DG80-100锅炉给水泵的设计与研究

发布时间：2020-03-23 21:29

【摘要】：锅炉给水泵属于火电机组水系统关键部件,将除氧器、储水箱内具有一定温度、除过氧的给水、提高压力后输送给锅炉,为锅炉提供稳定的给水压力和流量,满足锅炉用水需求。350MW以上超(超)临界火电机组快速发展对锅炉给水泵的安全性、稳定性、效率提出了更高的要求。一旦锅炉给水泵在运行过程中出现故障,将造成机组停机,并给电厂造成重大经济损失。本课题根据某企业关于锅炉给水泵的研发需求,对叶轮和导叶等水力部件,及轴向力平衡机构等主要部件分别进行设计。在完成DG80-100型锅炉给水泵的水力和结构设计以后,采用数值模拟对该泵的外特性进行预测,并通过试验验证外特性预测的准确性,从而在数值仿真环境下对DG80-100锅炉给水泵的一些特性进行分析研究。论文具体内容如下:1)根据企业设计参数要求,按照比较可靠的速度系数法进行叶轮和导叶等水力部件进行设计,并绘制出叶轮和导叶的水力设计图;参照典型轴向力平衡机构,设计符合锅炉给水泵使用要求的平衡结构,提出了DG80-100型锅炉给水泵结构方案并绘制出装配图。2)根据设计的DG80-100型锅炉给水泵水力模型,利用相关软件对叶轮、导叶、进口流道以及出口流道等流体域进行实体三维建模,并采用实体贴合技术良好的非结构网格完成流体域的网格划分,预测DG80-100型锅炉给水泵的水力性能,利用试验验证数值仿真的正确性,并在此基础上分析不同工况下泵内流场的压力、速度分布变化规律,为锅炉给水泵性能的改进提供参考。通过计算得到该泵内部流动特性可知,所进行的水力计算模型与试验结果比较吻合,说明仿真计算模型可以如实反映该泵的真实工作情况;通过内部流动分析可知,该泵内部流动规律合理且水力设计正确,能够满足所需设计参数要求。3)以第三章的流场分析结果为基础,判断DG80-100型锅炉给水泵所设计的转子系统结构和材料是否合理,需要对该泵转子系统进行流-固-热耦合分析。首先对该泵转子系统进行流-热耦合分析,得到其在输送高温介质时内部的温度场。建立转子系统的实体模型,将与之对应的流场分析结果耦合到实体模型的表面,添加介质温度因素,从结果中可知泵转子系统内部温度分布比较合理且温差变化较小;其次对其转子系统进行流-固-热耦合分析,将上述计算所得的该泵转子系统内部流场和温度场加载在固体结构中,从而获得温度场和流场对转子固体结构的应力和应变,通过计算可知所设计的转子系统结构合理,选材正确。4)将DG80-100型锅炉给水泵转子系统作为研究对象,分析无预应力和有预应力两种情况下该泵的转子动力特性,使用WORKBENCH软件计算泵转子的临界转速,结果表明转子的激振频率能够避开共振的固有频率。
【图文】：

图 1.1 火电站汽水系统300MW 的发电机组国内很多火电建设中对国外进口锅炉给水泵依赖程度较高，其关键技术掌握在国外若干厂家和国内少数厂家。国外厂家如日本三菱重工、美国 FLOWSEVERPUMP 等都在高参数锅炉给水泵技术的研发上走在世界前列[2]；国内厂家如沈阳水泵股份有限公司、郑州电力机械厂也有一定的加工制造能力，，但跟国外成熟的技术仍然有一定的差距。本文以 DG80-100 型锅炉给水泵为研究对象，围绕锅炉给水泵可靠稳定运行展开研究。从温度、轴向力、以及轴系动态平衡角度探寻保证锅炉给水泵稳定运行的措施，反馈指导锅炉给水泵设计及制造。锅炉给水泵作为电厂水系统的重要单元，保证其可靠稳定运行具有重要意义。1.2 国内外研究现状及分析1.2.1 锅炉给水泵的发展概述

图 1.2 课题研究主要问题关于锅炉给水泵的参数要求，参考度系数和相似换算进行多组数据的设计。参照同类锅炉给水泵，提出装配图设计。-100 型锅炉给水泵的水力设计，建立流区域流体为研究对象，利用广泛炉给水泵的水力设计起到反馈指导炉给水泵抽送高温介质将产生轴、中现象。为了避免轴承卡死或密封。因此有必要结合前面已经完成的点分析，使用 ANSYS Workbench与流-固-热耦合分析，验证 DG80
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM623.2

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