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 濟寧 273517）

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

給水泵；密封水回水；單級水封；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，另一路通過多級水封流入凝汽器，正常運行時采用回流凝汽器的方式，機組啟停或異常時人工操作切換密封水回水放地溝。原設(shè)計多級水封是三級，運行中曾多次發(fā)生多級水封水平衡被破壞，造成凝汽器真空快速下降的現(xiàn)象。考慮原設(shè)計水封高度不夠，在原多級水封基礎(chǔ)上增加了一級。但是，以下異?，F(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水。后來又采用關(guān)小多級水封回凝汽器截止閥的辦法調(diào)節(jié)密封水回水量，該方法運行中穩(wěn)定，但是在開停機過程真空及凝汽器真空不穩(wěn)定時，密封水回水仍需放地溝，造成大量凝結(jié)水浪費，且不能避免多級水封冬季抽空、注水操作繁瑣等問題。為了徹底解決以上問題，將多級水封改造為單級水封，利用凝汽器集水井安放單級水封，并制定了單級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 密封水回水多級水封方式

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

圖1 給水泵密封水回水多級水封方式

針對多級水封高度不足，對多級水封進行了改造，增加了一級水封。但冬季運行中仍時有發(fā)生抽空現(xiàn)象，危及機組運行安全，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，運行情況有所好轉(zhuǎn)，但由于閥門調(diào)節(jié)為手動調(diào)整，不靈敏。運行調(diào)整工作量大，開停機、倒泵時操作遲緩有可能引起真空急劇下降跳機。

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大氣壓下，運行中凝汽器真空所能造成的虹吸水柱高度達到給水泵密封水回水回收目的，可以在開停機過程中實現(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，會造成密封水排水不暢，引起給水泵油箱大量進水；浮球閥卡澀在較大開度時，造成密封水進入凝汽器過快使收集水箱水位過低，嚴重影響機組真空，威脅安全生產(chǎn)。運行中由于水箱水位波動劇烈，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：工作不可靠，容易造成凝汽器掉真空和給水泵油中進水；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水封方式

給水泵密封水回水單級水封方式如圖3所示。密封水系統(tǒng)運行靈活、安全、可靠，系統(tǒng)管路更加簡單、直觀，消除了危險點和維護操作量。其優(yōu)點如下：提高了機組的真空嚴密性和安全性；解決了給水泵潤滑油系統(tǒng)進水，油質(zhì)乳化的問題，減少油凈化裝置運行時間；系統(tǒng)操作簡單、安全、可靠，給水泵密封水到單級水封手動閥及水封到凝汽器手動閥，無論是開停機、正常運行都不需要操作；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，最大限度地實現(xiàn)了給水泵密封水的回收，降低補水率；改造費用低、維護量?。?］。

圖3 給水泵密封水回水單級水封方式

2 給水泵密封水回水單級水封改造

2.1 單級水封改造方案

給水泵密封水回水系統(tǒng)改造為單級水封，其難點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高－6.0m，用來布置單級水封。將原多級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高。需要增加Φ108mm×4mm疏水管道40m、Φ233mm×6mm疏水管道6m左右。

一個標準大氣壓相當于10.34m水柱，凝汽器真空一般不會超過-99 kPa，相對于大氣壓，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。按照圖3中數(shù)據(jù)，虹吸水柱可達11.1m，遠比運行中凝汽器實際真空能造成的虹吸水柱大，可保證凝汽器真空不會被破壞。

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)計的溢水口高于給水泵至水封水平段管道標高，所以真空建立以前，水平段管道中的水也不會溢出來，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)的水倒流通過單級水封溢水口溢出，凝汽器高位注水查漏時，需關(guān)閉單級水封至凝汽器下部截止閥。

2.2 單級水封特殊工況分析

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，機組正常運行中經(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，單級水封筒內(nèi)的水能正?；厥盏侥?。為了避免給水泵密封水溫度過高使回水溫度太高，造成單級水封筒內(nèi)的水汽化、水封筒失水，開停機過程中要開啟凝結(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。為了防止單級水封內(nèi)的水汽化造成單級水封拉空，要節(jié)流單級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，單級水封不會失水，能保證單級水封回水正常。運行中單級水封回凝汽器下部截止閥也不需要全開，其開度能保證單級水封內(nèi)的水正常回到凝汽器即可。

2.3 單級水封改造效果分析

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

5號機、6號機正常運行中在密封水回水總管上，用超聲波流量計實測A、B給泵密封水回水流量17 t／h，除鹽水成本價約6.5元／t。5號機、6號機冷態(tài)啟動，從啟動給水泵到機組帶負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間5 h，耗費除鹽水量為85 t，耗費成本552.5元；停機過程中，滑停后期，給水泵密封水回水由回凝汽器切換至排放地溝，汽輪機打閘后，投旁路，保護鍋爐再熱器和加速鍋爐冷卻，直到停運給水泵，密封水放地溝平均時間10 h，耗費除鹽水量為170 t，耗費成本價1 105元。5號機、6號機2016年共啟動10次，停運10次，采用單級水封后，相比多級水封，2016年節(jié)約除鹽水2550 t，約合費用1.66萬元。

3 結(jié)語

給水泵密封水回水系統(tǒng)采用單級水封形式，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水的隱患，提高了給水泵的運行可靠性，減輕了運行人員的勞動強度。

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

［2］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(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 U型管設(shè)計［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。