1000MW火電機(jī)組吸收塔脫硫泵設(shè)計(jì)與理論研究.pdf

1、本課題是國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“典型離心泵關(guān)鍵技術(shù)研究及工程示范應(yīng)用”課題（項(xiàng)目編號:2011BAF14B00）及江蘇省科技支撐（工業(yè)）計(jì)劃項(xiàng)目“火電廠大型系列煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”課題(項(xiàng)目編號:BE2011141)的主要研究內(nèi)容之一。
　　火電機(jī)組吸收塔脫硫泵廣泛地應(yīng)用于火電廠、石油、化工等重要行業(yè)，火電機(jī)組吸收塔脫硫泵的開發(fā)及推廣應(yīng)用，對減少火電廠排放的二氧化硫污染，治理環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義及顯著的經(jīng)濟(jì)和社

2、會(huì)效益。因此，對火電機(jī)組吸收塔脫硫泵的設(shè)計(jì)方法與理論進(jìn)行研究，從泵內(nèi)部流場進(jìn)行分析，旨在開發(fā)出高效的水力模型，提出創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高機(jī)組的效率及運(yùn)行的可靠性，為吸收塔脫硫泵優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。主要研究工作及創(chuàng)造性成果有:
　　(1)從設(shè)計(jì)理論、試驗(yàn)研究、數(shù)值仿真計(jì)算和綜合研究等方面概括論述了目前國內(nèi)外液固兩相流理論與液固兩相流泵的研究現(xiàn)狀，對葉片機(jī)械數(shù)值模擬方法研究進(jìn)行了簡要介紹，分析了火電機(jī)組吸收塔脫硫泵的發(fā)展及趨勢。對數(shù)值模

3、擬計(jì)算所涉及到的不可壓縮的粘性流體的納維-斯托克斯方程進(jìn)行了分析，研究并選擇了模擬計(jì)算所需要的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)借助液固兩相流泵的設(shè)計(jì)理論對火電機(jī)組吸收塔脫硫泵的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，借鑒速度系數(shù)法對2種規(guī)格火電機(jī)組吸收塔脫硫泵產(chǎn)品進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。引入了基于貝塞爾曲線的葉片極大扭曲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，極大扭曲葉片減少了能量損失，提高了泵的水力性能;葉輪進(jìn)口處葉片超長延伸的設(shè)計(jì)方法提高了泵的效率，降低了運(yùn)行成本;設(shè)計(jì)的葉輪背葉片有效平衡

4、了軸向力;脫硫泵的葉輪和泵體之間設(shè)計(jì)了自動(dòng)補(bǔ)償葉輪間隙的裝置及葉輪軸向位移調(diào)節(jié)裝置，保證了泵在高效區(qū)運(yùn)行。
　　(3)對TLB600-700型脫硫泵分別進(jìn)行了以清水為介質(zhì)的單相流場、以含有石灰石顆粒的溶液為介質(zhì)的液固兩相流場的數(shù)值模擬。結(jié)果表明，泵內(nèi)流場的流動(dòng)規(guī)律比較好，驗(yàn)證了水力設(shè)計(jì)方案的可行性，并預(yù)測了輸送清水時(shí)泵的外特性曲線。分析了輸送液固兩相流時(shí)，顆粒物參數(shù)對泵性能的影響，對脫硫泵的主要過流部件進(jìn)行了分析，預(yù)測了葉輪及壓水

5、室的主要磨損位置。通過三維非定常數(shù)值模擬計(jì)算，初步揭示了TLB600-700型脫硫泵內(nèi)部三維流場由于旋轉(zhuǎn)的葉輪和壓水室之間的動(dòng)靜干涉作用引起的壓力脈動(dòng)特性。
　　(4)采用ANASYS軟件對2種規(guī)格火電機(jī)組吸收塔脫硫泵的葉輪進(jìn)行了流固耦合分析，揭示了脫硫泵葉輪上應(yīng)力分布密集的區(qū)域出現(xiàn)位置，以及葉輪上的變形量最大的位置和形變分布情況。最后，對2種規(guī)格火電機(jī)組吸收塔脫硫泵樣機(jī)進(jìn)行了外特性測試，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用創(chuàng)新方法設(shè)計(jì)的2種規(guī)格脫