給水泵密封水回水系統(tǒng)改造

張金勇，鄭廣良，畢士文

（山東里彥發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 273517）

給水泵密封水回水系統(tǒng)改造

張金勇，鄭廣良，畢士文

（山東里彥發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 273517）

分析給水泵密封水回水多級(jí)水封、收集水箱加浮球閥、單級(jí)水封等方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出單級(jí)水封方案具有比較優(yōu)勢(shì)，提出一種多級(jí)水封改造為單級(jí)水封的解決方案，并對(duì)改造措施及特殊工況下的注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

給水泵；密封水回水；單級(jí)水封；改造

0 引言

山東里彥發(fā)電有限公司給水泵密封水回流凝汽器系統(tǒng)原采用多級(jí)水封，各給水泵密封水回水分為兩路，一路排放到地溝，另一路通過多級(jí)水封流入凝汽器，正常運(yùn)行時(shí)采用回流凝汽器的方式，機(jī)組啟停或異常時(shí)人工操作切換密封水回水放地溝。原設(shè)計(jì)多級(jí)水封是三級(jí)，運(yùn)行中曾多次發(fā)生多級(jí)水封水平衡被破壞，造成凝汽器真空快速下降的現(xiàn)象。考慮原設(shè)計(jì)水封高度不夠，在原多級(jí)水封基礎(chǔ)上增加了一級(jí)。但是，以下異常現(xiàn)象屢有發(fā)生：水平衡被破壞，凝汽器真空快速下降；密封水排水不暢，引起給水泵密封裝置處大量溢水倒灌至軸瓦，致使給水泵液力偶合器油箱大量進(jìn)水。后來又采用關(guān)小多級(jí)水封回凝汽器截止閥的辦法調(diào)節(jié)密封水回水量，該方法運(yùn)行中穩(wěn)定，但是在開停機(jī)過程真空及凝汽器真空不穩(wěn)定時(shí)，密封水回水仍需放地溝，造成大量凝結(jié)水浪費(fèi)，且不能避免多級(jí)水封冬季抽空、注水操作繁瑣等問題。為了徹底解決以上問題，將多級(jí)水封改造為單級(jí)水封，利用凝汽器集水井安放單級(jí)水封，并制定了單級(jí)水封特殊工況下的事故預(yù)防措施。

1 給水泵密封水回水系統(tǒng)分析

給水泵密封水回水回收大體分為以下三種方式［1］：第一種是給水泵密封水回水經(jīng)過多級(jí)水封回流到凝汽器，目前多數(shù)電廠采用這種方式；第二種是給水泵密封水回水經(jīng)過收集水箱加浮球閥回流到凝汽器，有部分電廠采用這種方式；第三種是給水泵密封水回水經(jīng)過單級(jí)水封回流到凝汽器，較少電廠采用這種方式［2］。

1.1 密封水回水多級(jí)水封方式

給水泵密封水回水多級(jí)水封方式如圖1所示。從電廠運(yùn)行情況來看，多級(jí)水封運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)如下問題：容易出現(xiàn)水封管進(jìn)空氣、水封平衡被打破，造成機(jī)組真空突降的現(xiàn)象：電廠3號(hào)機(jī)于2003年12月、4號(hào)機(jī)于2004年12月、5機(jī)于2005年1月、6機(jī)于2010年12月分別出現(xiàn)上述情況；機(jī)組啟停時(shí)密封水無法回收；密封水回水不暢造成給水泵油中進(jìn)水、油質(zhì)乳化；開停機(jī)過程中，密封水回水排放地溝不及時(shí)，造成給水泵油中進(jìn)水；多級(jí)水封注水、切換密封水和調(diào)整水封回水閥開度等，運(yùn)行人員操作工作量大。

圖1 給水泵密封水回水多級(jí)水封方式

針對(duì)多級(jí)水封高度不足，對(duì)多級(jí)水封進(jìn)行了改造，增加了一級(jí)水封。但冬季運(yùn)行中仍時(shí)有發(fā)生抽空現(xiàn)象，危及機(jī)組運(yùn)行安全，不得不在水封出口增設(shè)閘閥，增加回水阻力，減少抽空的概率。采取以上措施后，運(yùn)行情況有所好轉(zhuǎn)，但由于閥門調(diào)節(jié)為手動(dòng)調(diào)整，不靈敏。運(yùn)行調(diào)整工作量大，開停機(jī)、倒泵時(shí)操作遲緩有可能引起真空急劇下降跳機(jī)。

1.2 密封水回水收集水箱加浮球閥方式

圖2 給水泵密封水回水收集水箱加浮球閥方式

密封水回水收集水箱加浮球閥方式如圖2所示。密封水回水經(jīng)過收集水箱加浮球閥回到凝汽器的原理是利用相對(duì)大氣壓下，運(yùn)行中凝汽器真空所能造成的虹吸水柱高度達(dá)到給水泵密封水回水回收目的，可以在開停機(jī)過程中實(shí)現(xiàn)密封水回收。但是，浮球閥經(jīng)常發(fā)生卡澀現(xiàn)象，在較小開度卡澀時(shí)，會(huì)造成密封水排水不暢，引起給水泵油箱大量進(jìn)水；浮球閥卡澀在較大開度時(shí)，造成密封水進(jìn)入凝汽器過快使收集水箱水位過低，嚴(yán)重影響機(jī)組真空，威脅安全生產(chǎn)。運(yùn)行中由于水箱水位波動(dòng)劇烈，出現(xiàn)浮球損壞現(xiàn)象，需要密封水放地溝，隔離水箱更換或檢修浮球。采用這種密封水回水方式，有以下缺點(diǎn)：工作不可靠，容易造成凝汽器掉真空和給水泵油中進(jìn)水；加工部件工作量大；部件容易損壞，檢修工作量大；由于檢修造成密封水不能回到凝汽器，密封水回收率低［3－4］。

1.3 給水泵密封水回水單級(jí)水封方式

給水泵密封水回水單級(jí)水封方式如圖3所示。密封水系統(tǒng)運(yùn)行靈活、安全、可靠，系統(tǒng)管路更加簡(jiǎn)單、直觀，消除了危險(xiǎn)點(diǎn)和維護(hù)操作量。其優(yōu)點(diǎn)如下：提高了機(jī)組的真空嚴(yán)密性和安全性；解決了給水泵潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水，油質(zhì)乳化的問題，減少油凈化裝置運(yùn)行時(shí)間；系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、安全、可靠，給水泵密封水到單級(jí)水封手動(dòng)閥及水封到凝汽器手動(dòng)閥，無論是開停機(jī)、正常運(yùn)行都不需要操作；凝汽器真空為－60 kPa以上，給泵密封水回水就可以虹吸到凝汽器，最大限度地實(shí)現(xiàn)了給水泵密封水的回收，降低補(bǔ)水率；改造費(fèi)用低、維護(hù)量小［5］。

圖3 給水泵密封水回水單級(jí)水封方式

2 給水泵密封水回水單級(jí)水封改造

2.1 單級(jí)水封改造方案

給水泵密封水回水系統(tǒng)改造為單級(jí)水封，其難點(diǎn)在于水封筒必須下沉，才能滿足10.0～11.0m的水封高度要求，但要在凝汽器熱井下部重新鉆孔難度很大。經(jīng)過研究，決定利用凝汽器集水泵坑安放水封筒。

單級(jí)水封筒內(nèi)管使用Φ108mm×4mm鋼管，外管使用Φ233mm×6mm鋼管，原系統(tǒng)閥門、給水泵回水管道都可以利用。將單級(jí)水封布置在凝汽器坑的污水收集坑中。該污水收集坑底部標(biāo)高－6.0m，用來布置單級(jí)水封。將原多級(jí)水封回水至凝汽器回水口上提1.0m，以滿足總體回水水柱標(biāo)高。需要增加Φ108mm×4mm疏水管道40m、Φ233mm×6mm疏水管道6m左右。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于10.34m水柱，凝汽器真空一般不會(huì)超過-99 kPa，相對(duì)于大氣壓，凝汽器真空能造成的虹吸水柱不超過9.9 m，所以，不小于10.0m的水柱，可保證凝汽器真空不被破壞。按照?qǐng)D3中數(shù)據(jù)，虹吸水柱可達(dá)11.1m，遠(yuǎn)比運(yùn)行中凝汽器實(shí)際真空能造成的虹吸水柱大，可保證凝汽器真空不會(huì)被破壞。

凝汽器真空建立以前，Φ233mm管道上端回水溢水口以上的管道是空的，溢水口以下的管道充滿水，其存水必須滿足真空建立后能充滿水封外水面至凝汽器回水口Φ108mm管道。由于設(shè)計(jì)的溢水口高于給水泵至水封水平段管道標(biāo)高，所以真空建立以前，水平段管道中的水也不會(huì)溢出來，可以用來充滿水封至凝汽器回水口這部分管道，所以Φ233mm管道從容積上能滿足真空建立充水要求。

為了防止凝汽器內(nèi)的水倒流通過單級(jí)水封溢水口溢出，凝汽器高位注水查漏時(shí)，需關(guān)閉單級(jí)水封至凝汽器下部截止閥。

2.2 單級(jí)水封特殊工況分析

給水泵密封水來自于經(jīng)過軸封加熱器加熱后的凝結(jié)水，機(jī)組正常運(yùn)行中經(jīng)過軸封加熱器的凝結(jié)水量較大，凝結(jié)水溫度不高，給水泵密封水回水溫度也不高，單級(jí)水封筒內(nèi)的水能正常回收到凝汽器。為了避免給水泵密封水溫度過高使回水溫度太高，造成單級(jí)水封筒內(nèi)的水汽化、水封筒失水，開停機(jī)過程中要開啟凝結(jié)水再循環(huán)，保持較高的凝結(jié)水壓力，保證軸封加熱器內(nèi)有足夠的冷卻水流量，使軸封加熱器出水溫度保證正常。為了防止單級(jí)水封內(nèi)的水汽化造成單級(jí)水封拉空，要節(jié)流單級(jí)水封回凝汽器上部截止閥，這樣，即使凝汽器真空很高，該截止閥上部水汽化，由于截止閥的阻力作用，截止閥前的水保證不汽化，單級(jí)水封不會(huì)失水，能保證單級(jí)水封回水正常。運(yùn)行中單級(jí)水封回凝汽器下部截止閥也不需要全開，其開度能保證單級(jí)水封內(nèi)的水正常回到凝汽器即可。

2.3 單級(jí)水封改造效果分析

5號(hào)機(jī)、6號(hào)機(jī)分別在2015年4月與2015年9月進(jìn)行了給水泵密封水回水單級(jí)水封系統(tǒng)改造。改造后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，未發(fā)生安全問題；開停機(jī)及給水泵隔離過程中減少了運(yùn)行人員的操作；消除了給水泵油中進(jìn)水的隱患，給水泵油質(zhì)保持良好，保證了給水泵運(yùn)行安全，減少了給水泵的檢修維護(hù)量。

5號(hào)機(jī)、6號(hào)機(jī)正常運(yùn)行中在密封水回水總管上，用超聲波流量計(jì)實(shí)測(cè)A、B給泵密封水回水流量17 t／h，除鹽水成本價(jià)約6.5元／t。5號(hào)機(jī)、6號(hào)機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)，從啟動(dòng)給水泵到機(jī)組帶負(fù)荷正常后給水泵密封水回水回收到凝汽器，密封水放地溝平均時(shí)間5 h，耗費(fèi)除鹽水量為85 t，耗費(fèi)成本552.5元；停機(jī)過程中，滑停后期，給水泵密封水回水由回凝汽器切換至排放地溝，汽輪機(jī)打閘后，投旁路，保護(hù)鍋爐再熱器和加速鍋爐冷卻，直到停運(yùn)給水泵，密封水放地溝平均時(shí)間10 h，耗費(fèi)除鹽水量為170 t，耗費(fèi)成本價(jià)1 105元。5號(hào)機(jī)、6號(hào)機(jī)2016年共啟動(dòng)10次，停運(yùn)10次，采用單級(jí)水封后，相比多級(jí)水封，2016年節(jié)約除鹽水2550 t，約合費(fèi)用1.66萬元。

3 結(jié)語

給水泵密封水回水系統(tǒng)采用單級(jí)水封形式，避免了水封失衡情況的出現(xiàn)，消除了因給水泵密封水回水不暢造成油中進(jìn)水的隱患，提高了給水泵的運(yùn)行可靠性，減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

［1］張黎明，張建，方明.125MW機(jī)組給水泵密封水回水系統(tǒng)改造［J］.水利電力機(jī)械，2005，27（6）：17-18.

［2］康曉妮，蔣輝，周瑾源，等.汽輪機(jī)組汽動(dòng)給水泵密封水回水系統(tǒng)改造［J］.熱力發(fā)電，2012，41（10）：87.

［3］崔云素.給水泵密封水回水系統(tǒng)多級(jí) U型管設(shè)計(jì)［J］.華東電力，1999，27（10）：39-41.

［4］洪立，王曉文.給水泵密封水回水多級(jí)水封裝置改造［J］.華電技術(shù)，2015，37（3）：31-33.

［5］呂峰，邢亞捷，陳焱，等.給水泵密封水回收異常分析及系統(tǒng)改造方案［J］.電站系統(tǒng)工程，2013，29（5）：78-79.

Reconstruction of Seal W ater Backwater System of Feed Pum p

ZHANG Jinyong，ZHENG Guangliang，BIShiwen
（Shandong Liyan Power Generation Co.，Ltd.，Jining 273517，China）

The comparison amongmulti-levelwater seal，storage tank and floating ball valve and single-stagewater seal in the application of feed pump sealed backwater system is provided in this paper.The advantage of single-stage water seal over the other twomethods in this particular application ismade clear.The solution to the transform the existingmulti-levelwater seal to single-stage water seal is proposed.The attentions on themodificationmeasures and special conditions are detailed.

feed pump；sealed backwater；single-stage water seal；modification

TM621

B

1007－9904（2017）06－0063－03

2017－03－06

張金勇（1973），男，工程師，主要從事電廠管理工作。