锅炉给水泵(BFPs)由BETVICTOR体育官网给蒸汽发生器(例如锅炉)一定量的给水所产生的蒸汽量组成。锅炉给水运行参数(流量、扬程、温度)由锅炉设计者计算。
如今，几乎所有的BFPs都是离心泵。BETVICTOR体育官网在轴动力、材料、泵类型和驱动方面，BFPs的结构受到动力技术发展的制约。化石燃料发电站的趋势是不断向更大的功率块机组发展。
直到1950年，BFPs的平均放电压力在200巴区域。到1955年，它已经上升到400巴。1950年的总流量约为350吨/小时(t/h)，而在传统发电厂中已上升到2500吨/小时(4000吨/小时)。BFPs在160℃至180℃的温度下工作，在特殊情况下，
甚至更高。
在20世纪50年代，BFPs都是用非合金钢建造的。从那时起，13%至14%的产品转向了铬钢(A743 Gr. CA6NM)。由于采用了新的给水处理工艺，这种材料上的变化是必要的。具有应急运行特性的高强度、耐腐蚀铬钢的开发为目前的BFP铺平了道路，其转速为每分钟5000至6000转(rpm)。BFPs的流量随着功率块输出的增加而增加。如今，传统750兆瓦(MW)动力系统的满载BFPs由4至5级组成，级压力高达80巴。
电动机(异步电动机)用于驱动给水泵。BETVICTOR体育官网电动BFP的速度调节可以通过多种方式实现，包括使用流体联轴器、变频驱动器(VFD)进入电机和变速箱。如果工厂有充足的蒸汽可用，汽轮机也可用于驱动装置。在一些情况下，使用了运行在5,000至6,000 rpm的冷凝涡轮机。但是，采用凝汽式汽轮机增加了对进站设备的要求。使用热交换器、冷凝液抽出泵或类似设备是有效使用该设备的必要条件。
如果需要高压、高转速的BFP，则需要增压泵。在这种情况下，很难获得足够的净正吸扬程(NPSHa)，增压泵可以满足要求。为了减少所需的净正吸扬程(NPSHr)，可以选择进行第一级(吸)的泵为双吸。BETVICTOR体育官网NPSH仅在吸入期最为显著。
有两种类型的结构主要用于BFP应用。一种是多级桶式泵，根据美国石油学会(API) 610，它被定义为轴承间(BB) 5型泵。另一种是环形多级泵，定义为BB4型泵。但是，环形截面泵不符合标准
API 610，使它成为一个例外。在某些情况下，也可以使用轴向分流多级泵。BETVICTOR体育官网在API 610中，它被定义为BB3型泵。
桶式泵用于高压设计，但这BETVICTOR体育官网可能因用户而异。由于与环形泵相比的一些优点，工厂用户倾向于使用桶式泵，即使它在开始时投资很高。BETVICTOR体育官网如果筒式泵需要取出维修，则必须更换转子，但套管(筒)可以与吸入和排出管道保持原位。如果没有安装100%备用泵，这对于电源备份服务的可用性是很重要的。
泵的外壳BETVICTOR体育官网
高炉水泵的泵壳必须从两个方面考虑:一方面壁厚必须可持续，以满足压力负荷的要求，另一方面需要适应临时温度变化。
桶壳通常采用韧性锻钢制造，所有与进料水接触的表面都采用包覆工艺涂覆奥氏体材料。为了将泵壳焊接到管道中，将一个与管道焊接兼容的中间件与泵壳焊接到泵的吸入和排出分支上。筒形泵的盖是通过压扁金属螺旋缠绕垫圈(密BETVICTOR体育官网封)来密封的。
环形泵的外壳由铸造或锻造碳钢(有时是铸铁)构成，这取决于BETVICTOR体育官网用户定义的应用和要求。每个套管(级)之间的密封是通过金属对金属的接触-各个套管通过吸入泵和排出泵套管之间的螺栓轴向夹紧在一起。金属-金属接触是环形泵的缺点之一，因为它限制了泵在高温应用中的使用。BETVICTOR体育官网温度冲击通过附加在螺栓和级套管密封面上的应力来吸收。
轴向分离式泵的外壳分为上下两部分。BETVICTOR体育官网套管垂直于轴上拆卸。这种泵的级数BETVICTOR体育官网可以与推力平衡方向相反，具有推力平衡的优势。它以最小的努力平衡推力。
通常，BB3型泵建议使用到流体温度限BETVICTOR体育官网制在200℃或更低。API 610有明确的指南，如果泵送温度为200℃或更高，则应使用径向分离式套管泵。BETVICTOR体育官网重要提示:由于轴向分裂布置，套管螺栓不被认为是泵的湿件。
在泵的吸入压力和排出压力之间的压力下注水是经常使用的要求。这是通过从其中一个泵级(无论是筒形泵还是环形泵)取水来解决的。BETVICTOR体育官网这些压力区通过柔性螺旋缠绕垫片相互隔离，弹性和热冲击行为相互匹配。
转子结构
BFPs安装有泵轴，轴承之间有适当的距离，并与大轴直径结合。叶轮通常在轴上收缩，因此静轴凹陷小。轴对振动不敏感，在正常运行条件下，平滑，没有任何不良的径向接触与套管。在叶轮后部增加轮毂直径，叶轮入口几何形状的设计使直径尽可能小，以减少必须由平衡装置吸收的轴向力。
轴向推力平衡
在多级泵(环形截面型的筒型)中，叶轮安装在长轴上(取决于级)和轴承之间。这种结构是产生推力的原因。当泵启动时，流量从吸入处流向排出处(低压区流向高压区)，到达排出处后，100%压力不能排出，向吸入处产生推力。然而，在泵的运行过程中，轴向推力的大小将取决于节流曲线上的工作点位置和内部间隙的磨损量。
如果泵在异常情况下运行，还会产生额外的干扰力。BETVICTOR体育官网例如，如果泵开始空化，这意味着汽蚀余量不足以使泵平稳运行。在较大的BFPs上，泵转子上轴向推力的平衡是通过泵送流体流经的平衡装置与油润滑推力轴承相结合来实现的。所述液压平衡装置可包括带有平衡盘座的平衡盘，或带有相关节流套的平衡活塞或双活塞。活塞和双活塞也可以与平衡盘组合。需要注意的是，API 610不允许使用平衡盘，因此应该使用鼓。然而，API 610严格适用于石化、石油和天然气应用。在一些情况下，电厂禁止在典型的电厂中为BFPs使用平衡盘。
泵转子径向力的平衡
径向力来自转子的重量、机械不平衡和径向推力。径向力的平衡受到两个油润滑径向轴承和流体轴向流动的节流间隙的影响。这些使流体轴向流动的节流间隙位于叶轮颈部，在多级BFPs的情况下，在常规电站中，位于扩散板的节流套和平衡活塞上。如果转子稍有偏心，将在这些间隙中产生一个定心恢复力，这个力将取决于压差和间隙几何形状。这种恢复作用通常被称为洛马金效应。当间隙流动中的源头不是纯液相时，它就减少了。节流间隙在机械刚度方面的静压作用可以超过轴刚度。该系统调整的方式，旋转的临界速度始终保持远离运行速度。此外，液压激励力，特别是在部分负载操作时，可以被吸收。
轴密封
软填料箱、机械密封、浮动密封和迷宫密封可用于BFPs的密封目的。软填料盒的应用限制是由现有的可能性消除摩擦热。在高负荷、软填料箱的情况下，通常有一个泄漏水预冷却和填料壳体、轴保护套和压盖的环境。包装材料通常由特氟龙麻绳编织而成。这种轴封成功地用于满载给水泵，功率高达150mw。BETVICTOR体育官网
机械密封的微小泄漏在出口处以蒸汽形式排放到大气中。产生的摩擦热小于软填料的情况。一般采用闭路冷却系统，泵运行时由旋转密封环上的循环器装置驱动，泵停止时由热虹吸作用驱动。
浮动密封可用于高周向速度和高密封压力。浮动密封由一系列短节流环组成，可以径向位移。在密封件内注入一股冷密封水，以确保没有热水从泵中泄漏出来。当泵在压力下运行时，必须保持这种密封水的供给。密封凝析液注入浮动密封的控制可能受到密封凝析液压差、调节或温度差调节的影响。
单作用机械密封
在超过80℃的高温应用中，使用单作用机械密封和冷却器，根据API 682分类为Plan-23。
预热压力
如果经常开启和关闭BFP，最好避免泵停止后的热冲击和套管翘曲，以防止密封间隙的过早内磨损。原则上，建筑材料的选择使BFP可以在任何热条件下启动。然而，在某些异常运行的情况下，转子与机匣之间的物理接触是无法避免的。，当空化发生时，或在半温启动时，当BFP弯曲时。受影响的位置是叶轮进口处的节流间隙、扩压器内的节流套和平衡装置。在这些位置匹配适当的建筑材料，包括耐腐蚀的铬钢和特殊的合金添加剂，确保即使在高圆周速度下也能获得良好的紧急运行条件。任何在接近间隙的高磨损总是与效率的下降有关。
最小流量阀
所谓的最小流量阀(例如，自动泄气阀，阀门和配件)，如果BFP确保始终存在最小流量，并防止在低负荷运行期间可能出现的任何损坏，由于过度过热和泵内内容物蒸发，或由于部分负荷运行时的空化。
锅炉给水泵研究中需要注意的其他问题如式1所示:
对于BFPs，需要强调的基本原则是适当的泵预热、备用加热和轴(固定衬套)密封排水温度控制。随着中央电站的循环和大型给水泵在不同负荷和待机模式下运行，这些特性变得更加关键。BETVICTOR体育官网对泵进行预热并保持闲置泵的预热流量，以确保尺寸热均匀性，这对于维持内部间隙、泵效率和长寿命是至关重要的。这一过程对于多级泵减少热变形至关重要。BETVICTOR体育官网这种变形将导致以下潜在的故障模式:闪烁、内摩擦、磨损环间隙增加、泵卡住、密封衬套间隙磨损和过度泄漏、泵性能和效率下降、泵振动高以及轴承/轴承间隙磨损。
延长寿命、效率和可靠性的安装特点和实践包括:
- 在机匣和排泄头处要有适当的泵绝缘
- 预热孔，通过管道安装在排放止回阀周围。
- 保持轴密封泄漏排放温度在150华氏度和170华氏度之间(65摄氏度和77摄氏度);使用电控气动温度控制系统。
- 在泵壳和排放头安装热电偶或其他温度检测仪器，以确认整个泵的温度差异在50华氏度(28摄氏度)以内，相对于给水温度。
- 确保泵壳销和关键块的正常工作，以保证均匀的热增长。确认外套管支脚的固定螺栓没有过扭。
- 确保关键管道吊架的正确位置和功能，以最大限度地减少泵吸入和排放喷嘴上的管道张力。
参考文献
KSB词典
泵手册Igor J. Karassik
API 610, API 682