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摘要：本文针对湛江晨鸣及福建赛得利两个项目的凝结水泵选型设计及布置，提出了热电厂凝结水泵选型设计及运行过程中应该注意的问题，防止和减轻凝结水泵运行时产生汽蚀，保证汽轮发电机组长期安全稳定运行。
关键词：热电厂;凝结水泵;选型;汽蚀;
1实际工程概况
湛江晨鸣4#锅炉、5#汽轮发电机组项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的CC70-8.2/1.3/0.7型抽凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机纯凝工况凝结水排出量211.88t/h，凝汽器压力0.009MPa.a;最大中压抽汽工况凝结水排出量99.94t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;最大低压抽汽工况凝结水排出量125.71t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;夏季纯凝工况凝结水排出量217.22t/h，凝汽器压力0.0127MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.22m，最高水位标高+1.32m。凝结水泵选型为150N150，卧式泵，正常运行点（保证效率点）流量110 m3/h，扬程120m;最大运行点流量120 m3/h，扬程120m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤1.3m，转速2950r/min，电机采用变频电机，三用一备，生产厂家为沈阳第一水泵有限责任公司。
赛得利（福建）纤维有限公司环保提升改造项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的N30-0.7型低压纯凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机正常纯凝工况凝结水排出量193.58t/h，凝汽器压力0.0068MPa.a;最大纯凝工况凝结水排出量223t/h，凝汽器压力0.0076MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.17m，最高水位标高+1.27m。凝结水泵选型为6.5LDTN-7，立式泵，正常运行点（保证效率点）流量195 m3/h，扬程133m;最大运行点流量230 m3/h，扬程133m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤2.4m，转速1500r/min，电机采用变频电机，两用一备，生产厂家为上海凯泉泵业（集团）有限公司。
以上两个项目凝汽器冷却面积一样，汽机各工况下的凝结水量相近，设计时有值得参考之处。目前，湛江晨鸣项目汽轮发电机组已稳定运行四年多，凝结水泵未发现汽蚀现象;赛得利项目汽轮发电机组已稳定运行两年多，凝結水泵也未发现汽蚀现象。
2、设计经验总结
2.1凝结水泵设计选型
《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-2011）对凝结水泵的台数、容量有明确的要求。设计选型时，流量、扬程严格按照规范来进行计算。
2.2 凝结水泵防汽蚀计算
凝结水泵进口管路损失主要由两部分组成，一是沿程阻力损失;一是局部阻力损失，主要是弯头、三通、阀门、滤网等的阻力。要保证水泵正常运行时不产生汽蚀，就必须满足下列条件：泵的吸入系统在泵入口处的有效汽蚀余量NPSHa大于泵的必须汽蚀余量NPSHr，即：NPSHa>NPSHr。
根据泵的汽蚀余量确定泵的允许安装高度的计算公式为：
式中，[Hg]—泵的允许几何安装高度m;
P0—热井内液面压力Pa;
Pv—热井中的水在温度t下汽化压力Pa;因热井内的水接近饱和状态，故P0 ≈Pv;
γ—泵输送液体的重度N/m3;
Hf—凝结水泵吸入管路阻力损失m，根据具体管路计算，按经验值估算通常取0.2 m;
S—确保离心泵不发生汽蚀取的安全余量，通常离心泵取0.6～1m.
（1） 对于湛江晨鸣项目，凝结水泵入口中心高度Hg=-0.2-（1.3+1）=-2.5 m;
凝结水泵入口管道中心标高应为：-2.5+0.22=-2.28 m，实际取值-2.42 m;
凝结水泵泵坑标高取-3.000 m;
（2） 对于福建赛得利项目，凝结水泵首级叶轮中心高度Hg=-0.2-（2.4+1）=-3.6m;
凝结水泵首级叶轮中心标高应为：-3.6+0.17=-3.43 m，实际取值-4.22 m;
凝结水泵泵坑标高取-2.100 m;
说明：立式凝结水泵有效汽蚀余量计算时，泵的几何安装高度应计算至首级叶轮中心线，而非泵入口中心线，因此降低了泵的吸入口高度，提高了泵的有效汽蚀余量;通常立式泵的必须汽蚀余量比卧式泵要大，热电厂立式凝结水泵一般为多级筒袋泵，凝结水从外筒引入，入口一般在地坪以下，便于凝结水管从热井敷设至泵进口，凝结水经过泵轮升压后上升至出口，出口一般比入口高，便于管道布置。立式泵的外筒长度H可以定制，H ≥NPSHa，订货时可在技术协议中明确提出要求。立式泵根据热井出水口实际标高可布置在主厂房0m以上，方便维护，检修方便;而卧式泵一般布置在0m以下的大坑内，维护空间受限，检修不便。
2.3 设计及运行中需要注意的事项
（1） 泵选型时可向厂家提出要求，尽量选用必须汽蚀余量小的泵。比如要求：首级叶轮采用双吸叶轮，或增大首级叶轮的进口直径和增大叶轮叶片的进口宽度，以降低泵的入口流速;选择合适的叶片数量和冲角和采用抗汽蚀性能比较好的材料制成的叶轮或喷涂在泵壳叶轮的流道表面上，以延长泵叶轮的抗汽蚀性能。
（2） 布置管路时，尽量减少凝结水泵入口的阻力损失。
比如：湛江晨鸣项目增大了凝结水泵的入口管径，与母管管径一致;赛得利项目将凝结水泵入口母管安装在和凝结水泵进口同样标高的位置，此布置可以减少使用弯头的数量;因截止阀的阻力系数比闸阀大得多，凝结水泵入口尽量使用水封闸板阀，少用水封截止阀，定期清理滤网等。
（3） 实现凝汽器热井水位的自动控制。实际运行时可使热井水位提高以增加热井与凝结水泵进口的液位差，一般热井水位以500mm左右为宜，此可增加凝结水泵的有效汽蚀余量。
（4） 维持凝汽器的真空度。热电厂实际运行中从汽轮机带各负荷工况以及经济性方面考虑，一般发电用汽轮机真空必须保证在0.9KPa以上。选用质量优良的真空泵或者射水抽汽器或者射汽抽气器，尽量保持凝汽器的真空稳定。如果凝汽器真空出现大幅度波动，热井液位也会随之波动，此会造成凝结水泵进口压力不稳定，因此泵也会产生汽蚀现象。
（5） 监控凝结水泵系统运行工况，保持凝结水水质、水温正常。
1）应定时做好凝结水水质分析，防止凝结水硬度过高; 2）凝结水泵绝对禁止在最小流量以下运行，泵启动后应快速通过此区域，以免产生振动、噪音及可能的汽蚀。
3）凝结水泵启动或检修时，防止进口管路漏入空气，此会造成泵振动和产生噪音。
4）凝结水泵备用泵应定期投入运行。建议同一台汽轮发电机组配用的2台或者3台凝结水泵在30～40天轮换运行一次，并保持备用泵经常处于正常状态。
3 结语
本文主要对热力发电厂凝结水泵的选型及布置设计做了简要的探讨，在满足泵的防汽蚀的前提下，本人建议使用立式泵，其可布置在0米以上，汽机间不需挖很大的凝结水泵坑，节省空间，同时检修巡检也方便。泵运行过程中应加强日常的管理，定期检修，排出隐患，保证整个汽轮发电机组的长期稳定运行。
参考文献：
【1】张凯，郭建伟等，余热电站凝结水泵设计改进，2008.12
【2】胡中强，阮圣奇，某发电厂凝结水泵汽蚀原因分析及处理，2016.
关键词：热电厂;凝结水泵;选型;汽蚀;
1实际工程概况
湛江晨鸣4#锅炉、5#汽轮发电机组项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的CC70-8.2/1.3/0.7型抽凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机纯凝工况凝结水排出量211.88t/h，凝汽器压力0.009MPa.a;最大中压抽汽工况凝结水排出量99.94t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;最大低压抽汽工况凝结水排出量125.71t/h，凝汽器压力0.0065MPa.a;夏季纯凝工况凝结水排出量217.22t/h，凝汽器压力0.0127MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.22m，最高水位标高+1.32m。凝结水泵选型为150N150，卧式泵，正常运行点（保证效率点）流量110 m3/h，扬程120m;最大运行点流量120 m3/h，扬程120m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤1.3m，转速2950r/min，电机采用变频电机，三用一备，生产厂家为沈阳第一水泵有限责任公司。
赛得利（福建）纤维有限公司环保提升改造项目，汽轮机采用青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的N30-0.7型低压纯凝式汽轮机，配套5200m2 凝汽器，汽轮机正常纯凝工况凝结水排出量193.58t/h，凝汽器压力0.0068MPa.a;最大纯凝工况凝结水排出量223t/h，凝汽器压力0.0076MPa.a;凝汽器最低水位标高+0.17m，最高水位标高+1.27m。凝结水泵选型为6.5LDTN-7，立式泵，正常运行点（保证效率点）流量195 m3/h，扬程133m;最大运行点流量230 m3/h，扬程133m; 泵必须汽蚀余量NPSHr≤2.4m，转速1500r/min，电机采用变频电机，两用一备，生产厂家为上海凯泉泵业（集团）有限公司。
以上两个项目凝汽器冷却面积一样，汽机各工况下的凝结水量相近，设计时有值得参考之处。目前，湛江晨鸣项目汽轮发电机组已稳定运行四年多，凝结水泵未发现汽蚀现象;赛得利项目汽轮发电机组已稳定运行两年多，凝結水泵也未发现汽蚀现象。
2、设计经验总结
2.1凝结水泵设计选型
《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-2011）对凝结水泵的台数、容量有明确的要求。设计选型时，流量、扬程严格按照规范来进行计算。
2.2 凝结水泵防汽蚀计算
凝结水泵进口管路损失主要由两部分组成，一是沿程阻力损失;一是局部阻力损失，主要是弯头、三通、阀门、滤网等的阻力。要保证水泵正常运行时不产生汽蚀，就必须满足下列条件：泵的吸入系统在泵入口处的有效汽蚀余量NPSHa大于泵的必须汽蚀余量NPSHr，即：NPSHa>NPSHr。
根据泵的汽蚀余量确定泵的允许安装高度的计算公式为：
式中，[Hg]—泵的允许几何安装高度m;
P0—热井内液面压力Pa;
Pv—热井中的水在温度t下汽化压力Pa;因热井内的水接近饱和状态，故P0 ≈Pv;
γ—泵输送液体的重度N/m3;
Hf—凝结水泵吸入管路阻力损失m，根据具体管路计算，按经验值估算通常取0.2 m;
S—确保离心泵不发生汽蚀取的安全余量，通常离心泵取0.6～1m.
（1） 对于湛江晨鸣项目，凝结水泵入口中心高度Hg=-0.2-（1.3+1）=-2.5 m;
凝结水泵入口管道中心标高应为：-2.5+0.22=-2.28 m，实际取值-2.42 m;
凝结水泵泵坑标高取-3.000 m;
（2） 对于福建赛得利项目，凝结水泵首级叶轮中心高度Hg=-0.2-（2.4+1）=-3.6m;
凝结水泵首级叶轮中心标高应为：-3.6+0.17=-3.43 m，实际取值-4.22 m;
凝结水泵泵坑标高取-2.100 m;
说明：立式凝结水泵有效汽蚀余量计算时，泵的几何安装高度应计算至首级叶轮中心线，而非泵入口中心线，因此降低了泵的吸入口高度，提高了泵的有效汽蚀余量;通常立式泵的必须汽蚀余量比卧式泵要大，热电厂立式凝结水泵一般为多级筒袋泵，凝结水从外筒引入，入口一般在地坪以下，便于凝结水管从热井敷设至泵进口，凝结水经过泵轮升压后上升至出口，出口一般比入口高，便于管道布置。立式泵的外筒长度H可以定制，H ≥NPSHa，订货时可在技术协议中明确提出要求。立式泵根据热井出水口实际标高可布置在主厂房0m以上，方便维护，检修方便;而卧式泵一般布置在0m以下的大坑内，维护空间受限，检修不便。
2.3 设计及运行中需要注意的事项
（1） 泵选型时可向厂家提出要求，尽量选用必须汽蚀余量小的泵。比如要求：首级叶轮采用双吸叶轮，或增大首级叶轮的进口直径和增大叶轮叶片的进口宽度，以降低泵的入口流速;选择合适的叶片数量和冲角和采用抗汽蚀性能比较好的材料制成的叶轮或喷涂在泵壳叶轮的流道表面上，以延长泵叶轮的抗汽蚀性能。
（2） 布置管路时，尽量减少凝结水泵入口的阻力损失。
比如：湛江晨鸣项目增大了凝结水泵的入口管径，与母管管径一致;赛得利项目将凝结水泵入口母管安装在和凝结水泵进口同样标高的位置，此布置可以减少使用弯头的数量;因截止阀的阻力系数比闸阀大得多，凝结水泵入口尽量使用水封闸板阀，少用水封截止阀，定期清理滤网等。
（3） 实现凝汽器热井水位的自动控制。实际运行时可使热井水位提高以增加热井与凝结水泵进口的液位差，一般热井水位以500mm左右为宜，此可增加凝结水泵的有效汽蚀余量。
（4） 维持凝汽器的真空度。热电厂实际运行中从汽轮机带各负荷工况以及经济性方面考虑，一般发电用汽轮机真空必须保证在0.9KPa以上。选用质量优良的真空泵或者射水抽汽器或者射汽抽气器，尽量保持凝汽器的真空稳定。如果凝汽器真空出现大幅度波动，热井液位也会随之波动，此会造成凝结水泵进口压力不稳定，因此泵也会产生汽蚀现象。
（5） 监控凝结水泵系统运行工况，保持凝结水水质、水温正常。
1）应定时做好凝结水水质分析，防止凝结水硬度过高; 2）凝结水泵绝对禁止在最小流量以下运行，泵启动后应快速通过此区域，以免产生振动、噪音及可能的汽蚀。
3）凝结水泵启动或检修时，防止进口管路漏入空气，此会造成泵振动和产生噪音。
4）凝结水泵备用泵应定期投入运行。建议同一台汽轮发电机组配用的2台或者3台凝结水泵在30～40天轮换运行一次，并保持备用泵经常处于正常状态。
3 结语
本文主要对热力发电厂凝结水泵的选型及布置设计做了简要的探讨，在满足泵的防汽蚀的前提下，本人建议使用立式泵，其可布置在0米以上，汽机间不需挖很大的凝结水泵坑，节省空间，同时检修巡检也方便。泵运行过程中应加强日常的管理，定期检修，排出隐患，保证整个汽轮发电机组的长期稳定运行。
参考文献：
【1】张凯，郭建伟等，余热电站凝结水泵设计改进，2008.12
【2】胡中强，阮圣奇，某发电厂凝结水泵汽蚀原因分析及处理，2016.