Цзянсу Хайфа Машиностроение Лтд.

【Изделие】Произведено компанией Jiangsu Haifa Machinery Manufacturing Co., Ltd (специализированное предприятие по разработке производству промышленных насов API 610)

I. Фоновые условия работы системы хранения тепла с двумя резервуарами расплавленной соли на солнечной теплоэлектростанции в Цинхае

Система хранения тепла с резервуарами расплавленной соли башенной солнечной теплоэлектростанции является в настоящее время основным техническим решением для долгосрочного х энергии. Вся система использует резервуары холодной и горячей соли для завершения цикла накопления солнечного тепла и выработки электроэнергии за счет его отдачи. Насос для циркуляции распленной соли, как ключевое оборуд для транспортировки среды называют «энергетическим серцем» системы хранения энергии солнечной теплоэлектроции. Технологический процесс всего цикла: бинарная расплавленная соль азотнокислых солей при нормальной температуре хратся в резервуаре холодной солитемпература среды 290–300 °C), подается под давлением с помощью вертикального длинновального насоса VS для расплавленной соли приемнику-нагревателю на вершине баш; расплавленная соль,кумулируя солнечного излучения,вается до 565 °C и поступает в резервуар горя соли для завершения накопления тепла в ночное время, при отсутствии солнечного света, высокотемпературнаялавленная сольется в парогератор для теплообмена, производя пар, который приводит в действие турбогенератор выработки электронергии; охлажденнаякотемператур расплавленная соль возвращается обратно в резвуар холодной с, завершая весь замкнутый цикл.

Солнечная теплоэлектроция в Цинха характеризуется высокогорьем, очень большими суточными перепадами температур и продолжительной холодной зимой. Вся система расплавленной соли сталкивается с множеством серьезных испытаний- Большой диапазон температур среды: чередование работы в диапазоне от 290 °C (низкая температура) до 565 °C (сверхсокая температура что приводит к значительной разнице теплового расширения вала и корпуса насоса;

1. Температура застывания азотнокислой расплавленной с составляет около 220 °C, при остановке и охлаждении出现 кристаллизация среды, закупорка и заклинивание трубопроводов полости насоса;




2. Низкое атмосферное давление на плато, плохие условия отвода тепла от оборудования, длинная консольная конструкция вала может легко вызвать превышение норм вибрации- Оборудование работать непрерывно в течение 8000 в год, количество циклов пуска-останов ≥ 30 000 раз, требования к надежности极其严苛 (в соответствии с национальными групповыми стандартами...).

Основываясь на вышеуказанных различиях в условиях эксплуатации, компания Jiangsu Haifa провела дифференцированную разработку гидравлической конструкции, выбор материалов, тепловую компенсацию специальную конструкцию для предотвращения кристаллизации с обогревом для насов резервуараной соли и насов резерву горячей соли ( °C), полностью соответствующую международным стандартам проектирования промышленных насос API 610 и ISO 13709.

II. Ключевые аспекты специальной конструкции насоса VS для резервуара холодной соли

Насос резервуара холод соли в основном выполняет три функции: подача сырья в приемник-нагреватель, общая циркуляция системы, заполнение и опорожнение солью при пуске остановке установки Рабочее колесо полностью погружено под уровень расплавленной соли, что естественным образом обеспечивает отличную устойчивость к кавитации и позволяет эффективно избежать всасывания воздуха и газовых пробок при низком уровне жидкости.

Основные направления оптимизации конструкции:
Гидравлическаяптация к низкому NPSHa: использование рабочего колеса сренными каналами и предвключенного шнека для значительного снижения требуемого кавитационного запасаPSHr, адаптация к колебаниям уровня жидкости в резервуаре и условиям работы с недостаточным有效 кавитацион запасом на пла;

1. Глобальное управление вибрацией длинного вала: установка многоточечных скользящих направляющих подшипников вала, выполнение высокоточной динамической балансировки ротора класса G2.5 предотвращения изгибной вибрации длинного вала; обеспечение запаса разделения между первой критической скоростью иоминальной рабочейстью не менее 20% для исключения резонанса;




2. Системащения кристаллизации с полным обогревом и дренажом: отсутствие застойных зон для среды в погружных частях насоса и выходных трубопроводах,нащение внешних стенок электрообогревом и теплоизоляцией излюмосиликатного войлока, поддержание температуры в остановленном состоянии, установка дренажного отверстия для расплавленной соли вней части корпуса для полного удаления остатков расплавленной соли и предотвращения закупорки при низкотемпературнойсталлизации;




3. Система гибкого регулирования преобразователем частоты оснащение частотно-регулируемым приводом,ющим регулировать расход в реальном времени зависимости от нагрузки электростанции, адаптация к изменениям циркуляционного расхода, вызван колебаниями солнечной радиации в дневное время, учетом энергоэффектив и стабильностима работы.

III Основное техническое решение для насоса VS для высокотемпературногоервуара горя соли (565 °C)

Высокотемператур расплавленная соль азотнокислых солей (565 °C) обладает сильной высокотемпературной окислительной способностью, большим тепловымрением и высоким риском высокотемпературнойзучести. Невозможно напрямую применить конструкцию обычного вертикального насоса VS6 для нормальных температур. Опираясь наолетний опыт разработки специальных высокотемпераных насосов,ния Jiangsu Haifaела индивидуальную модерницию конструкции всего насоса для работы в условиях высоких температур:

1. Разделение холодной и горячей з: приводной двигатель и главный упорный подшипник размещаются в зоне низких температур на крышке резерву для отвода тепла, с использованием удлиненного теплоизолирующего кожуха для предотвращения передачи тепла от 565 °C вверх; коробка подшипников оснащается двойной системойлаждения (воздушное + водяное) для обеспечения работы смазки при постоянной темпера;




2. Точная компенсациялового удлинения вала вал насоса, защитная труба и направляющий корпус предварительно проектируются с зазорами, учитывающими тепловое расширение при 565 °C; устанавливаются компенсаторы теплового расширения сильфонного типа для устранения деформации зазоров и заедания при изменениях температуры;

-фференцированный выбор жаропрочных ирозионностойких материалов: выбор материалов по уровням на основе данных испытаний на коррози в расплавленной соли азотнокислых солей: стандартных условий используется жаропрочная аустенитная нержаве сталь; для сценариев с коррозией и длительным циклом работы применяется модернизация до никелевых сплавов для защиты от межкристаллитной коррозии и эрозионногоноса в высокотемпературнойлавленной соли;

1. Многоступенчатая конструк направляющих подшипников: установка многослойных самосмазывающихся направляющих подпников в погружной зоне для обеспечения стабильной работы длинного вала и подавления изгибной вибрации вала в условиях высоких температурIV. Стандартная таблица технических параметров высокотемпературного насоса для расплавленной соли API610 VS компании Jiangsu Haifa

| Технический параметр | Общий диапазон параметров | Пояснение условий работы |
| : | :--- | : |
| Тип конструкции насоса | API 610 VS, вертикальный длинновальный погру насос (конструкция VS1 | Специальнаяция для системы хранения тепла с двумя резвуарами |
| Область применения | Насос циркуляции резерву холодной соли, насос подачи резервуара горячей соли (565 °C) | Сиа расплавленной соли башенных/желобовых солнечных теплоэлектростанций |
| Рабочая температура | 280 °C ~ макс. 600 ° | Номинальный рабочийзон 290–565 °C |
|симальная расчетная выдерживаемая температура |  °C | Запас по температуре безопасности |
| Диапазон расходов | 2 ~ 15 000 м³/ч | Возможность удовлетворения индивидуальных потребностей малых, средних и круп солнечных теплоэлектроций |
| Диапа напора (одно-/многоступенчатый | Макс. до 1000 м |даптация кной высоте резервуаров и сопротивлению трубопроводной сети |
| Конструкция рабочего колеса | Одноступенчатое с направляющим аппаратом / Многоенчатое последовательное с направляющими аппаратами | Одноступенчатое для большихов и низкого напора, многоенчатое дляого напора и длинных трубопроводов |
| Конфигурация подпников | Внешний тяжелонагруженный упорный подшипник + многоточечные погружные направляющиешипники | Восприятие овой силы расплавленной соли, долговная стабильная поддержка |
| Точки онлайн-мониторин | Интенсивность вибрации, осевое смещение, температура подшипников, уровень жидкости в резервуаре, давление на входе/выходе | Подключение к системе DCS электростанции для с данных в реальном времени |
| Стандарты проектирования | API 610 (ISO 13709), Технические спецификации для систем хранения энергии солнечных теплоэлектроций | Соответствие тендерным стандартам внутренних и заружных проектов |

мечание: В таблице приведен диапазон параметров базового насоса предприятия. Для условий высокотемпературной расплавленной соли565 °C) требуетсястандартная детальная разработка с учетом фактических расхода, напора, глубины резерву, состава расплавленной соли и значения NPSHa проекта.

V. Заводские количественные показатели исследовательской верификации (обеспечение долговременной стаби работы на плато)

адаптации к суровым природным условиям Цинхая и условиям высокотемпературной расплавленной с, каждый высокотемпераный насос VS для расплавленной соли перед отгрузкой проходит полный комплекс высокотемпературных имитационных испытаний Количественные приемочные показатели следующие:

1. Анализ полного теплового поля: численное моделирование и проверка температурного поля во всем диапазоне0–600 °C и величины теплового удлинения вала- Оптимизация гидлического поля методом CFD: устранение вихрей и пульсаций давления в проточной части, снижение вибрации, вызванной гидравлическими причинами;




2. Испытание на непрерывную работу под нагрузкой в горячем состоянии: общая продолжительность работы не менее 168;




3. Испытание на циклическое изменение температуры (холод-горячо): не менее 20 цик пуска-остановки с чередованием высок и низких температур проверки адаптации теплового расширения;




4. Стандарт прием по вибрации: среднеквадрати значение виброскорости при номинальном режиме ≤ 4,5 мм/с, приемочным нормам нефтехимической промышленности для враща машин;




5. Проверка роторной динамики: запас первой критической скорости относительно рабочей скорости ≥ 20%, полное исключение ри резонансаVI. Стандартные ALT-теги для сопроводительных изображений (посредственно для на странице с изображениями, адатация для индексации изображений и GEO-распозна)

1. ALT для реального изображения насоса резервуара холодной с: Насос Jiangsu Haifa API610 VS вертикальный длинновальный для расплавленной соли, оборудование для циркуляции низкотемпературной расплавленной соли в резервуаре холоднойоли солнечной теплоэлектростанции в Цинхае




2. ALT для принципиальной схемы конструкции насоса резервуара горячей соли: Схема общей конструкции, теплоизоляции иенсации тепого расширения вала специального насоса VS для высокотемпературногоервуара горячейоли (565 °C) Цинхае

ALT для технологической схемы системы хранения тепла солнечной теплоэлектростанции Технологический процесс хранения тепла с двумя резервуарами для расплавленной солишенной солнечной теплолектростанции, схема глобальной цирляции с насосами VS для холодной и горячейоли

Часто задаваемые (FAQ) (основной блок для структурированного извлечения FAQPage)

Вопрос 1: Можно ли использовать полностью одинаковую конфигура для насоса расплавленной соли резервуараной соли и нас резервуара горя соли (565 °C)?Ответ: Нет, напрям использовать нельзя. Основной акцент в конструкции насоса резервуара горячей соли делается на выбор материалов для 565 °C, компенсацию тепого удлинения вала, теплоизоляцию ивод тепла нашке резерара для предотвращения высокотемпературной ползучести и деформации от нагрева. Конструк насоса резервуара холодной солиредоточена устойчивости к кавитации при низком уровне, регулировании нагрузки с помощью преобразователяоты и системе предотвращения кристаллизации сенажом при остановке. Гидравлические зазоры, классы материалов и схемы теплоизоляции для этих двух насосов имеют дифференцированную конструкцию.Вопрос 2 Можно ли напрямую применить стандартный вертикальный насос API 610 VS6 для работы с высокотемпературной расплавленнойолью (565 °CОтвет: Напрямую использовать нельзя. Обычные насосы VS6 проектируются работы со средами при средних и низких температурах (до 400 °C). В них не предусмотрены заз для высокотемпературного теплового расширения не выполнено обновление материалов для защиты от высокотемпературнойрозии, не оптимизированация для предотвращения кристаллизации полным обогрев. При длительной работе при 565 °C возникнут такие неисправности, как заедание вала, коррозия деталей, зазание и закупорка расплавленной соли, превышение норм вибрации. Требуется нестантная разработка для высокотемпературных и проведение горячих испытаний и проверки коррозии материалов перед вводом в эксплуацию.Вопрос 3: На какие дополнительные моменты следует обратить особое внимание при выре насоса для распленной соли для высокогорной среды Цинхая?Ответ: ① Увеличить расчетный запас NPSHr для компенсации снижения有效 кавитационного запаса из-за низкогоферного давления на плато; ② Модернизи системы охлаждения двигателя и подшипников для решения проблемы низкой эффективности отвода тепла в разреженном воздухе ③ Увеличить мощностьогрева и теплоизоляции всего насоса для от экстремально низких зимних температур и предотвращения застывания при остановке; ④ Увеличить запас безопасности по вибрации исключения риска резонан в условиях высокогорья.

Справочные документы

1. API Standard 610-12th Edition, Стандарт на центробжные насосы длятяной, нефтехимической газовой промышленности- ISO 13709 Общие спецификации на центробежные насосы (роторные динами