600 MW機組給水泵密封水問題分析及對策

趙世偉，許 飛，王川川

（國電投河南電力有限公司平頂山發電分公司，河南 平頂山 467312）

600 MW機組給水泵密封水問題分析及對策

趙世偉，許 飛，王川川

（國電投河南電力有限公司平頂山發電分公司，河南 平頂山 467312）

艾倫發電廠2×600 MW機組給水泵密封水系統運行中存在真空泄漏、溢流等問題，通過對相關問題進行系統分析，對密封水系統運行方式進行了優化，并對系統進行了一定的技術改造，徹底解決了密封水系統存在的問題，保證了機組安全穩定經濟運行。

給水泵；密封水；分析；優化

0 引言

艾倫發電廠是我國整套出口土耳其的首臺600 MW超臨界燃煤機組，2008年5月開工建設，2010年12月竣工。機組投產后，由于給水泵密封水回收系統存在設計缺陷，運行方式不合理，造成密封水回收水箱真空泄漏、密封水回水長期溢流等問題，嚴重影響整個機組的安全性和經濟性。以下就相關問題進行了分析，提出系統優化和技術改造方案，徹底解決了困擾給水泵密封水系統存在的問題，收到了良好的經濟效益和社會效益。

1 系統概況

艾倫發電廠超臨界燃煤機組配置2臺50%額定容量汽動給水泵和1臺30%額定容量電動給水泵，汽動給水泵為上海電力修造總廠生產的離心泵，型號為HPT300-340-6S，泵體主要由芯包、內外泵殼、水力部件、中間抽頭、平衡裝置、軸承、軸封以及泵座等部件組成，轉子是SULZER公司生產的剛性轉子，具有較高的機械可靠性。

汽動給水泵以及電動給水泵的軸端密封均為迷宮式密封，通過間隙控制泄漏量的方式密封給水泵，迷宮式密封原理[1]如圖1所示，密封瓦內裝有固定襯套注射密封水卸荷型迷宮密封元件，保證給水泵正常運行時密封水不進入泵內，而泵內高溫高壓給水不外泄[2]。給水泵密封水水源來自凝結水泵出口母管，總管路上設置有密封水精細濾網，保證密封水的潔凈度。密封水回水分為2路：一路經過密封水回水母管自流至低位回收水箱，另一路回到給水泵前置泵進口電動門前的給水管道，隨除氧器給水進入前置泵。2臺汽動及電動給水泵密封水回水共用1個回收水箱，水箱布置在汽機房0 m地面以下凝汽器坑內，水箱與大氣相通，如圖2所示。密封水回水通過調門控制水箱水位，靠凝汽器真空通過噴嘴進入高低壓凝汽器水面上部，如圖3所示。本系統設計工況適應性強，機組負荷及凝汽器真空變化時可以很好地適應工況變化，不存在密封水回水不暢造成給水泵軸承油中進水[3]、密封水中進油等問題，而且系統簡單、操作量小、維護及檢修等都比較方便[4]。

圖1 給水泵密封原理

圖2 密封水回收系統

圖3 密封水回凝汽器噴嘴管與管道現場照片

2 異常問題分析

艾倫發電廠2臺機組自投產以來，由于給水泵密封水回收系統本身設計存在缺陷加上運行方式不合理，造成密封水回收水箱向凝汽器泄漏真空以及密封水長期溢流問題，嚴重影響了機組的安全性、經濟性。通過對給水泵密封水回收系統存在的問題進行深入分析，最終找出徹底解決問題的方案。

2.1 系統設計問題

密封水回收水箱是否泄漏真空，水箱水位控制是關鍵，因此對回收水箱水位控制的可靠性要求較高。現場檢查發現1套水位測點設計不合理，水位異常時容易造成凝汽器真空泄漏，無法保證機組安全運行；水位調整門后僅設置手動門，發生水位異常以及凝汽器漏真空時無法快速關閉，不利于事故處理；另外調整門未設計旁路門，在水位調門故障退出運行的情況下無法回收密封水，增加旁路門可提高系統運行的靈活性。

2.2 真空泄漏問題

為實現給水泵密封水全部回收利用，降低機組補水率，艾倫發電廠密封水系統運行中需要控制密封水回收水箱水位在溢流線以下，同時又不能低于回水口,兩者之間高度差780 mm，否則將造成凝汽器真空泄漏現象，因此，機組運行中要確保水箱水位測量準確性，調門調節性能穩定可靠。當機組負荷劇烈波動、凝器汽真空變化以及凝結水壓力正常波動時，都將引起密封水箱水位波動，水箱水位控制不穩定，將會影響凝汽器真空，導致機組跳閘停機。

艾倫發電廠機組運行中曾多次發生密封水箱水位異常影響凝汽器真空導致的跳閘停機事故。由于密封水回水管道內徑較粗，一旦出現水位異常發生凝汽器真空泄漏現象，真空下降很快。運行人員發現真空泄漏后，缺少足夠的時間到就地關閉密封水回水手動門，因此造成了多次凝汽器真空低跳閘停機事故。

為有效控制水箱水位異常對凝汽器真空的影響，采取操控節流密封水回水箱手動門的措施，使水箱保持一定的溢流量，避免了由于機組工況劇烈變化，水箱水位調門及水位測點異常導致的水位不正常波動現象，但導致了密封水的大量溢流，每天每臺機溢流的水量最多可達300 t以上。因此要徹底解決真空泄漏問題，需對密封水回收系統運行方式進行優化調整，并對系統進行一定的技改。

2.3 密封水溢流問題

給水泵密封水回收系統運行方式不合理，是導致該系統長期溢流的主要原因，如密封水進回水溫差設置過小、密封水供應量大、回水手動門開度小等，都將導致密封水回收水箱發生溢流現象，浪費大量除鹽水，因此，運行中要經常檢查密封水回水箱溢流管，發現有溢流現象時，應確認回收水箱調門自動跟蹤是否正常，以及其他相關系統運行方式是否正常。密封水進/回水溫差控制在10℃以上，回水溫度控制在65℃以下，即可保證給水泵密封系統正常運行，同時也可以適當控制密封水供應量；檢查密封水箱水位設定值和調門開度，當水位超過溢流水位線時，要檢查水位設定值是否在溢流水位以上，調門開度跟蹤是否正常，指令和跟蹤值是否一致，是否有卡澀現象；檢查回收水箱回水手動門節流情況，發現問題及時調整，以減少溢流現象的發生。

3 系統及運行方式的優化和改進

通過系統分析，須對給水泵密封水回收系統進行優化調整及相應的技術改造，才能保證密封水回收系統運行穩定、可靠，并提高機組的經濟性，同時可以降低運行人員的勞動強度。

3.1 增加調門后氣動關斷門及調門旁路門

將密封水回收水箱水位調節門后手動門更改為氣動截止門，并增加調節門旁路門[5]，提高整個系統工作可靠性和靈活性；當水位調節門出現卡澀，或者其他原因導致回收水箱水位異常時，在影響凝汽器真空的情況下，運行人員能夠迅速關閉氣動截止門，縮短操作時間，降低對凝汽器真空的影響程度，避免因回收水箱泄漏真空發生跳閘停機事故，水箱水位升高后，密封水自動通過溢流管道排放，不會因為密封水回水不暢造成給水泵軸承進水；在水箱水位調門故障檢修期間，仍可利用手動旁路門控制水箱水位，回收部分密封水，減少溢流量，增加該系統運行的靈活性，技術改造后的密封水回收系統如圖4所示。

3.2 水箱增加水位測點

密封水回收系統運行最大的優點是，受機組負荷及真空大幅變化的影響較小。機組負荷升高時，給水泵轉速升高，泵內壓力升高，軸端漏水量及密封水供應量均增加，凝汽器真空小幅下降，密封水箱水位升高，回水調門開度增加；機組負荷降低時，則密封水箱水位相對降低，水封回水量減小。系統運行中對密封水回收水箱水位控制要求較高，需設置2套水位測量及控制系統[6]，由于系統設計時沒有考慮到回收水箱水位控制的重要性，水位測量裝置只有1套，在水位測點故障時，容易造成密封水箱水位控制異常，因此，需增加1套水位測點，并且增加熱工報警保護邏輯，提高水位測量、控制的可靠性；另外技術改造時增加的氣動關斷門需設置聯鎖關閉條件，當水箱水位低時聯鎖關閉，避免水位低影響凝汽器真空，提高系統的可靠性。

圖4 技術改造后密封水系統

4 改造效果及成本核算

2016年1月份利用3號機組小修機會，對密封水回收系統進行了技術改造，運行中密封水回收系統泄漏真空及長期溢流問題得到了解決，系統運行的可靠性、穩定性和靈活性得到了提高，機組的補水量大大降低。經過一段時間的運行觀察，整個系統運行穩定，未發生回收水箱溢流及凝汽器泄漏真空現象。根據機組日報表數據，3號機日補水量下降250 t左右，如表1所示。每臺機組日節約除鹽水量按200 t計算，每年機組運行天數按300 d計，年節約除鹽水量可達6萬t，以每噸除鹽水8元成本計算，年節約費用48萬元，經濟效益可觀。技術改造完成后，給水泵密封水全部回收至凝汽器，避免了密封水回水長期溢流至地溝的現象，密封水回水溫度36～45℃，不僅回收了工質，也回收了熱量，凝汽器的熱經濟性有所提高。

給水泵密封水回收系統技術改造項目總共花費材料及人工費共計15萬元，但通過技術改造可節約除鹽水費用48萬元/年，機組正常運行3個多月即可收回成本，屬于小投資大回報的項目。鑒于3號機組給水泵密封水回收系統改造的經驗，對2號機組給水泵密封水回收系統也進行了技術改造，提高了系統的穩定性、可靠性，降低了2臺機組的除鹽水補水量，2臺機組節約除鹽水費用將近100萬元/年，大大提高了發電廠運行的經濟性。

表1 技改前后節水數據

[1]李大才.1 000 MW機組汽泵密封水多級水封問題分析及治理[J].中國電力，2014，47（11）∶1-4.

[2]朱云，張宇林.汽動泵密封水系統對真空影響的原因分析及改進[J].中國電力，2008，41（12）∶48-48.

[3]呂中法，常煥濤，竇麗霞.FK4E39型汽動給水泵密封水系統改造[J].東北電力技術，2006（4）∶35-37.

[4]宮詩璐.135 MW汽輪機給水泵密封水回水回收裝置改造分析[J].華電技術，2014，36（4）∶17-18

[5]康曉妮，蔣輝，周瑾源，等.汽輪機組汽動給水泵密封水回水系統改造[J].熱力發電，2012，41（10）∶87.

[6]胥靜.珠海電廠給水泵密封水回收系統設計[J].科技信息，2008（17）∶382-383.

（本文編輯：陸 瑩）

Problem Analysis and Disposal for Sealing Water System of Feed Water Pump in 600 MW Unit

ZHAO Shiwei，XU Fei，WANG Chuanchuan

（CPI Henan Company Pingdingshan Power Branch，Pindingshan Henan 467312，China）

In Alan Power Plant，the feed water pump sealing water system of 2×600 MW unit has some problems in the operation，such as vacancy leakage and frequent overflow.By systematic analysis of the problem，the operating mode of sealing water system is optimized，and technological transformation on the system is implemented.The problem in the sealing water system is solved，and operation safety，stability and economy are guaranteed.

feed water pump；sealing water；analysis；optimization

TM621

B

1007-1881（2016）11-0046-04

2016-08-23

趙世偉（1982），男，工程師，主要從事火力發電廠安全運行管理工作。