Jít na vyhledávání

Napájecí čerpadlo

Výklad

 

Napájecí čerpadla jsou v tepelné elektrárně důležitým článkem koloběhu tepelného média. Jejich úlohou je doprava odplyněné napájecí vody z napájecí nádrže přes vysokotlaké regenerační ohříváky do systému napájení kotle, přičemž současně zvyšují tlak napájecí vody na hodnotu překračující tlak ostré páry proudící z kotle na turbínu. Tlak za čerpadly musí být od tlaku páry vyšší o hydraulické ztráty v trubkách ohříváků vysokotlaké regenerace i v samotném kotli. Konstrukčně jsou hydrodynamická napájecí čerpadla většinou vyráběna jako rotační, článkové, odstředivé lopatkové stroje, poháněné výkonným elektromotorem nebo malou parní turbínou. Hřídel je uložena v kluzných ložiscích, tlakový mazací olej pro ložiska je externě chlazen. Z důvodu jednosměrnosti toku čerpané kapaliny čerpadlem musí mít hřídel určitý kompenzační a vyrovnávací mechanizmus pro eliminaci vzniklých axiálních sil. Elektrický motor nebo parní turbína je s čerpadlem spojena většinou pomocí regulační hydraulické spojky a výkon čerpadla se reguluje změnou jeho otáček.

Z důvodu zabezpečení spolehlivosti napájení kotle napájecí vodou jsou často tyto čerpadla počítána na 50 % průtoku a v napájecím uzlu jsou instalována tři čerpadla – třetí je jako horká rezerva pro případ poruchy na jednom ze dvou pracujících čerpadel.

Většina čerpadel, používaných v uhelných elektrárnách, je odstředivých, v horizontálním provedení (Zdroj: imantsu / Shutterstock.com)

Většina čerpadel, používaných v uhelných elektrárnách, je odstředivých, v horizontálním provedení

Rozdělení čerpadel

Čerpadla, jako stroje na dopravu kapalin, se dají podle principu práce rozdělit na tři základní skupiny. Nejpočetnější a v energetice nejvyužívanější jsou odstředivá čerpadla. Druhou skupinu tvoří objemová čerpadla a třetí jsou proudová čerpadla – injektory a ejektory.

Vahadlová ropní čerpadla, stejně jako domácí pumpy na studních patří do skupiny pístových čerpadel (Zdroj:vladimir salman / Shutterstock.com )

Vahadlová ropní čerpadla, stejně jako domácí pumpy na studních patří do skupiny pístových čerpadel

Mezi objemová čerpadla patří různé konstrukce pístových a membránových čerpadel, dále lamelová a zubová čerpadla nebo šnekové čerpadlo. Pracovní látka se nasává do čerpadla po určitých objemových dávkách a následně se vytlačuje z čerpadla ven. U pístových čerpadel zabezpečuje tento cyklus posuvně se pohybující píst, tvořící pohyblivou stěnu pracovní komory. U membránových čerpadel je namísto pístu použita pružná membrána s táhlem – průhyb membrány způsobuje změny objemu a tlaku v prostoru pod membránou a čerpadlo střídavě nasává a vytlačuje kapalinu.

Jedna z variant uspořádání zubového čerpadla (Zdroj: Wikipedia.org)

Jedna z variant uspořádání zubového čerpadla

Zubová čerpadla fungují na principu dvou do sebe zapadajících ozubených kol, přičemž je kapalina unášena k výstupnímu hrdlu v mezizubních prostorech. Lamelové čerpadlo používá excentricky uložený rotor s radiálně posuvnými lamelami ve válcové pracovní komoře. Speciálním typem objemového čerpadla je Archimedův šroub – šikmo uložený šnekový mechanismus v trubce, který při otáčení vytváří svými závity vzhůru se pohybující kapsy s kapalinou.

Rozebrané odstředivé čerpadlo s velkým oběžným lopatkovým kolem (Zdroj: sspopov / Shutterstock.com)

Rozebrané odstředivé čerpadlo s velkým oběžným lopatkovým kolem

Odstředivá čerpadla využívají k vytvoření tlakové energie účinek odstředivé síly působící na kapalinu. Patří mezi rotační lopatkové stroje s lopatkovým oběžným kolem umístěným v pracovní komoře, přímo poháněným například elektromotorem. Odstředivá čerpadla mají rovnoměrný průtok čerpaného média a poměrně jednoduchou konstrukci. K jejich výhodám patří snadná regulace průtoku výstupní kapaliny škrcením ve výtlačném potrubí, přičemž nehrozí jejich poškození ani při celkovém uzavření výtlaku. Sání odstředivých čerpadel je nejčastěji axiální – kapalina vstupuje do oběžného kola čerpadla v ose rotoru. Podle směru jejího výstupu se odstředivá čerpadla dělí na:

  • Radiální – směr výstupu je kolmý na osu rotace rotoru,
  • Axiální – směr výstupu je stejný jako směr vstupu a rotor připomíná vrtulové kolo,
  • Nebo diagonální – spojuje principy dvou předchozích typů.
Horizontální vícestupňové dvouvtokové radiální odstředivé čerpadlo (Zdroj: meesilpa sornsing / Shutterstock.com)

Horizontální vícestupňové dvouvtokové radiální odstředivé čerpadlo

Další dělení může být podle polohy hřídele na horizontální a vertikální čerpadla, podle počtu stupňů na jednostupňové a vícestupňové čerpadla nebo podle počtu vtoků do oběžného kola na čerpadla s jednovtokovým a dvouvtokovým oběžným kolem.

Řez vertikálním vícestupňovým jednovtokovým čerpadlem (Zdroj: Adwo / Shutterstock.com)

Řez vertikálním vícestupňovým jednovtokovým čerpadlem

Napájecí stanice Nového zdroje v Ledvicích je umístěna v mezistrojovně bloku a tvoří ji tři čerpadla s elektrickým pohonem pracující v zapojení 2 + 1 (2 pracující čerpadla po 50 % průtoku a 1 rezervní záskokové čerpadlo). Mezi motorem a čerpadlem je použita regulační hydraulická spojka Vorecon, zabezpečující potřebné otáčky napájecího čerpadla a tím ve svém důsledku i množství a žádaný tlak napájecí vody. Součástí napájecího soustrojí je i menší podávací čerpadlo zvyšující tlak napájecí vody na sání hlavního napájecího čerpadla tak, aby napájecí čerpadlo pracovalo vždy v bezkavitačním režimu. Napájecí stanice dodává při nominálních parametrech do kotle 468 kg napájecí vody každou sekundu při tlaku 34,6 MPa a teplotě 189 °C.

Vrátit se nahoru
detail