Конструкции энергетических насосов отличаются большим разнообразием. Однако в зависимости от назначения им присущ ряд общих признаков. Ниже приведено краткое описание и характеристики наиболее распространенных конструкций насосов.
Питательные насосы. Питательные насосные агрегаты современных тепловых электростанций относятся к числу основного энергетического оборудования.
Конструкция питательных насосов должна отвечать следующим основным требованиям:
• обеспечивать полную внешнюю герметичность и отсутствие перетоков в местах уплотнительных стыков;
• предусматривать свободное температурное расширение отдельных узлов и деталей без нарушения их взаимной центровки;
• обеспечивать динамическую устойчивость во всем диапазоне работы насоса;
• быть удобной в сборке, разборке и обслуживании;
• обеспечивать длительную эксплуатацию (обычно не менее 10 000 ч) без замены основных деталей и заметного снижения параметров.
В отечественной практике при мощности более 8 тыс. кВт, как правило, применяются питательные насосы с турбинным приводом, дающим целый ряд преимуществ при эксплуатации. Такие насосы применяются главным образом в турбоустановках мощностью 300 МВт и выше.
В турбоустановках до 200 МВт преобладающее распространение получили питательные насосы с электроприводом.
Выпускаемые питательные электронасосы определяются характеристиками котлоагрегатов.
Питательные электронасосы в настоящее время применяются в качестве основных и резервных для питания водой стационарных котлоагрегатов с давлением пара 40, 100 и 140 кгс/см2. Для котлоагрегатов с закритическим давлением пара питательные электронасосы используются как пускорезервные.
Для котлоагрегатов с давлением пара 140 кгс/см2 и выше в России общепринятой является двухкорпусная конструкция питательных насосов, которая более надежна и безопасна в эксплуатации. Из всех типов электронасосов, выпускаемых для таких котлов, лишь насос ПЭ 250-180 выполнен однокорпусным.
Питательные электронасосы отечественного производства в зависимости от параметров имеют однотипную, в значительной степени унифицированную конструкцию и состоят из отдельных узлов (наружного и внутреннего корпусов, ротора, концевых уплотнений, подшипников и т.д.).
В качестве примера на рис. 10.12 показан общий вид насоса ПЭ 250-180 и его продольный разрез.
Конденсатные насосы. Конденсатные насосы являются ответственными агрегатами вспомогательного оборудования ТЭС. Они предназначены для подачи конденсата отработанного пара стационарных паровых турбин и конденсата греющего пара из теплообменных аппаратов. Насосы могут перекачивать другие жидкости, сходные с конденсатом по вязкости и химической активности. Насосы первого подъема могут работать при температуре перекачиваемой жидкости до 125 °С, второго подъема — до 80 °С.
Для получения приемлемых массогабаритных характеристик приняты довольно высокие для конденсатных насосов частоты вращения, что, в свою очередь, потребовало создания рабочих органов первой ступени с высокой всасывающей способностью.
Насосы обычно работают в условиях начальной кавитации при входе в рабочее колесо первой ступени.
Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:
а) надежная долговечная работа при наличии частичной кавитации в насосе. Конструкция насосов и материалы основных деталей должны обеспечить долговечность работы до первого капитального ремонта не менее 10 000 ч. В течение указанного срока допускается замена быстроизнашивающихся деталей насоса, перечень которых оговаривается техническими условиями на поставку;
б) отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос;
в) обеспечение надежной параллельной работы в общую сеть. Насосы должны иметь стабильную форму напорной характеристики в зоне подач до 30% номинальной;
г) вибрация на корпусах подшипников должна быть не более 0,05 мм при п = 3000 '/мин и 0,08 мм при более низких частотах;
д) насосы с подачей 200 м3/ч и выше снабжаются приборами и датчиками автоматического контроля и защиты.
Из условий компоновки и уменьшения занимаемой площади для крупных конденсатных насосов часто принимают вертикальное исполнение.
На рис. 10.13 представлен общий вид конденсатного насоса типа Кс 30-150.
Сетевые насосы. Сетевые насосы предназначены для подачи горячей воды по теплофикационным сетям и в зависимости от места установки применяются в качестве насосов: первого подъема, подающих воду из обратного трубопровода в подогреватели; второго подъема для подачи воды после подогревателей в теплофикационную сеть; рециркуляционных, установленных после водогрейных котлов.
Сетевые насосы могут работать как на ТЭЦ, так и на промежуточных насосных станциях теплофикационных систем. Они должны обладать повышенной надежностью, так как перебои или неполадки в их работе сказываются на режиме работы ТЭЦ и потребителей. Основной особенностью работы сетевых насосов являются колебания температуры подаваемой воды в широких пределах, что, в свою очередь, вызывает изменение давления внутри насоса. Сетевые насосы должны надежно работать в широком диапазоне подач, что, безусловно, требует стабильной формы напорной характеристики. Изменение параметров отдельных типов насосов может быть достигнуто за счет подрезки колес по наружному диаметру в пределах, оговоренных заводом-изготовителем; снижение КПД при этом не должно превышать 3%.
Сетевые насосы предназначены для работы на чистой воде с содержанием твердых включений не более 5 мг/кг с размером частичек до 0,2 мм.
На рис. 10.14, а и б представлены общие виды одноступенчатого (с двусторонним всасыванием) и двухступенчатого сетевых насосов. На рис. 10.14, в — разрез одноступенчатого насоса с двусторонним всасыванием.
Рис. 10.14. Сетевой насос СЭ 500-70: а — одноступенчатый; б — двухступенчатый; в — продольный разрез одноступенчатого с двусторонним всасыванием