫，胡永海(上海电力修造总厂有限公司，上海201316)摘要：增加叶轮出口宽度是降低离心泵关断点扬程的典型方法。针对600MW超临界锅炉给水泵关断点扬程过高问题，分别提出4种增加叶轮出口宽度的方式对其进行改型设计。对其中1种改型方案通过试验方法研究，其余3种改型方案采用CFD方法研究。结果表明：采用移动前盖板出口的方法降低关断点扬程的效果最佳，其水力性能参数优于其余3种方法，运行流量为1250m／h时，相比于平行移动前盖板方法效率增加1．9％；叶轮出口宽度变化比与扬程变化比在一定范围内满足二次多项式回归关系。在此基础上，拟合出二次多项式方程。关键词：叶轮出口宽度；600MW超临界锅炉给水泵；关断点扬程；水力性能中图分类号：S277．9；TH311文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)19—066—4OptimizationofImpellerOutletWidthfor600MWSupercriticalBoilerFeedPumpLIANGWeibing，WUBaoxin。HUYonghai(ShanghaiPowerEquipmentManufactureCo．，Ltd．，Shanghai201316，China)Abstract：Thereisatypicalmethodforhydraulicperformanceofcentrifugalpump，whichiscalledwidthincreasingofimpelleroutlet．Fourmethodsofincreasingimpelleroutletwidthwereputforwardaimingat600MWsupercriticalpressureboilerfeedpumpcut—ofheadoverhigh．Testmethodwasintroducedtoinvestigateoneoffourincreasingimpelleroutletmethods，theotherswereusedCFDtoanalyze．Resultsindicatethatthemethodofmovingfrondshroudoutlethasthebestefectondecreasingpumpcut—offheadandhy-draulicparameters．Comparedwith“movingfrondshroud”，using“movingfrondshroudoutlet”，eficiencyisenhancedby1．9％．Therelationshipbetweenwidthratioandheadratiocouldbeexpressedbyquadraticpolynomialregression，thenthequadraticpolyno-mialequationwasfit．Keywords：Impelleroutletwidth；600MWsupercriticalpressureboilerfeedpump；Cut-offhead；Hydraulicperformance叶轮出口宽度是离心泵的主要几何参数之一，随着出口宽度的改变，扬程、效率也发生相应的变化。由于工程实践中经常用增加叶轮出口宽度的方法来调整离心泵的性能曲线，因此，研究叶轮出口宽度对离心泵性能影响至关重要¨。尽管增加叶轮出口宽度，理论“流量一扬程”曲线斜率降低，同时，泵高效点向大流量区域移动等结论已有研究成果，但迄今为止，对于采用何种增加叶轮出口宽度的方式最为合理尚无定论；叶轮出口宽度与泵水力性能参数的定量研究还是空白。随着计算机技术以及计算流体力学等学科的飞速发展，数值模拟与理论分析、试验研究等一起构成了研究泵内流动的重要方法，一方面可以节省试验资源，另一方面可以显示不能从试验工具中得出的流动特性的细节。针对个别电厂用户要求降低600MW超临界锅炉给水泵关断点扬程，以满足出口管路极限强度的设计，作者采用优化叶轮出口宽度的方法对该泵型进行改型设计，分别提出4种增加叶轮出口宽度的方法：平行移动前盖板；平行移动后盖板；移动前盖板出口；移动后盖板出口。基于平行移动前盖板的试验结果，验证该计算方法应用在600MW超临界机组锅炉给水泵设计中的可行性。在此基础上，利用CFD技术比较研究其余3种叶轮出口宽度增加方式对降低关断点扬程和水力性能方面的差异性，并针对最佳的叶轮出口增加方式拟合出口宽度增加量与关断点扬