循环水泵技术说明介绍

1. 技术来源及相关技术支持方式 
荏原博泵所产循环水泵是日本荏原制作所相关技术的结晶产品。 
水泵所需的全部技术图纸、生产工艺、质量控制流程、试验方法和施工方案均由荏原制作所向荏原博泵提供。荏原博泵负责相关图纸转化及具体施工。 
水泵从设计到制造、从毛坯到加工、从组装到试验等过程全程由荏原制作所派遣的支援组专家按照荏原制作所的品质质量管理系统进行系统把关,相关监造过程由荏原制作所总部全权负责,以保证质量及依赖度与荏原制作所产品一致。 
如荏原博泵的产品质量不符合用户要求,荏原制作所承诺负责解决直**用户满意。 
2. 工厂试验能力 
荏原博泵建有中国**先进的热态试验台,试验能力:**大流量110000m3
/h,**高压力390bar,功率12000KW。可进行真机模拟试验。对本项目水泵运行性能提供了强有力的试验保障。 3.水泵的构造与形式 
荏原博泵提供的循环水泵采用喇叭口吸水、为固定转速、转子可抽式、固定叶片、立式单支撑、下出口湿井式混流泵。这样有利于水泵的稳定运行, 也便于水泵的检修和维护。 (1) 
水泵的形式 
对于循环水泵,采用单支座方式可以方便电机与水泵间的定位与对中,对泵组的安装及稳定运行均有利。 
采用转子抽芯形式,便于水泵的维护及节省维护时间。检修频度较高且具有互换性的水泵转子,内壳体(含叶轮、内导流壳、轴、轴护管、导轴承、轴承箱、轴套等)作为可抽出部分, 在调整或更换转动部件只需拆除内部零件时可就地抽出,而半**性的吸水喇叭口、外接管、出水弯管、水泵支座等外壳体为不可抽的方式。 (2) 
循泵导轴承 
我公司从荏原制作所相关设计及运行经验出发,为有效保障水泵运行性能主运行寿命,结合荏原制作所长年积累的生产经验和研究成果,卖方建议本项目采用具有良好的耐腐蚀性与耐磨性并被广泛应用于泥沙含量较低的可承受短时间内无润滑水能干磨启动的陶瓷轴承。此轴承具有拆卸方便、可适应性好且可承担水泵干摩擦启动的特点,不仅能有效保障水泵性能,也可大幅度的简化水泵轴承润滑水系统。在荏原制作所提供的600MW以上电站的循泵及核电站用循环水泵所采用的导轴承均有陶瓷轴承的成功使用经验,具有充分的使用业绩保证可靠性。 (3) 
水泵的轴推力 
按照招标书的要求与荏原制作所的长期经验,水泵的轴向推力由电机的电机推力轴承承担。一般来说,大型水泵的轴向推力(包括水泵转子的重量)由电机的推力轴承承担方式比较普遍。这样可使机组的结构紧凑,并有利于机组的检修和维护。 
电机在水泵厂家的供货范围之内,荏原博泵与电机供货厂家保持联系,保证项目顺利进行。 (4) 
泵-电机之间的联轴器 
由于水泵的轴推力由电机承担,水泵轴和电机轴之间通过中间轴采用刚性联轴器联接。为了便于拆装并能在循环水泵运转层上可调节转动部分及叶轮边缘与叶轮室的间隙,采用可调节式(垫片式)联轴器。这样在水泵运转层上不须拆卸电机即可自由调节水泵叶轮与及叶轮室的间隙。 (5) 
水泵轴封 
采用安全可靠的填料密封,此产品采用日本皮拉产品,在荏原制作所水泵产品上有着优良的运行业绩。此外,我公司提供的填料函上设有泄漏水收集装置,以保证轴封处的漏水不会喷(溅)到水泵外,使漏出的水通过轴封漏水管线排到水泵吸水池。为了在不拆卸联轴器的情况下, 便于轴封的更换和调整, 填料函及填料压盖采用轴向剖分式结构。 4.水泵泵组的运行与启闭方式 
所提供的循泵机组在夏季工况(两机6泵)、冬季工况(两机4泵)的2种工况下可连续稳定运行,所选泵型的流量-扬程曲线为高速时通过夏季工况(两机6泵)点,覆盖冬季工况(两机4泵)点。 
所提供的循泵机组,既可以关阀启动,也可以开阀(半开)启动。此外,水泵-电机并且可以承担20%反转转速,也可以在以20%额定转速逆转的条件下启动。为便于水泵的运行管理与控制,荏原博泵推荐采用开阀启动方式为正常的启动方式。 
所提供的水泵-电机机组允许倒转,并且在**大倒转转速下保证机组不会损坏。 5.水泵的材质及制造方法 
根据荏原制作所数十年来的循环水泵的设计、制造和运行维护的经验,精选了水泵的材质及制造方法。为适应本项目海水循环水泵的运转要求,考虑招标要求与条件,水泵各主要部件的材质及制造方法如下:叶轮: 采用整体铸造方式,对流水面进行完整细致的研磨以保证良好的水力性能。一流
的材质性能及叶片入口的有效打磨将有效的保障叶轮的抗汽蚀性能。 
导流壳: 采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢拼焊结构。在保证水力性能基础上降低了起吊
重量,对导流壳叶片进行细致的研磨以保证良好的水力性能。 
主轴:  为保证主轴性能,材质上,采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢锻打件,锻打后将
进行试块检测分析,以充分保证材质性能。整个加工过程由荏原制作所质量监督支援组人员把关,荏原制作所良好的业绩与优质的加工经验将是性能的**好保障。 
壳体:采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢焊接件,为有效保障相关性能,卖方将执行严格
的探伤工序以消除隐患。 
中间联轴器:材质上,采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢锻打件进行整体加工。整个加工过程由荏原制作所质量监督支援组人员把关,采用夹紧同轴加工的方法加工,以保证同心度。 6.水泵厂家的设计/制造特征 
迄今为止, 荏原制作所及荏原博泵已经具有设计制造类似大小的混流泵数百台的成功经验,具有丰富的制造大型循环泵业绩,积累了大量的输送介质为海水的数据。在中国,荏原制作所也有许多类似发电厂循环泵的业绩。荏原制作所所推荐的泵型,正是从本工程的重要性出发,考虑水泵的实际运行工况并结合长期实际经验而得出的推选方案。我公司推荐的循泵在设计与制造、装配及质量管理等方面具有以下特征: 6.1 设计上 
a) 所采用泵的所有部件结构、材质都是依据实际经验,是通过实践证明可行的和可靠
的。 
b) 水泵的叶轮采用整体铸造方式制造可以保证制造质量,提高水泵的稳定可靠性和寿
命。 
c) 水泵导轴承根据本工程的特点推荐采用进口陶瓷轴承,水泵运行更加安全可靠。 d) 水泵采用了抽芯方式,这样有利于水泵的检修和维护,节省装拆时间。并且由于减
轻了**大起吊重量,对吊车及厂房设计也有利。 
e) 可根据电机厂家提供的轴系资料,在进行水泵轴系的设计时将对整个水泵-电机轴系
进行详细计算,保证机组轴系在任何工况下运行的稳定性。 
f) 可根据电机厂家提供的壳体共振频率、重心等详细设计资料, 将对电机架台及电机
进行详细的振动、强度计算,以保证不发生共振现象。万一由于基础等的原因, 在现场发生共振现象,我方将根据多年来的丰富经验, 积极协助业主解决问题。6.2 制造、装配及质量管理上 
a) 严格按照ISO 9001的要求, 进行产品的质量管理, 保证对业主负责。  
b) 中间轴与泵轴或电机轴之间的刚性联轴器, 将采用夹紧同轴加工的方法加工, 以保
证同心度。 
c) 所有承压零部件,将以设计压力的1.5倍的压力进行耐压试验, 以验证其制造质量
合格。 
d) 对于关键受力零部件, 将进行探伤检查以保证质量。 
e) 对于每一台循环水泵,在出厂以前将进行试装配检查, 以验证设计无误,制造加工
质量合格。这样也有利于在现场的安装调试顺利进行。 f) 在真机制造过程中严格按照本投标文件中监造要求进行。 2、投标产品的主要工艺,选用材料的改进措施 2.1.水泵的材质及主要工艺方法 
针对双相不锈钢材料铸造及焊接的品质保证需要,根据荏原制作所的设计、生产及运转的长期实际经验,参照各相关国家及行业标准,对双相不锈钢材料铸造、焊接的性能保障形成了一系列的规章及措施。 
铸造上: 
(1)成分保证。在化学成分执行ASTM A890/890M-98(2003)相关标准的基础上,同时满足PRE=%Cr+3.3%Mo+16%N≥32,目标值为≥34.5;铁素体含量根据ASTM-A800M标准计算,含量在30~60%范围内,目标值为50%。 
(2)机械性能保证。机械性能满足ASTM A890/890M相关标准,其相关试块为与铸件同炉浇铸的,形状和尺寸根据ASTM A703 Fig. 2 的Double Keel Block。每1炉钢水中选取一试材试样,要与铸件同炉做热处理,并提交试验记录。试验方法根据ASTM A370标准。 
(3)热处理保证。按照相关要求做热处理,固溶处理。 
(4)毛坯性能保证。按相关企业标准做材质、形状、尺寸、壁厚、外观、无损检查,其中,无损检查执行渗透探伤试验(PT),叶轮毛坯全面进行浸透探伤试验(PT),粗加工后的粗加工面要再度进行浸透探伤试验(PT)。 
焊接上: 
双相不锈钢022Cr22Ni5Mo3N材料,具有良好的焊接性能,有效的规避了纯铁素体及奥氏体不锈钢的一些弱点,但是,要获得理想的焊接效果,仍然有几个要点需充分得到考虑:(1)防氢脆的需要;(2)对焊后冷却速度的考虑及有效控制及保障;(3)焊材的高匹配原则;(4)焊前焊后的无损探伤;(5)焊后的2相保证,铁素体含量的测定;(6)热处理规避,双相不锈钢只有在焊后2相比例不当,或产生有害相时,才考虑进行热处理以改善性能。等等 。 
为此,从性能保障及工期考虑,**好由专业的、有成熟的双相不锈钢焊接经验的厂家来从事重要焊接部套的焊接工作,为此我公司特选择了青岛荏原作为本项目的焊接外包厂家。青岛荏原作为国内专业的高压容器生产商,是荏原制作所山东海阳核电站循环水泵项目(3000VZNM,口径达3m,材料:双相不锈钢,与本项目一样)、嘉兴二期4X600MW 循环水泵(材料:双相不锈钢)、浙能舟山六横2X1000MW 循环水泵(材料:双相不锈钢,与本项目材料一样)项目焊接部套指定生产商,具有优秀的行业声誉。 
卖方会依照荏原制作所的相关生产经验及行业标准,制定采购依赖书,对下料、焊接到**后铁素体测定等整个过程进行条理清晰、有序的过程检查。基本程序如下 
(1)焊接作业环境保证,保证作业环境不会引发氢脆及碳污染,在区域内要有效隔离碳钢件及双相不锈钢材料。等等。 
(2)原材料性能保证,母材执行GB/T 20878-2007 022Cr22Ni5Mo3N相关标准,焊材必须符合AWS规格,牌号:GFW329J4L、TG-329J4L。 
(3)焊前材料保证,双相不锈钢钢板下料前,钢板表面要贴纸保护。采用等离子切割下料。切割后,在材料进行再加工或使用前应用机械方法去除所有熔渣,待焊边缘应均匀及光滑,待焊的表面全面PT,要求无显示的缺陷。同时,焊缝要错开钻孔及筋板位置。双相不锈钢下料后材料变形修正避免采用加热的方式,在弯曲和校正过程中要注意避免产生表面划伤。 
(4)焊前必需做焊接工艺评定(WPS、PQR),并证明所有焊接工作都是由按ASME第Ⅸ卷的要求评定合格的焊工所完成。 
(5)焊接方法:药芯焊丝电弧焊(FCAW) 、钨极氩弧焊(GTAW),或两种的组合。姿势尽量采用平焊或横焊。焊接时,双相不锈钢严禁与铁质物品(包括夹紧装置、支撑及其他工装)直接接触。 
(6)焊后修磨处理,双相不锈钢所用的修磨工具要与修磨碳钢用的工具区分开,不能混用。清理双相不锈钢焊缝的钢丝刷也要用不锈钢材质的。PT探伤时发现的疑似缺陷也要去除并实施焊补。 
(7)焊后检查,含外观检查,焊接坡口、坡口角度、钝边宽度、坡口错边误差、破口间隙检查及尺寸检查等。 
(8)液体渗透探伤(PT)检查。焊接完成后对起密封作用的焊缝及与密封焊缝关联的筋板焊缝进行液体渗透探伤(PT)检查。另外,在工件制作过程中要求PT的场合(<制作工序图>确定)也必须进行PT检查。 
(9)焊后酸洗。对双相不锈钢焊缝涂酸洗膏,然后用清水冲洗,致焊缝表面及周围的氧化色完全去除,不允许过酸洗。在**酸洗前,要进行试验,确认酸洗效果。 
(10)修磨处理。由于双相不锈钢表面不喷漆,为了确保产品外观,要进行修磨管理,修磨的形状要规则规范。双相不锈钢要采用专用的修磨工具。 
(11)铁素体含量测定。双相钢焊缝的铁素体含量需保证在35%~60%。 
在水泵的制造、检查、装配、性能试验和喷漆出厂的各个阶段,荏原制作所将派有关工程技术人员进行指导、监督,以保证水泵满足荏原制作所的设计要求。 2.2.水泵防腐 
2.2.1 防海水腐蚀性能和防间隙腐蚀的保护措施 2.2.1.1 水泵本体材料 
应用于海水输送介质的水泵材质随着材料的更新换代经历了从含Ni铸铁、316L不锈钢、双相不锈钢到超级双相不锈钢的过程。目前被广泛应用于海水介质的循环水泵的材质是316L系列不锈钢及双相不锈钢。超级双相不锈钢的防腐性能优于它们,但制造成本昂贵且交货期相对更长,在材料热处理上还处在一部分技术不成熟的问题(如对于一些超大锻件)。一般在海水的腐蚀与海水的温度,浓度和海水中的微生物有关。不管采用什么材质,如果不采取适当措施,海水里的腐蚀是无法避免的,尤其是间隙腐蚀。目前022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢被广泛应用于海水中就是因为它具有较强的抗间隙腐蚀能力。即使是采用超级双相不锈钢,也无法完全避免间隙腐蚀。所以在海水中的防腐蚀,除了采用较好的材质外,更重要的是完全,彻底的抗间隙腐蚀措施。荏原制作所长期从事于海水泵的设计制造,产品应用业绩中有很多应用于高温,高浓度海水淡化工程中的再循环泵,所选用的材质既有316系列不锈钢也有双相不锈钢,其中输送介质不乏高温浓缩海水。根据我公司长年积累的研究成果和实际运行经验,认为采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢只要采取可行的防腐蚀措施可以满足客户要求。因此推荐水泵与输送介质接触的零件材质采用耐腐蚀及耐磨损性能不错的022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢。本项目采用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢材料,可充分能够满足海水泵的防腐要求。 2.2.1.2 循泵出口配对法兰的材质及防腐措施 
卖方推荐循环水泵出口配对法兰的材料与用户送水管道相同,以便其作为送水管道的一部分受到防腐保护。考虑到其内外表面有可能长期浸泡在海水中,采取涂抹具有良好防腐性能的强化纤维树脂(FRP),涂层厚度为1~2mm。连接螺栓和螺母材质采用不锈钢。两种异金属间通过绝缘材料(绝缘套管和绝缘垫片)隔离,可防止水泵出口法兰与连接螺栓和配对法兰因不同材质而引起的电流腐蚀。 2.2.1.3 防间隙腐蚀的措施 
材料防腐外,海水泵的防腐主要针对间隙腐蚀,材料上,对相邻部件尽量采用相同材质,降低材质间的电位差;不同材质部件间采用橡胶隔离衬垫防止因直接接触诱发接触电偶腐蚀,不同材质间的连接螺栓表面作外衬橡胶处理,防止接触电偶腐蚀。 
此外,荏原制作所根据多年的实际经验采用在金属接触面涂抹特殊密封胶,在螺栓与螺孔上涂抹防止咬合剂,螺栓安装完成后进行表面密封胶涂层包覆处理,在部件定位安装后形成的互交面进行特殊密封胶圆角处理,以及在非接触间隙处进行特殊填充剂处理等多项措施。取得了防间隙腐蚀良好的效果。(参见后附防腐措施示意图) 2.2. 2.1 水泵底板和基础框架的防腐腐蚀 
水泵底板和基础上框架材料采用Q235-A焊接结构,为有效应对相关腐蚀,其具体防腐措施如下: 
a. 可能接触海水表面:为防止水接触腐蚀现象的发生,部件采用022Cr22Ni5Mo3N
双相不锈钢材料。 
b. 非双相不锈钢件接触湿坑高盐雾环境表面:做环氧沥青漆涂层。此涂层有良好
的抗盐雾腐蚀性能,可保部件相应表面无虞。 
2.2.2.2 基础层面板上各部件及相表表面防腐 
其材料多采用Q235-A优质碳钢材料。为防止腐蚀发生,各部件表面均在喷砂处理后进行相关涂层处理,按照两底三面喷涂防腐面漆。有效保障各部件在现场环境下的使用寿命。 
2.3.水泵各部件质量检测 
为有效确保水泵各部件的品质,以及因某一流程的不合格直接影响工程生产进度,卖方循环水泵各部件在相关工序后,立即执行相对应的质量保障程序,尤其是各重要部件及其要部位的探伤检测。 
我公司对本项目铸造件、焊接件、轴料执行如下探伤标准:铸件:100%PT(渗透探伤)检测及重要零部件的应力集中区域进行RT(射线探伤)探伤检测; 
轴及联轴器:100%UT(超声波探伤)检测; 
焊接件:100%PT(渗透探伤)检测及重要零部件的焊缝应力集中区域进行RT(射线探伤)检测。