Основные группы насосов в тепловой энергетике

Типы конструкций энергетических насосов весьма разнообразны. Тем не менее, в зависимости от назначения данным насосам присущ ряд общих признаков.

Питательные насосы

Питательные насосы современных тепловых электростанций относятся к числу основного электрического оборудования. Конструкция питательных насосов должна отвечать следующим требованиям:
1.  Полная внешняя герметичность и отсутствие перетоков в местах уплотнительных стыков проточной части
2.  Допускать свободное температурное расширение отдельных узлов без нарушения их взаимной центровки;
3.  Обеспечивать динамическую устойчивость во всем рабочем диапазоне подачи насоса;
4.  Обеспечивать удобство при монтаже и обслуживании;
5.  Гарантировать длительную эксплуатацию - не менее 10 тысяч часов - без замены основных деталей и заметного снижения параметров.

На практике при требуемой мощности двигателя/привода более 8 МВт, как правило, применяются питательные насосы с турбинным приводом, что дает ряд преимуществ при эксплуатации. Такие насосы применяются, главным образом, в составе турбоустановок мощностью 300 МВт и более. В турбоустановках до 200 МВт приоритетное распространение получили питательные насосы с электроприводом.

Рабочие характеристики питательного насоса целиком определяются характеристиками котла.

Питательные электронасосы применяются в качестве основных и резервных для питания водой стационарных котлоагрегатов с давлением пара 40, 100 и 140 кг⋅с/см². Для котельных установок с закритическим давлением пара питательные насосы используются как пускорезервные.

Что касается котлоагрегатов с давлением пара более чем 140 кг⋅с/см², общепринятой является разъемная двухкорпусная конструкция, которая более надежна и безопасна в эксплуатации.

Конденсатные насосы

Конденсатные насосы являются ответственными агрегатами вспомогательного оборудования ТЭС. Они предназначены для подачи конденсата отработанного пара стационарных паровых турбин и конденсата отработанного пара стационарных паровых турбин и конденсата греющего пара из теплообменных аппаратов. Эти насосы могут перекачивать и другие жидкости, сходные с конденсатом по вязкости и химической активности. Насосы первого подъема могут работать при температуре перекачиваемой жидкости до +125°C, второго подъема – +до 80°C.

Для получения приемлемых компактных габаритов приняты довольно высокие частоты вращения, что, в свою очередь, требует от конденсатных насосов низкого показателя требуемого кавитационного запаса. Зачастую конденсатные насосы работают в условиях начальной кавитации.

Требования, предъявляемые к конденсатным насосам:
1.  Обеспечение долговечной работы в условиях частичной кавитации;
2.  Конструкция насосов и материалы основных деталей должны обеспечивать долговечность работы до первого капитального ремонта не менее 10 тысяч часов. В течении этого срока допускается замена изнашивающихся узлов, перечень которых оговаривается в технических условиях на поставку;
3.  Обеспечение надежной параллельной работы в общую сеть. Насосы должны иметь стабильную форму напорной характеристики в зоне подач до 30% от номинальной;
4.  Допустимая вибрация на корпусах подшипников не более 0,05 мм/сек при частоте вращения 3000 об/мин и 0,08 мм/сек при более низких частотах;
5.  Насосы с подачей 200 м³/ч и выше необходимо снабжать приборами и датчиками контроля и защиты.

Зачастую, для уменьшения занимаемой площади под крупные конденсатные насосы принимают их вертикальное размещение.

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 в составе генерации, так и на промежуточных насосных станциях теплофикационных систем.

Насосы должны обладать повышенной надежностью, поскольку перебои или неполадки в их работе сказываются на режиме работы генерирующей станции и, соответственно, потребителей.

Основной особенностью работы сетевых насосов являются колебание 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 подготовленной сетевой воде с содержанием твердых включений не более 5 мг/кг и размером твердых фракций до 0,02 мм.