第五节 锅炉给水设备

一、锅炉给水泵和给水箱

（一）锅炉给水泵的选择

1.锅炉给水泵流量 按式（4-68）计算

Q=K（Q1+Q2） （4-68）

式中 Q——锅炉给水泵流量（m3/h）；

Q1——锅炉额定出力时的总给水量（其中包括排污损失、汽水损失等）（m3/h）；

Q2——其他水量（如减温减压等用水）（m3/h）；

K——附加系数1.1。

2.锅炉给水泵扬程按式（4-69）计算

H=H1+H2+H3+H4 （4-69）

式中 H——锅炉给水泵扬程（m）；

H1——锅炉锅筒在设计的使用压力下安全阀的开启压头（m），见《蒸汽锅炉安全监察规程》；

H2——省煤器和给水系统的压头损失（m）；

H3——给水系统的水位差（m）；

H4——上述三项之和的10%作为富裕量（m）。

3.离心式锅炉给水泵的变工况换算

（1）当水泵转速（n）变化时按式（4-70）、式（4-71）、式（4-72）计算

式中 Q1、H1、N1——转速变化后的水泵流量（m3/h）、扬程（m）、功率（kW）；

Q、H、N——水泵铭牌的流量（m3/h）、扬程（m）、功率（kW）；

n1、n——水泵变后转速和铭牌转速（r/min）。

（2）当叶轮外径（D）变化时按式（4-73）、式（4-74）、式（4-75）换算

式中 Q1、H1、N1——叶轮外径变化后的水泵流量（m3/h）、扬程（m）、功率（kW）；

D1——变化后的叶轮直径（mm）。

（3）当水的密度ρ变化时按式（4-76）换算

注：H1、N1的变化将式（4-76）中的Q1、Q，用H1、H、N1、N代替即可。

4.离心式锅炉给水泵电动机功率N计算

水泵所需的轴功率N0（kW）按式（4-77）计算

电动机功率N（kW）按式（4-78）计算

式中 Q——水泵流量（m3/h）；

H——水泵扬程（m）；

ρ——水在工作温度下的密度（kg/m3）；

K——电动机容量安全系数，见表4-37；

η——水泵效率按样本采用；

ηm——传动机械效率，直接传动ηm=1.0；联轴器传动ηm=0.98；V带传动ηm=0.95。

5.水泵的汽蚀和汽蚀余量

（1）水泵的汽蚀会造成水泵性能恶化，产生噪声和振动以及造成水泵部件的腐蚀和疲劳。判断水泵能否发生汽蚀的物理量称汽蚀余量。汽蚀余量和水泵吸上高度，两者意义相同，只是表示方法不同，其关系见式（4-79）

式中 Δh——允许汽蚀余量（m）；

pa——作用于吸水面上的绝对压力（开式系统即大气压）（kPa）；

p0——液体温度下的汽化压力（kPa）；

ρ——液体的密度（kg/L）；

g——重力加速度（m/s2）；

V——水泵吸入口的平均流速（m/s）；

H——样本提供的允许吸上高度（m）。

（2）当水泵出厂试验时按大气压力101.3kPa（760mmHg），水温为20℃（汽化压力为2.35kPa），水的密度为1.0kg/L时，又规定允许吸上高度已考虑了附加0.3mH2O的安全值，因此式（4-79）可简化为式（4-80）

（3）为保证水泵在设计最大流量时和进水容器液面处于最低时不发生汽蚀现象，需计算水泵的吸上安装高度和灌注安装高度。

1）吸上安装高度见式（4-81）

或

2）灌注安装高度见式（4-83）、式（4-84）

或

式中 hc、hp——水泵吸上和灌注安装高度（m）；

pb——容器内液面上最小绝对压力（kPa）；

p′0——液面最高温度时的汽化压力（kPa）；

ρ′——液体最高温度下的密度（kg/L）；

V——最大流量时，泵入口处流速（m/s）；

Σhi——自容器到泵入口的管路总阻力水头（m）。

锅炉给水系统采用热力除氧时，pb=p′0，当除氧器压力有瞬变时，为防止水泵进口和除氧水箱之间有汽化而附加0.3～0.5mH2O。则式（4-83）和式（4-84）的hp（mH2O）为

hp≥Δh+Σhi+（0.3～0.5） （4-85）

或

6.锅炉给水泵的配置

（1）当采用母管制的给水系统全厂应设置一台备用给水泵，给水泵的总容量和台数，应保证在任何一台给水泵停用时，其余给水泵总出力仍能满足全部锅炉额定蒸发量的110%。

（2）当锅炉给水泵性能不能并联运行时，每台给水泵的流量应满足对应锅炉额定蒸发量的110%。

（3）非一级电力负荷的锅炉房，停电后会造成锅炉事故时，应设置汽动给水泵为事故备用泵，其流量应满足所有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的20%～40%。

（二）锅炉给水箱选择

《锅炉房设计规范》（GB 50041）规定，锅炉房宜设1个给水箱或除氧水箱。常年不间断供热的锅炉房或容量大的锅炉房应设置2个。给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需20～60min的给水量。锅炉容量为130t/h及以下的发电厂，给水箱总有效容量为20min全部锅炉蒸发量时的给水量。

二、凝结水泵和凝结水箱

（一）凝结水泵选择

（1）凝结水泵一般不少于两台，其中一台备用。当一台水泵停止运行时，其余水泵的总容量不应小于凝结水量的120%，也可参照表4-38选用。

（2）凝结水泵的设计扬程可按式（4-87）计算

H=100p+H1+H2+H3 （4-87）

式中 H——凝结水泵扬程（m）；

p——除氧器的工作压力（MPa）；

H1——管路系统总阻力（m）；

H2——凝结水箱的最低水位与除氧器凝结水进口标高差（m）；

H3——附加扬程（m），一般H3=5m。

（二）凝结水箱的选择

（1）凝结水箱的总有效容量一般按凝结水回收量20～40min的水量确定。对小型锅炉房一般将凝结水箱和给水箱合一使用。

（2）闭式凝结水系统，凝结水箱也应为闭式水箱。闭式水箱的二次汽应通过水封排入大气。

（3）凝结水箱应考虑自动控制水位装置，达到水泵自动起停。