广一离心泵丨锅炉给水泵的增容和节能增效设计探讨

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一、理论依据和设计方法
几何相似的离心泵，在动力相似的基础上，运动相似是必然的，以此推导出的相似定律被广泛应用在泵的设计和试验中。在实践中与叶轮切割定律相结合，是广一水泵厂根据已验证的成熟水力模型来进行相似放大设计的有效手段。
火力发电机组给水系统增容时，通常要求泵的流量增加而压力保持不变，这是因为高压给水管道的设计压力是以给水泵出口的最髙压力值为条件的。从图1曲线可看出，这种设计方法能满足这一需求。
当然，以上推导是基于叶轮的理论计算，如何对导叶进行合理调整，是实现目标的另一重要因素。对于本案例这种有原型可依托的升级设计中,在保证几何相似的前提下，正导叶喉部面积是最重要的设计变量，该喉部面积和叶轮出口面积决定广一离心泵的最优工况点，并直接影响性能曲线的形状。
二、实践验证
基于上述结论，我们在实际产品中援用了这一做法。在针对某电厂给水泵增容的设计方案中，只对叶轮、导叶等水力部件进行升级，其它主要部件(包括泵筒体、轴、平衡机构、轴承部件等）均保持原设计尺寸，以此来保证泵的安装尺寸不变，以节省增容改造的成本。
取放大系数A为1.05,按比例放大后叶轮入口流道径向外移并扩大，入口面积将增大10%,理论上可保证流量增大10%后流速不变。首级叶轮所配合的吸入段几何空间调整余量充足，放大时只对首级密封环进行调整；而在次级叶轮的设计中，广一水泵为了保证密封环、平衡机构与原型泵通用，广一水泵厂对放大后的叶轮入口进行修整：将轮毂减薄，叶轮进口直径略微放大，使新叶轮的轮毂和密封环与原泵轴、中段相匹配(见图2)。如此调整后，次级叶轮入口面积增加5%,入口流速比原型增大了5.6%。
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