Основы питательных насосов для котлов

Питательные насосы котла (ПНП) ​​заключаются в подаче в парогенератор (например, котел) количества питательной воды, соответствующего количеству образующегося пара. Рабочие параметры (расход, напор, температура) питательной воды котла рассчитываются проектировщиком котла.

Сегодня почти все БФП представляют собой центробежные насосы. Конструкция BFP в отношении мощности вала, материала, типа насоса и привода определяется развитием энергетической техники. На электростанциях, работающих на ископаемом топливе, постоянно наблюдается тенденция к созданию более крупных энергоблоков.

До 1950 года среднее давление на выходе BFP составляло около 200 бар. К 1955 году оно поднялось до 400 бар. Массовые потоки составляли около 350 тонн в час (т/ч) в 1950 году, а на обычных электростанциях выросли до 2500 т/ч (4000 т/ч). БФП работают при температуре от 160 С до 180 С, а в исключительных случаях и выше.

В 1950-х годах BFP изготавливались из нелегированной стали. С тех пор от 13% до 14% перешли на хромированную сталь (A743 Gr. CA6NM). Такое изменение материалов стало необходимым из-за внедрения новых процессов очистки питательной воды. Разработка высокопрочных, коррозионностойких хромистых сталей с характеристиками аварийной эксплуатации проложила путь к нынешним BFP со скоростью от 5000 до 6000 оборотов в минуту (об/мин). Скорость потока БФП выросла с увеличением мощности энергоблоков. Сегодняшние BFP с полной нагрузкой для традиционных силовых агрегатов мощностью 750 мегаватт (МВт) состоят из четырех-пяти ступеней с давлением в ступени до 80 бар.

Для привода питательных насосов используются электродвигатели (асинхронные двигатели). Регулировку скорости BFP с электроприводом можно обеспечить несколькими способами, в том числе с помощью гидромуфты, частотно-регулируемого привода (ЧРП) в двигателе и редукторах. Если на станции имеется много пара, в качестве привода можно также использовать паровую турбину. В некоторых случаях используются конденсационные турбины, работающие со скоростью от 5000 до 6000 об/мин. Однако использование паровой турбины конденсатного типа увеличивает потребность в оборудовании поезда. Для эффективного использования устройства необходимо использовать теплообменник, насос для отвода конденсата и т.п.

Если BFP необходим для высокого давления и высоких оборотов, требуется подкачивающий насос. В таком случае трудно достичь достаточной чистой положительной высоты всасывания (NPSHa), и подкачивающий насос отвечает этому требованию. Для снижения требуемой чистой положительной высоты всасывания (NPSHr) можно выбрать насосы, делающие первую ступень (всасывание) двойной всасывающей. NPSH наиболее значителен только на стадии всасывания.

Для применения BFP чаще всего используются два типа конструкции. Один из них представляет собой многоступенчатый насос цилиндрического типа, который определяется как насос межподшипникового типа (BB) 5 согласно стандарту Американского института нефти (API) 610. Другой представляет собой многоступенчатый насос с кольцевой секцией, который определяется как насос типа BB4. Однако насос с кольцевой секцией не соответствует критериям API 610, что делает его исключением. В некоторых случаях также можно использовать многоступенчатые насосы с осевым разъемом. Он определяется как насос типа BB3 по стандарту API 610.

Насосы бочкового типа используются в конструкциях с высоким давлением, но это может варьироваться в зависимости от пользователя. Из-за некоторых преимуществ по сравнению с насосами с кольцевой секцией пользователи установок, как правило, предпочитают использовать насосы бочкового типа, хотя на начальном этапе это требует больших инвестиций. При необходимости выноса бочкового насоса для ремонта ротор необходимо заменить, но кожухи (бочонок) могут остаться на месте с всасывающим и напорным трубопроводами. Это важно с точки зрения доступности для обслуживания резервного питания, если не установлен 100% резервный насос.

Корпуса насосов BFP необходимо рассматривать с двух точек зрения: толщина стенки должна быть устойчивой с одной стороны, чтобы удовлетворить требованиям нагрузки под давлением, а другая сторона должна адаптироваться к возникающим временным колебаниям температуры.

Корпуса стволов обычно изготавливаются из пластичной кованой стали, а все поверхности, контактирующие с питательной водой, покрываются аустенитным материалом методом плакирования. Для приваривания корпуса насоса к трубопроводу к всасывающему и напорному патрубкам насоса приваривают промежуточную деталь, выполненную под приварку к трубопроводу, и корпус насоса. Крышки бочковых насосов герметизируются путем расплющивания ячеистой металлической спирально навитой прокладки (уплотнения).