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立式循环水泵节能降耗关键技术及工程应用

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完成单位:杭州华电江东热电有限公司,沈阳工业泵制造有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

易维涛、徐洪明、方日波、郝迎旭、王生举、耿 旭、徐琦峰、王晓峰

项目概况

节能型立式循环水泵(型号为56HIIUCX-18)是依托杭州华电江东热电有限公司全厂循环水泵节能改造要求而研制的产品,与国内知名泵厂合作研制开发。 节能型立式循环水泵性能技术指标达到国内领先、国际同期产品的先进水平,其价格低于国外同类泵25%左右。 节能型立式循环水泵项目,是在建立计算模型的基础之上,通过基于CFD高精度数值计算方法与多目标遗传算法,对燃气-蒸汽联合循环机组高气蚀循环水泵进行优化设计与研究,主要研究内容如下: 1、不同叶顶间隙对循环水泵性能影响规律研究 研究不同叶顶间隙对循环水泵性能影响规律,基于高精度数值计算,考虑叶顶间隙泄漏的瞬态流动特性,进而研究泄漏涡与空化涡之间复杂瞬态耦合特性。基于LES,探究叶顶间隙泄漏涡瞬态流动规律与内部复杂流动机理。 2、基于多目标遗传算法的循环水泵优化设计研究 创新性地开发一种基于Creo Parametric内置函数的三维设计优化方法,进而提出水力性能-汽蚀性能双目标协同优化策略,最终重点分析低循环泵不同水力性能对其汽蚀性能的影响机制。以效率与空化协同最优为目标搭建具有自主软件著作权的一体化自动优化平台,基于多目标遗传算法寻找规定比转速下循环泵叶轮、导叶各参数最优值与最优匹配关系。 3、考虑热力学效应的循环水泵空化及空泡动力学研究 选择更能准确捕捉循环泵空化内部复杂流场的空化模型,将该空化模型与LES湍流模型结合,采用考虑气液可压缩性的空化压力-速度耦合方程,对循环泵运行状态下非稳态空化流动进行数值模拟。从涡量传输角度揭示热效应、空化以及涡量的相互作用,探究循环泵空化流动的独特机理。 循环水泵是工业流程泵中最重要的泵之一,广泛适用于冶金、发电、精炼、石油化工、建材、化工、轻纺等行业海水或江河水的抽送。包括:水厂取水、城市排水、污水提升和排海,农业灌溉、海水淡化预处理、电厂和工业用循环水、烟气脱硫等这些要求立式循环水泵长期运行时具有很高的可靠性的场合。尤其在火力发电站中,循环水泵是最关键和耗能较高的重要辅机设备之一,也是发电机组安全、可靠运行的重要保证之一。目前,国内热电厂以及早期300MW-350MW燃煤发电厂提容增效改造的机组多达数百台套,该系列循环水泵需求容量大,市场前景好。 目前,已授权实用新型专利2项;1篇论文《基于CFD的CCPP循环机组用立式斜流泵水力优化及改进》已通过审稿,2025水泵技术4期发表。