1  前言
        我國小型蒸汽鍋爐均為成套出廠。配套的鍋爐給水泵多數(shù)為臥式多級離心泵（GC型,DG型）,1 t/h以下的蒸汽鍋爐也配渦流泵，基本按鍋爐額定壓力選擇給水泵。鍋爐給水泵在運行中表現(xiàn)為能力大、電耗高。為節(jié)約用電，一些用戶配置了變頻器，采用調(diào)速節(jié)電。一些文獻(xiàn)也推薦采用變頻器，但變頻器投資高，而且往往達(dá)不到預(yù)期的效益。本文以臥式多級離心泵為例，尋求鍋爐給水泵節(jié)能新途徑。由于我國70萬臺工業(yè)鍋爐中約2/3為蒸汽鍋爐，因此小型蒸汽鍋爐給水泵節(jié)能具有現(xiàn)實意義。
2  GC型、DG型鍋爐給水泵電耗高的原因
        (1 )GC型、DG型鍋爐給水泵為多級離心泵，水泵規(guī)格少，缺少小流量泵，而且每個規(guī)格的流量差很大，每級葉輪揚程高達(dá)20一25m。鍋爐給水泵選型時只能按就近規(guī)格選用。按我們習(xí)慣的設(shè)計原則：鍋爐給水泵流量是以鍋爐容量乘以一定的安全系數(shù)；揚程以鍋爐安全閥開啟壓力、管道阻力、位差之和乘以一定的安全系數(shù)來考慮的。這樣的設(shè)計，容量肯定偏大。但按結(jié)果選型，仍然沒有相應(yīng)的水泵，只能就近配置更大容量的水泵。以DZL2一1.25蒸汽鍋爐為例，按設(shè)計原則鍋爐給水泵Q=2.5m3/h,H=160一180m，選用GC型鍋爐給水泵時因無相應(yīng)規(guī)格的泵，只能就近選用的泵。
        (2)GC型、DG型鍋爐給水泵原設(shè)計效率低，水泵NPSH值高。其葉輪為普通鑄造葉輪，比較粗糙；軸封為填料密封，易漏水；泵需用冷卻水；而且裝配不夠精密，水泵實際性能和樣本性能參數(shù)有較大差距。一些企業(yè)生產(chǎn)的改進(jìn)型GC型、DG型泵標(biāo)明有較高效率，但仍需配套很大功率的電動機。
        (3)現(xiàn)鍋爐給水泵出廠時按鍋爐額定壓力配套，由于絕大多數(shù)蒸汽鍋爐不在額定壓力下運行，很多鍋爐運行壓力和額定壓力有很大差距。按額定壓力選型的鍋爐給水泵在實際運行中的揚程和流量均高于實際需要，其運行效率也遠(yuǎn)離效率曲線最高點。以DZL2一1.25蒸汽鍋爐為例，實際運行壓力0.6-0.8MPa,配套的鍋爐給水泵（1 GC一5×7）效率約為25%，多級泵的實際效率更低，估計GC型泵其實際效率僅為25％一35%。因此，鍋爐給水泵節(jié)能的重點是如何提高其效率。
3 GC型鍋爐給水泵變頻節(jié)電效果
        不少文獻(xiàn)資料和變頻器生產(chǎn)廠給出的變頻水泵節(jié)能效果計算公式：泵能耗與泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比。如果泵轉(zhuǎn)速是其額定轉(zhuǎn)速的1/2，其能耗是其額定值的1/8，節(jié)能87.5%，果真如此嗎？
        蒸汽鍋爐在正常運行中，絕大多數(shù)鍋爐供汽壓力變化范圍較小。變頻鍋爐給水泵接近于恒壓供水。從水力相似條件下的水泵特性公式可知：
Q₁/ Q₂=n_l/ n₂;P_l/P₂＝(n_l/n₂)²;N₁/N₂＝(n_l/n₂)³
        可見，鍋爐給水泵節(jié)電效果僅與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，而不是同三次方成正比。鍋爐給水泵變頻節(jié)電效果比想像的要小得多。
        在水力相似條件下，水泵效率保持不變，即使鍋爐給水泵采用變頻調(diào)速節(jié)電，其效率仍然很低。
4  小型蒸汽鍋爐給水泵的節(jié)能
        (1)蒸汽鍋爐給水泵節(jié)能須以提高效率為原則現(xiàn)在進(jìn)口的或國產(chǎn)的立式多級管道泵，其效率曲線長而平坦，對應(yīng)的流量范圍變化大，可在較大流量范圍內(nèi)保持較高的運行效率。對DZL2-1.25蒸汽鍋爐，選擇CR3型給水泵，其效率達(dá)到50％以上。流量范圍為1.6--4.0m3/h，比GC型泵運行效率至少提高1倍，節(jié)電達(dá)50%。該類泵規(guī)格多，流量間隔明顯，便于選型。
        立式多級管道泵葉輪為不銹鋼沖壓成型，葉面光滑；采用機械密封，軸承為自潤滑形式，不會漏水；水泵NPSH值小。安裝方便無需現(xiàn)澆基礎(chǔ)，而且泵的振動很小，運行時感覺不到明顯的噪聲。由于該泵NPSH值小，運行時不易損壞，可靠性很高。
        (2)應(yīng)改變設(shè)計理念
        現(xiàn)有的小型蒸汽鍋爐多為臥式快裝鍋爐，多數(shù)鍋爐出力很難達(dá)到額定出力，而且用戶在選用時已經(jīng)考慮了安全系數(shù)，導(dǎo)致大馬拉小車的狀況。
GC型,DG型水泵性能不穩(wěn)（高效曲線不平坦，高效段對應(yīng)的流量變化范圍?。?，因此在設(shè)計選型時考慮了較大的安全裕量。立式多級管道泵高效曲線段長且對應(yīng)的流量變化范圍大。在選用鍋爐給水泵時按鍋爐容量對應(yīng)的水泵即可。如DZL2一1.25蒸汽鍋爐選用CR3型泵即可滿足要求，對加長爐排的快裝鍋爐，因其出力足，可放大一個型號選用鍋爐給水泵。
        (3)應(yīng)按實際運行壓力選型
        立式多級鍋爐給水泵每級葉輪揚程為5一6m,按不同級數(shù)組裝的水泵其揚程變化范圍寬，可滿足不同運行壓力的鍋爐配套，從而確保鍋爐給水泵運行效率不偏離效率最高曲線段。鍋爐給水泵應(yīng)由鍋爐設(shè)計者或使用者根據(jù)實際運行壓力選型。水泵最高揚程為：鍋爐最高使用壓力十（0.2-0.3)MPa。
        (4)特殊情況下（水泵揚程變化較大）采取的措施
        對已按鍋爐額定壓力選擇的高效鍋爐給水泵，當(dāng)鍋爐降壓運行后，由于離心水泵的特性，其運行點右移，水泵揚程降低，流量增加，效率下降。水泵NPSH上升，水泵易損壞。對此狀況，宜用變頻調(diào)速，使鍋爐給水泵仍舊回到原流量范圍。在水力相似的條件下，降低水泵揚程，使其效率仍保持在高效段，根據(jù)水泵特性：
P₁/P₂＝（n₁,/n₂ )²；N₁/N₂＝（n1/n₂ )²
        在此條件下變頻水泵的節(jié)電效果與轉(zhuǎn)速的平方成正比，同樣比想像的要小得多。因此，除非有較大的揚程變化，小型鍋爐給水泵安裝變頻調(diào)速效果不明顯。
5   結(jié)論
        (1)小型蒸汽鍋爐給水泵應(yīng)以“效率”為選擇原則。用CR型多級離心泵替代原有的GC, DG型，可以節(jié)能50％以上。
        (2)小型蒸汽鍋爐給水泵選用時可不考慮安全系數(shù)，按照鍋爐噸位直接選擇相應(yīng)的水泵。
        (3)小型蒸汽鍋爐給水泵揚程應(yīng)按實際運行壓力選取，其揚程為：最高使用壓力＋(0.2--0.3)MPa。
        (4)鍋爐給水泵變頻節(jié)電效果不明顯，在考慮給水泵節(jié)電時應(yīng)優(yōu)先考慮高效水泵。除非水泵揚程富裕過大，可考慮變頻調(diào)速節(jié)電。
參考文獻(xiàn)
[1]周漠仁．流體力學(xué)泵與風(fēng)機〔M〕北京：建筑工業(yè)出版社．作者簡介：金涌(1967一），男，工程師，從事設(shè)備管理和技術(shù)改造工作。