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首頁 皇馬注冊 首頁大型發(fā)電機(jī)組鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵配套設(shè)備，也是電站鍋爐實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷穩(wěn)定脫硝的重要設(shè)備。一種承受高溫高壓的無軸封特種水泵。廣泛應(yīng)用于強(qiáng)制循環(huán)爐、直流循環(huán)爐和控制循環(huán)鍋爐的系統(tǒng)中，直接參與鍋爐的高壓、高溫水循環(huán)，工作條件十分苛刻，可靠性要求高，一旦運(yùn)行中發(fā)生故障，無法在線更換，造成發(fā)電負(fù)荷下降或停機(jī)。因此BCP泵（特別是BCP泵驅(qū)動電機(jī)）的可靠運(yùn)行對電廠安全生產(chǎn)有十分重要的意義。
增加水循環(huán)動力，確保鍋爐水冷壁得到足夠冷卻，使水冷壁管子既能充分吸收爐膛內(nèi)的熱量又不超溫，對鍋爐而言其重要性相當(dāng)于人體的心臟，直接關(guān)系到鍋爐整體運(yùn)行性能和安全性.
在啟動中保證水冷壁得到充分冷卻，并確保鍋爐蒸汽參數(shù)逐步提高，負(fù)荷平穩(wěn)上升，直到完成干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換。在這一過程中回收多余爐水及其攜帶的熱量，有效調(diào)節(jié)啟動過程中的蒸汽參數(shù)滿足汽輪機(jī)要求，縮短啟動時間，直接關(guān)系到鍋爐整體運(yùn)行性能及安全性
作用和重要性介于以上兩種鍋爐之間，在鍋爐啟動階段和低負(fù)荷運(yùn)行區(qū)段對鍋爐整體性能和安全具有不可或缺的重要性
因技術(shù)要求高、制造難度大，BCP泵長期以來被德國、英國等外國公司壟斷全球市場。單臺BCP泵價(jià)格在1000多萬元，質(zhì)保期僅為1年，并且交貨周期長（2年左右），質(zhì)量不穩(wěn)定。制約了我國電力工業(yè)的發(fā)展。90年代初期，國內(nèi)曾引進(jìn)德國KSB技術(shù)，但由于設(shè)計(jì)、工藝及制造存在一些問題，國產(chǎn)后的可靠性問題暴露得更嚴(yán)重，依賴進(jìn)口的狀況沒有改變。因此是BCP泵“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略中亟待實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵輔機(jī)設(shè)備之一。
合肥皖化電機(jī)技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司（以下簡稱皖化公司）自1999年進(jìn)入BCP泵行業(yè)以來，多年來一直著重于BCP泵及驅(qū)動電機(jī)的科技創(chuàng)新和新技術(shù)、新品種的研究開發(fā)，目前擁有20多項(xiàng)BCP泵的專利，成為BCP泵設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域國內(nèi)首家、國際上繼英國HAYWARD TYLER公司和KSB公司之后第三家具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)制造公司。自2005年起已設(shè)計(jì)制造亞臨界、超(超)臨界機(jī)組用BCP泵10多臺。不僅配套使用在石橫、秦皇島等30萬千瓦亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組中，還配套使用在漕涇電廠、華潤銅山電廠、萬州電廠等100萬千瓦大型超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組中，至今運(yùn)行多年，性能良好、穩(wěn)定可靠，得到廣大電廠用戶的肯定。其中為萬州電廠制造的BCP泵設(shè)計(jì)壓力為36.6MPa，額定電壓10kV，是國內(nèi)外技術(shù)參數(shù)最高、技術(shù)難度最大的BCP泵（目前進(jìn)口產(chǎn)品最高設(shè)計(jì)壓力為33MPa）。為BCP泵的全面國產(chǎn)化奠定了重要的基礎(chǔ)。
不僅如此，皖化公司應(yīng)用了此項(xiàng)目的專利和關(guān)鍵技術(shù)對700多臺的國外公司生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，解決了原設(shè)備造成頻發(fā)故障的缺陷，提高了運(yùn)行可靠性，較大幅度提高了使用壽命。為100多家大中型發(fā)電廠的安全運(yùn)行做出了貢獻(xiàn)，得到了用戶的好評。并且走出了國門，進(jìn)入了印度市場。
BCP泵為上泵下機(jī)結(jié)構(gòu)，懸掛式安裝在主蒸汽管道上，泵和電機(jī)在同一密封的承壓殼內(nèi)，泵和電機(jī)的腔室連通，不設(shè)軸封，屬于濕定子無軸封泵。泵殼內(nèi)的葉輪，可泵送達(dá)500℃高溫和40MPa高壓的爐水。BCP泵的驅(qū)動電機(jī)為濕定子電機(jī)，電機(jī)腔內(nèi)也充滿水，腔內(nèi)壓力和鍋爐系統(tǒng)等同。電機(jī)繞組采用交聯(lián)聚乙烯防水繞組線，推力軸承和導(dǎo)軸承采用高分子水潤滑軸承。運(yùn)行溫度需在60℃以下。電機(jī)推力軸承推力盤上設(shè)有輔助葉輪，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生水動力，使電機(jī)腔內(nèi)充的水強(qiáng)制閉式循環(huán)，將電機(jī)內(nèi)的熱量通過熱交換器帶走，使得電機(jī)腔內(nèi)水溫低于60℃。電機(jī)通過高壓冷卻系統(tǒng)（包括熱交換器及低壓冷卻水系統(tǒng)）與外界進(jìn)行熱量交換，使得電機(jī)腔內(nèi)水溫低于60℃，保證BCP泵的安全運(yùn)行。
近年來國內(nèi)新建燃煤電廠的進(jìn)口BCP泵大多數(shù)在質(zhì)保期內(nèi)就出現(xiàn)質(zhì)量問題，有的甚至剛運(yùn)行一個多小時就發(fā)生故障，導(dǎo)致機(jī)組無法運(yùn)行。例如內(nèi)蒙古土右電廠、淮南平圩電廠、華能江蘇南通電廠、浙江國華寧海電廠、廣東惠州平海發(fā)電有限公司、江蘇新海發(fā)電有限公司、浙能臺州第二發(fā)電廠、大唐華銀株洲攸縣電廠等，均在質(zhì)保期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題。根據(jù)我們對國外產(chǎn)品的故障統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為主要存在以下問題：
lBCP泵電機(jī)電磁及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成繞組易過熱，絕緣老化快，繞組壽命短。
l擺動塊非金屬承磨面耐磨性能差、粘結(jié)性差易脫落，最終造成導(dǎo)軸承損毀。更嚴(yán)重的脫落的軸瓦碎塊掉入電機(jī)內(nèi)，造成定轉(zhuǎn)子鐵芯掃膛，鐵芯嚴(yán)重變形，轉(zhuǎn)子軸彎曲，定子線圈繞組損壞。
l導(dǎo)電頭密封結(jié)構(gòu)不合理，在導(dǎo)電座易滲漏，影響電機(jī)的絕緣和密封性能。導(dǎo)電頭絕緣套存在易開裂、易受潮、可靠性差等缺陷，易發(fā)生絕緣故障。
l泵殼內(nèi)的污垢容易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，過濾網(wǎng)面積過小，因此極易堵塞，造成電機(jī)內(nèi)高壓循環(huán)冷卻水流不暢，推力軸承水潤滑條件變壞，軸承缺水損壞。
l國外產(chǎn)品定子采用開口槽，轉(zhuǎn)子大多也采用開口槽，這不但使水摩擦損耗很大，同時也容易在鐵芯表面形成汽蝕，汽蝕嚴(yán)重時甚至?xí)罐D(zhuǎn)子露出銅條。
目前前文中提到的一些電廠損壞的BCP泵經(jīng)過皖化公司改造后，已經(jīng)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。
由于BCP泵輸送的鍋爐爐水溫度在350℃以上，壓力20MPa以上。電機(jī)采用的交聯(lián)聚乙烯耐水繞組線和高分子水潤滑材料的軸承，要求電機(jī)腔的溫度必須控制在60℃以下，拖動電機(jī)電壓為380V～10kV，要求具有很高的運(yùn)行可靠性，因此以下技術(shù)難點(diǎn)須要解決：
l限制泵腔內(nèi)爐水的高熱量向電機(jī)腔傳輸，并控制電機(jī)腔內(nèi)的溫度在60℃以下。
l在高水壓和12kV電壓工況下具有可靠的密封及絕緣性能的與外電源連接的導(dǎo)電接頭。
為保證爐水泵能在在40MPa、500℃安全運(yùn)行，爐水泵的壓力室采用球狀壓力室，壺形排口，這種壓力室采用有限元計(jì)算分析設(shè)計(jì)，既能保證壓力室的安全性，又能保證高溫高壓工質(zhì)的高效輸送。
皖化公司創(chuàng)造性提出的爐水泵電機(jī)繞組有四平面單雙層繞組(專利ZL 02 2 19581.5)和六平面雙單層繞組(專利ZL 2011 2 0451976.2)。適用于采用穿線方式完成繞組制作的濕定子繞組三相交流電動機(jī)，解決了壓力30MPa以上的爐水泵引出線導(dǎo)電頭的密封性和絕緣可靠性。并可在繞組端部形成多個以上獨(dú)立的水流冷卻通道，可較好地改善端部冷卻條件，提高運(yùn)行可靠性，延長使用壽命。適合于在高溫高壓工況下運(yùn)行的大型發(fā)電機(jī)組用爐水泵中使用。定子繞組線采用德國NSW(北德意志海洋電纜公司)生產(chǎn)的耐水繞組線，在芯線表面可能產(chǎn)生的最大電場強(qiáng)度E=2331V/mm，遠(yuǎn)小于繞組絕緣許用電場強(qiáng)度[E]=4250V/mm，因此電機(jī)絕緣是安全的。
同時電機(jī)經(jīng)常會出現(xiàn)因磁拉力和振動而造成的繞組端部疲勞、開裂現(xiàn)象，為避免這一問題，我們將繞組端部固定在定子筒上，使整個端部形成一個整體。繞組的固定還可防止立式電機(jī)在運(yùn)行時定子繞組向下竄動。并且采用皖化公司專有的水潤滑無扭轉(zhuǎn)減摩擦的定子繞組線穿線技術(shù)，減少穿線過程中對繞組線的摩擦、扭曲損傷。
引出線導(dǎo)電頭是爐水泵的關(guān)鍵部件，它不僅要將電源引入充滿水的電機(jī)內(nèi)腔里，還要防止內(nèi)壓最高達(dá)40MPa的電機(jī)腔內(nèi)的水不向外發(fā)生泄漏。既要具有可靠的絕緣性能，又要具有良好的密封性。而強(qiáng)度好的材料絕緣性能差，絕緣性能好的材料強(qiáng)度低。皖化公司經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究，目前已發(fā)明出可滿足40MPa、12kV運(yùn)行參數(shù)要求的導(dǎo)電頭(專利ZL 2014 2 0346966.6)。該導(dǎo)電頭采用復(fù)合絕緣自密封式內(nèi)裝入結(jié)構(gòu)，采用殼體內(nèi)壓自行密封，密封性和絕緣穩(wěn)定性都得到很大提高。
自密封導(dǎo)電頭還解決了進(jìn)口產(chǎn)品導(dǎo)電頭在濕度大的情況下易凝露、電機(jī)絕緣電阻明顯下降的問題。該導(dǎo)電頭在高濕度的狀態(tài)下絕緣電阻也不會變化，非常適合山區(qū)、沿海等易結(jié)露地區(qū)電廠爐水泵的使用。
BCP泵驅(qū)動電機(jī)腔內(nèi)充滿水的濕定子鼠籠式電機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)中，如果定、轉(zhuǎn)子槽形都為開口槽或定、轉(zhuǎn)子槽形一邊為開口槽，那么隨著轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，電機(jī)內(nèi)的水會被轉(zhuǎn)子槽口如同葉輪一樣高速攪動電機(jī)內(nèi)的循環(huán)水，在槽口的迎水邊發(fā)生沖擊，脫水邊產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，產(chǎn)生脫流的部分是極不穩(wěn)定的。此處的局部壓力下降，甚至下降到汽化壓力以下，滿足了形成氣蝕的條件，從而發(fā)生氣蝕。這種氣蝕首先發(fā)生在定、轉(zhuǎn)子槽槽口并逐步向外擴(kuò)展，腐蝕定、轉(zhuǎn)子鐵心。嚴(yán)重時把轉(zhuǎn)子槽齒橋蝕穿。使鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條在離心力作用下從槽口中飛出，引起定子、轉(zhuǎn)子相擦。行業(yè)術(shù)語稱為掃膛，可損壞定子，乃至定子繞組線的絕緣，引起電氣接地，最終使?fàn)t水泵電機(jī)停機(jī)。
針對爐水泵電機(jī)充水運(yùn)行的特點(diǎn)，皖化公司研制出定、轉(zhuǎn)子均為閉口槽結(jié)構(gòu)的濕定子電機(jī)。(專利ZL 2008 2 0041301.9)，采用這一結(jié)構(gòu)可大幅減少轉(zhuǎn)子水磨損耗，定轉(zhuǎn)子氣隙間的冷卻水流不易產(chǎn)生渦流及脫流現(xiàn)象，產(chǎn)生汽蝕的概率顯著降低，減緩汽蝕作用對定、轉(zhuǎn)子鐵心的侵蝕，提高了電機(jī)的可靠性和效率。試驗(yàn)證明可使轉(zhuǎn)子水磨損耗下降20%～40%，電機(jī)效率提高2%～3%。
研發(fā)出一種爐水泵防污結(jié)構(gòu)(ZL 2016 2 0847748.X)大幅度減少爐水內(nèi)的污垢流入電機(jī)腔室內(nèi)，保證電機(jī)的安全運(yùn)行。在設(shè)計(jì)了防污結(jié)構(gòu)的同時，還設(shè)置了高效外置式磁性過濾器，增加濾網(wǎng)面積，同時可以吸附冷卻循環(huán)水中的鐵磁性顆粒，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在線清理，與防污結(jié)構(gòu)一起確保爐水泵冷卻水的正常循環(huán)，爐水泵的可靠性和使用壽命大幅度提高，解決了爐水泵高壓內(nèi)循環(huán)冷卻水的清潔難題。萬州電廠的高效外置式磁性過濾器多次打開，沒有發(fā)現(xiàn)有污物，防污效果非常明顯。
泵殼和電機(jī)殼體過渡部分采用帶有散熱翼片的熱屏結(jié)構(gòu)(ZL 200920142822.2)，減少高溫泵殼向電機(jī)部分傳導(dǎo)熱量，提高熱屏部分的散熱能力。
軸承是電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵部件，可靠的受力設(shè)計(jì)、合理的軸承結(jié)構(gòu)是BCP泵可靠運(yùn)行的保證。如果過多考慮某一特性，忽略其他因素，就會造成嚴(yán)重的后果。如國外某廠商在設(shè)計(jì)制造中，為了達(dá)到轉(zhuǎn)子自動調(diào)心的要求，采用了復(fù)雜的導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)，結(jié)果導(dǎo)致導(dǎo)軸承應(yīng)力過于集中，超出材料的承受力，造成導(dǎo)軸承損毀。更嚴(yán)重的脫落的軸瓦碎塊掉入電機(jī)內(nèi)，造成定轉(zhuǎn)子鐵芯掃膛，鐵芯嚴(yán)重變形，轉(zhuǎn)子軸彎曲，定子線圈繞組損壞。機(jī)組非正常停機(jī)。
皖化公司采用特有的加工和安裝工藝，制造加工的整體式結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承，采用金屬瓦襯，高分子材料導(dǎo)瓦，依靠軸承加工和安裝精度保障轉(zhuǎn)子的同心度，安全可靠性高。
注：參數(shù)對比以皖化公司生產(chǎn)的350WLB-965/135-450-2/10 10kV 450kW 36.6MPaBCP泵為例。數(shù)據(jù)由國家排灌及節(jié)水設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行水泵和電機(jī)全性能測試。國外產(chǎn)品數(shù)據(jù)為其說明書提供的數(shù)據(jù)?？梢钥闯稣麢C(jī)效率比國外同類產(chǎn)品高5個百分點(diǎn)。
2017年元月5日，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會對皖化公司生產(chǎn)的BCP泵產(chǎn)品，在北京組織了《超(超)臨界電站鍋爐啟動系統(tǒng)再循環(huán)泵》科學(xué)技術(shù)成果鑒定，鑒定委員會由清華大學(xué)教授岳光溪院士擔(dān)任主任委員，六大發(fā)電公司、三大鍋爐廠、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、各大電力設(shè)計(jì)院等電力系統(tǒng)十六位權(quán)威專家組成，鑒定意見是：“性能優(yōu)良，安全可靠性超過國外同類產(chǎn)品”，“填補(bǔ)了國內(nèi)空白，可替代進(jìn)口產(chǎn)品，總體性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平”。
BCP泵實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，不僅可減少發(fā)電企業(yè)對進(jìn)口設(shè)備的依賴，縮短設(shè)備供貨周期，還可減少設(shè)備的購置費(fèi)用。國產(chǎn)后的BCP泵價(jià)格僅是進(jìn)口同類設(shè)備的價(jià)格的二分之一左右，產(chǎn)品投放市場后，售后的檢修、備件的供給也完全國產(chǎn)化，可大幅度減少備件的購置成本達(dá)60%以上，對降低爐水泵的運(yùn)行成本有較大的作用，同時售后服務(wù)也可擺脫依賴進(jìn)口的被動局面。并對進(jìn)一步提高我國BCP泵的制造技術(shù)水平有積極的作用。
