專利名稱：給水泵防汽蝕保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于給水泵汽蝕防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種給水泵防汽蝕保護(hù)
直O(jiān)
背景技術(shù)：
給水泵組為火力發(fā)電廠中的重要設(shè)備之一，多采用離心泵。實(shí)際使用過程中， 由于給水泵轉(zhuǎn)速高流量大，容易汽蝕，因而為了防止汽蝕，通常給水泵都設(shè)有防汽蝕保 護(hù)裝置，即當(dāng)發(fā)生汽蝕時(shí)，給水泵入口壓力保護(hù)動(dòng)作跳閘，以防止給水泵汽蝕。目前， 給水泵均采用入口壓力低(具體是三取二開關(guān)量)進(jìn)行跳間的防汽蝕保護(hù)方法，該開關(guān)量 的測點(diǎn)一般均設(shè)計(jì)在主泵入口濾網(wǎng)后，定值(即預(yù)設(shè)的保護(hù)值)通常為0.8 1.4Mpa。 使用過程中，當(dāng)給水泵入口壓力低于上述保護(hù)值時(shí)，給水泵保護(hù)動(dòng)作。但是實(shí)踐中，上 述給水泵的現(xiàn)有防汽蝕保護(hù)方法仍存在一些使用弊端，達(dá)不到預(yù)期的使用效果，以下就 上述防汽蝕保護(hù)方法所存在的弊端進(jìn)行詳細(xì)說明。由于給水泵的必需汽蝕余量NpSHr的計(jì)算公式為NpSHr = $ +義^^ ,式中V(l
2g 2g
為給水泵葉片吸入口處液體介質(zhì)的絕對速度，Wtl為給水泵葉片壓力最低處液體介質(zhì)的速 度，λ為汽蝕系數(shù)或壓降系數(shù)。必需汽蝕余量NpSHr是規(guī)定給水泵要達(dá)到的汽蝕性能參 數(shù)且NpSHr越小，給水泵的抗汽蝕性能越好，必需汽蝕余量NpSHr主要與給水泵本身結(jié) 構(gòu)(流道形狀設(shè)計(jì))有關(guān)，同時(shí)還與給水泵的工況有關(guān)。而給水泵的有效汽蝕余量NpSHa的計(jì)算公式為NpSHa = i + f-i，式中
Pg 2g pg
Ps和Vs分別為給水泵進(jìn)口法蘭處的壓力和液體介質(zhì)速度，Pv為給水泵中液體介質(zhì)在工作 溫度下的汽化壓力，P為給水泵中液體介質(zhì)的密度。根據(jù)上述給水泵的必需汽蝕余量NpSHr和有效汽蝕余量NpSHa，為保證給水泵 不發(fā)生汽蝕，必須滿足NpSHa > NpSHr,即Ps_Pv > NpSHX P g，其中NpSH為給水泵
的允許汽蝕余量且該值一般為必須汽蝕余量NpSHr的1.2 1.5倍。結(jié)合圖1，現(xiàn)有的防汽蝕保護(hù)方法大多是在給水泵1的入口濾網(wǎng)一 2后與給水泵 1的吸入口前加裝壓力開關(guān)3，且設(shè)定壓力開關(guān)3的動(dòng)作值為Pi。實(shí)際使用過程中，當(dāng)給 水泵1的入口壓力(即給水泵1進(jìn)口法蘭處的壓力)PS < P1時(shí)，給水泵1跳閘。又由于給水泵1的入口壓力Ps = Po+^+h!) Pg,其中為Ptl為除氧器4內(nèi)部的壓 力，Iitl為除氧器4與給水泵1入口間的高度差，Ii1為給水泵1前側(cè)所配裝前置泵5的揚(yáng) 程，所述除氧器4與前置泵5之間以及前置泵5與給水泵1之間均通過液壓管道7進(jìn)行連 接，且除氧器4與前置泵5間的液壓管道7上裝有閥門8，所述前置泵5的吸入口前裝有 入口濾網(wǎng)二 9。因而，實(shí)際工作過程中，當(dāng)給水泵1的入口壓力Ps = PAChc^h1) Pg> P1 時(shí)，給水泵1能正常運(yùn)行。為了取得更好的經(jīng)濟(jì)性，除氧器4通常采用滑壓運(yùn)行方式， 在除氧器4投運(yùn)的整個(gè)過程中，除氧器4內(nèi)部的壓力Ptl在0.1 l.OMpa范圍內(nèi)隨負(fù)荷變化而變化。因此，當(dāng)壓力開關(guān)3的設(shè)計(jì)動(dòng)作值P1以及Iic^Ph1均為定值時(shí)，隨著除氧器 4滑壓運(yùn)行參數(shù)的變化，安裝在給水泵1吸入口前的壓力開關(guān)3便不能反映給水泵1運(yùn)行 的真實(shí)汽蝕流量，這樣就會(huì)產(chǎn)生以下不良后果在負(fù)荷低時(shí)，由于除氧器4內(nèi)部壓力Ptl 小，此時(shí)給水泵1不會(huì)發(fā)生汽蝕，但壓力開關(guān)3反而會(huì)導(dǎo)致給水泵1跳閘并進(jìn)行汽蝕保護(hù) 的誤動(dòng)情形發(fā)生；而在高負(fù)荷時(shí)，由于除氧器4內(nèi)部壓力Ptl大，此時(shí)給水泵1可能會(huì)發(fā) 生汽蝕，但壓力開關(guān)3反而會(huì)導(dǎo)致給水泵1的汽蝕保護(hù)未動(dòng)的情況，因而不能保證給水泵 1在各個(gè)工況下安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上 述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種給 水泵防汽蝕保護(hù)裝置，其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、布設(shè)方便且使用效果好、工作性能安全 可靠，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映給水泵的運(yùn)行工況，有效克服了現(xiàn)有給水泵防護(hù)方法所存在的前 置泵揚(yáng)程大、易出現(xiàn)汽蝕保護(hù)誤動(dòng)作、使用效果較差等缺陷和不足。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種給水泵防汽蝕保護(hù) 裝置，其特征在于包括兩個(gè)壓力檢測單元、對兩個(gè)壓力檢測單元所檢測信號進(jìn)行差值 比較并將差值比較結(jié)果與設(shè)定保護(hù)值Dp = NpSHX P g進(jìn)行大小比較判斷的差值比較單元 和根據(jù)差值比較單元的比較判斷結(jié)果對給水泵進(jìn)行跳間控制以進(jìn)入汽蝕保護(hù)狀態(tài)的控制 系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與給水泵相接；公式Dp = NpSHX Pg中，NpSH為給水泵的允許汽 蝕余量，P為給水泵內(nèi)部所流通液體介質(zhì)的密度，且g為重力加速度；兩個(gè)壓力檢測單 元包括對給水泵的吸入口處壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元一和對除氧器的內(nèi)部壓力 進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元二，所述壓力檢測單元一和壓力檢測單元二均接差值比較 單元，所述差值比較單元與所述控制系統(tǒng)相接且將差值比較結(jié)果同步傳送至所述控制系 統(tǒng)，所述除氧器通過液壓管道與給水泵的吸入口相接。所述壓力檢測單元一和壓力檢測單元二均為壓力變送器，且差值比較單元為壓
差開關(guān)。所述控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)。所述壓力檢測單元二布設(shè)在除氧器的內(nèi)壁上，壓力檢測單元一布設(shè)在給水泵的 入口濾網(wǎng)一與給水泵的吸入口之間的液體介質(zhì)流通管路中。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單、壓力檢測單元一與壓力檢測單元二的布設(shè)安裝方便且電路接線簡 便，加工制作及安裝布設(shè)成本低。2、使用操作簡便，自動(dòng)化程度高且監(jiān)控結(jié)果準(zhǔn)確，能簡單方便實(shí)現(xiàn)壓力信號實(shí) 時(shí)監(jiān)控。3、設(shè)計(jì)新穎、合理且使用效果好，工作性能安全可靠，通過一個(gè)壓差開關(guān)， 且壓差開關(guān)的高壓側(cè)取給水泵入口濾網(wǎng)后吸入口前的壓力，低壓側(cè)取除氧器的內(nèi)部壓 力，并將壓差開關(guān)的設(shè)定保護(hù)值Dp = NpSHX P g，且當(dāng)Ps-PciCDp時(shí)，壓差開關(guān)動(dòng)作， 給水泵跳閘并進(jìn)行汽蝕保護(hù)。同時(shí)，由于通過壓力檢測單元二對除氧器的內(nèi)部壓力P。進(jìn) 行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果相應(yīng)對差值比較結(jié)果^"^同步調(diào)整，因而與動(dòng)作保護(hù)值Dp 相對比的差值比較結(jié)果Ps-Ptl為一根據(jù)負(fù)載變化而實(shí)時(shí)調(diào)整的變值，有效克服了現(xiàn)有給水泵的汽蝕防護(hù)方法中因設(shè)計(jì)動(dòng)作值P1以及Iitl和Ii1均為定值而導(dǎo)致的不良后果，因而本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映給水泵的運(yùn)行工況。4、實(shí)用價(jià)值高，推廣應(yīng)用前景廣泛，能有效適用至各種類型火電廠中的給水泵 防汽蝕保護(hù)中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在能保證給水泵在各種工況下均能安全可 靠運(yùn)行的前提下，還能將給水泵的前置泵揚(yáng)程大幅降低，因而大大降低了施工難度，減 少了施工投入成本，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、布設(shè)方便且使用效果好、經(jīng)濟(jì)及 社會(huì)價(jià)值高、工作性能安全可靠，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映給水泵的運(yùn)行工況，比以往汽蝕保護(hù) 方法更科學(xué)，更合理，更安全可靠，有效克服了現(xiàn)有給水泵防護(hù)方法所存在的前置泵揚(yáng) 程大、易出現(xiàn)汽蝕保護(hù)誤動(dòng)作、使用效果較差等缺陷和不足。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為現(xiàn)有給水泵汽蝕防護(hù)裝置的測點(diǎn)布設(shè)位置示意圖。圖2為本實(shí)用新型的工作原理圖。附圖標(biāo)記說明1-給水泵；2-入口濾網(wǎng)一；3-壓力開關(guān)；4-除氧器；5-前置泵； 7-液壓管道；8-閥門；9-入口濾網(wǎng)二； 10-壓力檢測單元一；11-壓力檢測單元二； 13-DCS控制系統(tǒng)；14-壓差開關(guān)。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)壓力檢測單元、對兩個(gè)壓力檢測單元所檢測 信號進(jìn)行差值比較并將差值比較結(jié)果與設(shè)定保護(hù)值Dp = NpSHX Pg進(jìn)行大小比較判斷的 差值比較單元和根據(jù)差值比較單元的比較判斷結(jié)果對給水泵1進(jìn)行跳間控制以進(jìn)入汽蝕 保護(hù)狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與給水泵1相接；公式Dp = NpSHX P g中，NpSH 為給水泵1的允許汽蝕余量，P為給水泵1內(nèi)部所流通液體介質(zhì)的密度，且g為重力加 速度。兩個(gè)壓力檢測單元包括對給水泵1的吸入口處壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元 一 10和對除氧器4的內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元二 11，所述壓力檢測單元一 10和壓力檢測單元二 11均接差值比較單元，所述差值比較單元與所述控制系統(tǒng)相接且將 差值比較結(jié)果同步傳送至所述控制系統(tǒng)，所述除氧器4通過液壓管道7與給水泵1的吸入 口相接。本實(shí)施例中，所述壓力檢測單元一 10和壓力檢測單元二 11均為壓力變送器，且 差值比較單元為壓差開關(guān)14。所述控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)13。實(shí)際安裝時(shí)，所述壓力檢測單元二 11布設(shè)在除氧器4的內(nèi)壁上，壓力檢測單元 一 10布設(shè)在給水泵1的入口濾網(wǎng)一 2與給水泵1的吸入口之間的液體介質(zhì)流通管路中。另外，所述給水泵1前側(cè)加裝有前置泵5，所述除氧器4與前置泵5之間以及前 置泵5與給水泵1之間均通過液壓管道7進(jìn)行連接，且除氧器4與前置泵5間的液壓管道 7上裝有閥門8，所述前置泵5的吸入口前裝有入口濾網(wǎng)二 9。[0031]實(shí)際使用過程中，通過壓力檢測單元一 10和壓力檢測單元二 11分別對給水泵1 的吸入口處壓力和除氧器4的內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，其中壓力檢測單元一 10所檢測給 水泵1的吸入口處壓力為高壓側(cè)且其壓力值為Ps，壓力檢測單元二 11所檢測除氧器4的 內(nèi)部壓力為低壓側(cè)且其壓力值為P。，并且Ps = PAChAh1) P g，其中hQ為除氧器4與給水 泵1的吸入口間的高度差，Ii1為給水泵1前側(cè)所配裝前置泵5的揚(yáng)程。因而，所述 力檢測單元一 10和壓力檢測單元二 11將各自實(shí)時(shí)所檢測的壓力信 號Ps和Po，同步傳送至壓差開關(guān)14;所述壓差開關(guān)14對壓力信號Ps和Ptl進(jìn)行差值比較 并將差值比較結(jié)果Ps-Pq與設(shè)定保護(hù)值Dp = NpSHXPg進(jìn)行大小比較判斷，具體是當(dāng) Ps-h < Dp時(shí)，壓差開關(guān)14動(dòng)作并同步向DCS控制系統(tǒng)13發(fā)送動(dòng)作指令，此時(shí)DCS控 制系統(tǒng)13控制給水泵1跳閘并進(jìn)行汽蝕保護(hù)；而當(dāng)Ps-PgDp時(shí)，壓差開關(guān)14不動(dòng)作。 這樣，通過壓力檢測單元一 10、壓力檢測單元二 11和壓差開關(guān)14能對給水泵1的工作狀 態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外在除氧器4投運(yùn)的整個(gè)過程中，除氧器4內(nèi)部的壓力Ptl隨負(fù)荷變化而變化， 而通過壓力檢測單元二 11對除氧器4的內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果相應(yīng)對 差值比較結(jié)果Ps-Ptl同步調(diào)整，因而與動(dòng)作保護(hù)值Dp相對比的差值比較結(jié)果Ps-Ptl為一根 據(jù)負(fù)載變化而實(shí)時(shí)調(diào)整的變值，有效克服了現(xiàn)有給水泵1的汽蝕防護(hù)方法中因設(shè)計(jì)動(dòng)作 值P1以及Iitl和Ii1均為定值而導(dǎo)致的不良后果。同時(shí)，由于火力發(fā)電廠中，除氧器4在滑壓運(yùn)行時(shí)，除氧器4的內(nèi)部壓力P?？?近似看為當(dāng)前溫度下的汽化壓力，而給水泵1的吸入口水溫又可近似為除氧器4的內(nèi)部 水溫，因此Pc^Pv，其中Pv為當(dāng)前溫度下給水泵1的吸入口處的汽化壓力。因而，只要 Ps-Pv^Ps-Po = (ho+hi) P g > Dp = NpSHX P g就能保證給給水泵1不會(huì)汽蝕。由公式 Ps-Pv^Ps-P0 = ChAh1) P g > Dp = NpSHX P g可看出本實(shí)用新型中，給水泵1進(jìn)行汽 蝕保護(hù)運(yùn)行動(dòng)作的條件(即動(dòng)作保護(hù)值Dp = NpSHX P g)與給水泵1產(chǎn)生汽蝕的條件吻 合，而且與負(fù)荷和除氧器4的內(nèi)部壓力Ptl無關(guān)，因而本實(shí)用新型能保證給水泵1在各種 工況下均能安全可靠運(yùn)行。另外，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了能滿足在低負(fù)荷時(shí)給水泵1的壓力低而不會(huì)產(chǎn)生誤 動(dòng)，前置泵5的揚(yáng)程設(shè)計(jì)都偏大，目前火電廠中，前置泵5的揚(yáng)程一般在80m 150m。 而本實(shí)用新型中，由于只需滿足ChAh1) P g > NpSHX P g，就能保證給水泵1不會(huì)發(fā)生 汽蝕，因而在前置泵5的選型及除氧器4的安裝高度設(shè)計(jì)中，只需要考慮知+hi >NpSH 即可。目前，火電廠中給水泵1的必需汽蝕余量NpSHr—般為30 60m，且當(dāng)給水泵 1的允許汽蝕余量NpSH取必需汽蝕余量NpSHr的1.5倍時(shí)，由于除氧器4與給水泵1的 吸入口間的高度差I(lǐng)itl為20m左右，則相應(yīng)地前置泵5的揚(yáng)程只需25 70m，這樣就大大 降低了成本，提高經(jīng)濟(jì)性。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡 是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變 化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種給水泵防汽蝕保護(hù)裝置，其特征在于包括兩個(gè)壓力檢測單元、對兩個(gè)壓力 檢測單元所檢測信號進(jìn)行差值比較并將差值比較結(jié)果與設(shè)定保護(hù)值Dp = NpSHX P g進(jìn) 行大小比較判斷的差值比較單元和根據(jù)差值比較單元的比較判斷結(jié)果對給水泵(1)進(jìn)行 跳閘控制以進(jìn)入汽蝕保護(hù)狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與給水泵(1)相接；公式Dp = NpSHX P g中，NpSH為給水泵(1)的允許汽蝕余量，P為給水泵(1)內(nèi)部所流通液體 介質(zhì)的密度，且g為重力加速度；兩個(gè)壓力檢測單元包括對給水泵(1)的吸入口處壓力進(jìn) 行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元一(10)和對除氧器(4)的內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測 單元二(11)，所述壓力檢測單元一(10)和壓力檢測單元二(11)均接差值比較單元，所述 差值比較單元與所述控制系統(tǒng)相接且將差值比較結(jié)果同步傳送至所述控制系統(tǒng)，所述除 氧器(4)通過液壓管道(7)與給水泵(1)的吸入口相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的給水泵防汽蝕保護(hù)裝置，其特征在于所述壓力檢測單元 一 (10)和壓力檢測單元二(11)均為壓力變送器，且差值比較單元為壓差開關(guān)(14)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的給水泵防汽蝕保護(hù)裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)為 DCS控制系統(tǒng)(13)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的給水泵防汽蝕保護(hù)裝置，其特征在于所述壓力檢測單 元二(11)布設(shè)在除氧器(4)的內(nèi)壁上，壓力檢測單元一(10)布設(shè)在給水泵(1)的入口濾 網(wǎng)一(2)與給水泵(1)的吸入口之間的液體介質(zhì)流通管路中。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種給水泵防汽蝕保護(hù)裝置，包括兩個(gè)壓力檢測單元、對兩個(gè)壓力檢測單元所檢測信號進(jìn)行差值比較并將差值比較結(jié)果與設(shè)定保護(hù)值Dp＝NpSH×ρg進(jìn)行大小比較判斷的差值比較單元和根據(jù)差值比較單元的比較判斷結(jié)果控制給水泵跳閘并進(jìn)行汽蝕保護(hù)的控制系統(tǒng)；兩個(gè)壓力檢測單元包括分別對給水泵吸入口處壓力和除氧器內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的壓力檢測單元，差值比較單元與控制系統(tǒng)相接且將差值比較結(jié)果同步傳送至控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、布設(shè)方便且能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確反映給水泵的實(shí)際運(yùn)行工況，比以往汽蝕保護(hù)更科學(xué)、合理與可靠，有效克服現(xiàn)有給水泵必須要求大揚(yáng)程前置泵、易出現(xiàn)汽蝕保護(hù)誤動(dòng)作、使用效果差等缺陷。
文檔編號F04D29/66GK201794834SQ20102022417
公開日2011年4月13日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者周斌, 張樂天 申請人:華北電力科學(xué)研究院(西安)有限公司