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锅炉给水泵是热电厂不可或缺的关键设备,一台锅炉给水泵每小时消耗几千千瓦时的电量,提高给水泵的运行效率带来的节能收益非常可观的。本文设计了一台3DG电动高压锅炉给水泵,通过数值模拟和优化设计提高了水力效率,实现节能的目的,利用有限元分析验证了主要零部件的运行可靠性和稳定性。利用CFD技术研究了首级叶轮的汽蚀性能、次级叶轮的效率、径向导叶的效率。对影响效率较大的参数进行试验设计,并对多个方案进行CFD分析,借用“Minitab”分析软件进行优化分析,获得了最优水力模型的参数。采用ANSYS Workbench软件对3DG锅炉给水泵的关键零部件进行强度、刚度等方面的校核,验证整泵的可靠性和稳定性。本文的主要研究工作如下:1.基于CFD技术,对首级叶轮的汽蚀性能和流量、扬程、效率等参数进行模拟分析,以验证设计的合理性。利用CFX软件对首级叶轮的设计流量和大流量下进行汽蚀性能计算,结果表明:在额定流量下首级叶轮的必须汽蚀余量为8m,在大流量下首级叶轮的必须汽蚀余量为10m,均满足设计要求。2.采用正交试验设计方法对叶片包角和出口安放角进行优化设计,建立了叶片包角和出口安放角与水力效率和扬程之间的关系式,获得了次级叶轮效率最优的方案.3.研究了径向导叶进口冲角对水力效率的影响规律。研究结果表明:冲角对叶轮流道内压力分布没有影响,但对叶轮出口处压力分布有显著影响,随着冲角增大,叶轮出口处出现局部高压区,分布不均匀;改变正导叶进口冲角对泵效率无显著影响;在冲角为0°、2°、4°和6°时,流量-扬程曲线均出现驼峰;冲角为5°时,高效点在设计流量处,且流量-扬程曲线无驼峰。4.完成了整泵结构设计,对主要零部件按照经验公式进行计算并校核其强度、刚度及稳定性。结果表明:各主要零部件的强度、刚度及稳定性均符合要求。5.基于ANSYS软件完成了3DG锅炉给水泵的关键零部件的有限元分析。结果表明:泵轴的最大变形为0.091184mm,变形均匀、无突变现象产生,叶轮、穿杠、平衡盘、中段等关键零部件的强度校核结果显示总体变形均较为平缓、无突变现象产生。