熱電廠即常規(guī)礦物燃料電廠或核電廠都要使用泵，因而對(duì)泵類制造商來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的市場(chǎng)。然而，許多電廠的負(fù)荷相當(dāng)繁重，其設(shè)備也需要應(yīng)對(duì)相當(dāng)高的溫度和壓力。此外，這些設(shè)備必須年復(fù)一年地保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)（通常是在電廠的整個(gè)運(yùn)營(yíng)周期內(nèi)）。那么，這些工況下的泵究竟有哪些特別之處呢？

　　發(fā)電廠的泵按應(yīng)用可分為鍋爐給水泵、增壓泵、循環(huán)水泵和冷凝泵、輔助泵和高溫泵，還有煙氣清洗泵及泵的驅(qū)動(dòng)裝置，控制機(jī)構(gòu)和其他相關(guān)設(shè)備，如聯(lián)軸器。

泵的類型

　　很大程度上，泵的類型因電廠類型而異。比如，亞臨界電廠的鍋爐給水泵（BFP）和鍋爐循環(huán)水泵（BCP）與超臨界電廠的泵就可能不同。這類泵通常體積較大，耗電量也很高。泵可由電力驅(qū)動(dòng)，也可以由蒸汽透平/燃?xì)馔钙津?qū)動(dòng)，例如鍋爐給水泵透平(BFPT)。

圖1. 蘇爾壽泵業(yè)為德國(guó)Neurath燃煤電站提供了歐洲最大的鍋爐給水泵

　　對(duì)于一些工況相對(duì)不是那么嚴(yán)酷的場(chǎng)合，所使用的泵就很普遍了，與許多應(yīng)用場(chǎng)合內(nèi)進(jìn)行基本輸水操作的泵非常類似。那么，這些泵有哪些類型呢？按照泵的配置有包括如下類型：

　　鍋爐循環(huán)水泵（BCP）包括幾種類型，與強(qiáng)制循環(huán)鍋爐配套。燃燒爐管路冷卻保護(hù)或余熱回收蒸汽發(fā)生器（HRSG）的水循環(huán)都離不開(kāi)這種泵。在一些諸如“超臨界”鍋爐（或直流鍋爐）應(yīng)用中，鍋爐循環(huán)水泵在啟動(dòng)時(shí)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可進(jìn)行水的循環(huán)。

　　鍋爐給水泵（BFP）在高溫和高壓下向蒸汽鍋爐供水（新的或經(jīng)循環(huán)返回的冷凝水）。此類泵按工作壓力和溫度有所區(qū)別。單殼類常運(yùn)用于聯(lián)合循環(huán)和亞臨界蒸汽電廠。

　　雙殼水平中開(kāi)泵的多級(jí)設(shè)計(jì)具有上下兩個(gè)分離的殼體（如果內(nèi)殼由外殼包裹也稱為“筒形”）。這類泵適用于一系列亞臨界鍋爐給水應(yīng)用，同樣適合高壓和高溫工況。

　　節(jié)段式多級(jí)泵的整個(gè)外殼分為吸入段、中間段和排出段，適用于鍋爐給水和其他應(yīng)用。單殼類也適用于聯(lián)合循環(huán)和亞臨界蒸汽電廠。

　　徑向剖分筒袋泵可用于鍋爐給水，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低運(yùn)行和維護(hù)成本，并適用于同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合，同樣可降低運(yùn)行成本。

　　單級(jí)泵是非常可靠的一種泵，具有各種配置，可以在高的系統(tǒng)壓力和溫度下處理清潔的高溫流體，如熱水。通常與鍋爐給水泵配套進(jìn)行熱水增壓。

　　雙殼內(nèi)節(jié)段泵具有兩個(gè)外殼（筒式），還可以為多級(jí)泵，同樣適用于高壓和高溫工況的亞臨界蒸汽電廠。

　　單殼水平中開(kāi)泵具有拆卸方便的特點(diǎn)，但不適用于高壓場(chǎng)合。

　　冷凝水泵通常為離心泵，它將冷凝器中的冷凝水泵送至循環(huán)回路中。

　　鍋爐循環(huán)水泵(BCP)通常與亞臨界或超臨界燃煤鍋爐配套。傳統(tǒng)亞臨界或超臨界鍋爐需要三臺(tái)BCP ：其中兩臺(tái)連續(xù)工作，另一臺(tái)備用。對(duì)于超臨界鍋爐，只需要一臺(tái)鍋爐給水泵，而且僅用于啟動(dòng)，當(dāng)達(dá)到30-50％的負(fù)荷試時(shí)即停機(jī)。

　　鍋爐給水泵通常是間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的，當(dāng)液位感應(yīng)元件檢測(cè)到鍋爐內(nèi)的水位變低時(shí)，由控制系統(tǒng)啟動(dòng)。泵會(huì)持續(xù)工作至鍋爐內(nèi)的水位上升到預(yù)設(shè)液位。

圖2. 所示為Sterling SIHI的SIHImulti多級(jí)泵。這些泵適合用作中小型電廠的鍋爐給水泵和增壓泵

泵供應(yīng)商

　　有許多制造商為最新的高效電站提供泵設(shè)備。例如三菱重工（MHI）擁有為亞臨界和超臨界熱電廠提供泵產(chǎn)品的專業(yè)資質(zhì)，其中包括鍋爐給水泵和增壓泵、鍋爐循環(huán)泵和冷凝水泵，功率在500-1000 MW之間。英國(guó)專業(yè)的泵類制造商海伍德泰勒（Hayward Tyler）向MHI提供鍋爐循環(huán)泵。

　　蘇爾壽（Sulzer）泵業(yè)同樣為發(fā)電行業(yè)提供泵設(shè)備，包括火電廠和地?zé)犭姀S。產(chǎn)品類型有鍋爐給水泵、鍋爐循環(huán)泵、冷凝水泵、冷卻水泵和輔助泵。該公司還制造核電廠專用的安全泵。

　　另外，Saudi Pump Factory（SPF）公司的代表性產(chǎn)品為多級(jí)中分泵，流量高達(dá)2200 m3/h，最高耐溫205℃。該公司還提供更大流量和更高溫度的產(chǎn)品。這些泵可用于極高壓力下的注水和鍋爐給水。

圖3. 福斯公司的WNC泵是帶有擴(kuò)壓殼的高能效筒袋泵，廣泛于世界各地的電廠

　　福斯（Flowserve）公司也為發(fā)電（和其他）領(lǐng)域提供鍋爐給水泵，還為核電廠生產(chǎn)專業(yè)的泵產(chǎn)品。其典型產(chǎn)品為CHTA型泵。這種泵第一級(jí)葉輪處有雙吸入或單吸入口，是雙殼多級(jí)筒袋泵。CHTA泵特別為高溫高壓和高流量工況設(shè)計(jì)和打造，其應(yīng)用包括鍋爐給水和注水。

　　海伍德泰勒（Hayward Tyler）的鍋爐循環(huán)泵具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能、可靠性和很長(zhǎng)的使用壽命（與電廠運(yùn)營(yíng)周期相當(dāng)）。這些泵在泵和電機(jī)的配備上十分獨(dú)特，可以在非常高的壓力（400 bar以上）和溫度（400℃以上）下運(yùn)行。“濕定子電機(jī)”的設(shè)計(jì)概念非常獨(dú)特，因此電機(jī)繞組可以浸入水中進(jìn)行冷卻。繞組的高度絕緣性是防止電機(jī)發(fā)生故障的關(guān)鍵。

　　斯特林（Sterling）為各種熱電站以及核電站提供泵設(shè)備，輸出功率最高為1.2 GW。這些泵包括鍋爐給水泵和增壓泵（壓力高達(dá)160 bar）、鍋爐循環(huán)泵（流量高達(dá)80,000 m3/h）和輔助泵。采用機(jī)械密封的SIHImulti泵是其典型產(chǎn)品，可用作中小型垃圾發(fā)電站、聯(lián)合循環(huán)電站或工業(yè)電站的鍋爐給水和增壓。

圖4. 蘇爾壽泵業(yè)的電廠用鍋爐給水泵。從圖中可以看到驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪箱

　　KSB生產(chǎn)電站用離心泵，包括CHTC多級(jí)臥式高壓筒袋泵，該泵具有單入口徑向葉輪和軸向推力液壓平衡裝置，可用于鍋爐給水和冷凝水循環(huán)。

　　其他為發(fā)電行業(yè)提供泵設(shè)備部分公司包括偉爾集團(tuán)（Weir Group）、ITT古爾茲（Goulds）和酉島（Torishima）。ABB和阿爾斯通（Alstom）等公司提供變頻器等與泵相關(guān)的設(shè)備。

核電

　　今天，礦物燃料價(jià)格迅速攀升，加上人們對(duì)能源安全的憂慮以及各國(guó)對(duì)減少CO2排放的需求，盡管核廢料等問(wèn)題仍然懸而未決，但人們已開(kāi)始重燃對(duì)核電的興趣。

　　對(duì)于所有核反應(yīng)堆，持續(xù)對(duì)其堆芯進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s對(duì)整個(gè)工廠、員工和周邊區(qū)域的安全至關(guān)重要。因此反應(yīng)堆冷卻泵是核電廠非常關(guān)鍵的設(shè)備之一，決不允許出現(xiàn)故障。

　　一般來(lái)說(shuō)，一座1000 MW的核電站要使用大約20臺(tái)泵，其功能多種多樣，包括在高溫高壓下輸送冷卻劑（通常溫度在300-400℃之間，壓力在10-16 MPa）。然而，泵的類型取決于工況和冷卻劑的種類，但通常都帶有一個(gè)立式軸和單級(jí)吸入擴(kuò)散器。出于可靠性、長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行壽命和放射性泄漏的考慮，會(huì)使用非接觸式的可控制泄漏的軸封系統(tǒng)。某些核冷卻泵可由機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)和更換軸封。

　　根據(jù)反應(yīng)堆類型的不同，主要系統(tǒng)的反應(yīng)堆冷卻泵可實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)堆冷卻劑（通常是輕水，但并非永遠(yuǎn)是）到蒸汽發(fā)生器的連續(xù)再循環(huán)。核反應(yīng)堆冷卻泵一般具有2.4萬(wàn)立方米/小時(shí)的流量。

　　若冷卻水大量流失，反應(yīng)堆堆芯會(huì)迅速過(guò)熱。這是非常緊急也非常危險(xiǎn)的，而利用高壓噴射泵便可實(shí)現(xiàn)快速冷卻。另外一臺(tái)注射泵可提供補(bǔ)償，同樣可向密封的主反應(yīng)堆冷卻泵回路供水。高溫高壓的二級(jí)系統(tǒng)給水泵則將高壓水注入蒸汽發(fā)生器內(nèi)。

　　如果出現(xiàn)意外，噴淋泵可以盡可能減小放射性物質(zhì)從安全殼中泄漏——泵將硼酸水噴射到反應(yīng)堆安全殼內(nèi)。如果確有外泄，會(huì)有另一臺(tái)泵防止放射性物質(zhì)擴(kuò)散出去。