鍋爐給水系統(tǒng)優(yōu)化改造分析及實施效果

姚明偉

（國家能源集團寧夏煤業(yè)烯烴一分公司，寧夏銀川750411 ）

國家能源集團寧夏煤業(yè)烯烴一分公司的烯烴裝置鍋爐給水動力站所產(chǎn)生的蒸汽主要是供給裝置設備、管線伴熱、工藝反應和汽輪機等使用。該鍋爐給水動力站設計4臺給水泵，提供鍋爐用水及外供丙烯裝置減溫器用水，其中1#、2#泵為定速電機驅(qū)動，3#泵為液力耦合器調(diào)速電機驅(qū)動，4#泵為蒸汽透平驅(qū)動。鍋爐給水泵故障導致了蒸汽壓力波動、供給不穩(wěn)定，嚴重影響汽輪機穩(wěn)定運行，反之又影響了給水泵的正常運行，導致給水泵頻繁損壞。

1 鍋爐水泵存在問題分析

1.1 鍋爐給水泵的主要參數(shù)

烯烴一分公司DG-280/9.81-II1型循環(huán)流化床鍋爐為自然循環(huán)鍋爐，鍋爐水循環(huán)采用集中供水，分散引入、引出的方式。供水為壓力12.5~13.5 MPa、pH值8.5~9.6、電導率≤15 μs/cm、硬度0 μmol/L的除鹽水，產(chǎn)生的高壓蒸汽溫度510~530℃、壓力（9.4±0.2）MPa、二氧化硅含量≤20 μg/L、Na＋≤5 μg/L、電導≤10 μs/cm。動力站給水泵P-292206A、P-292206B為定速電機驅(qū)動，P-292207泵為電機驅(qū)動＋液力耦合器調(diào)速，P-292208泵為蒸汽透平驅(qū)動。

1.2 存在問題分析

給水泵運行方式原設計為3開1備，為達到節(jié)能降耗目的，調(diào)整為2開2備。裝置正常運行時，2臺給水泵能夠滿足運行要求，但裝置向甲醇分公司及烯烴一套供汽時，鍋爐用水量增大，鍋爐汽包補水困難，汽輪機只能降負荷，影響裝置安全、高效運行。裝置投運以來，調(diào)速給水泵故障率高，長期處于故障檢修狀態(tài)，制約了著裝置的安全穩(wěn)定運行。

2臺泵運行時，工藝波動汽輪機轉(zhuǎn)速降低給水泵揚程降低導致供水反頂，造成給水泵頻繁損壞，不得不進行多次檢修，嚴重影響了正常的供水要求。

1.2.1 故障現(xiàn)象

給水泵故障主要表現(xiàn)一是驅(qū)動端和非驅(qū)動端機械密封泄漏，二是軸向竄動量大導致振動值高達12 mm/s；1至9級葉輪、葉輪及殼體口環(huán)磨損；導葉套磨損；兩側(cè)軸承座變形；平衡盤、平衡套、平衡座磨損等。

P-292208解體發(fā)現(xiàn)存在密封環(huán)與葉輪之間間隙偏大很多，達到0.85~0.9 mm；導葉套與葉輪后軸頸之間間隙偏大很多，達到1.10~1.3 mm；平衡盤和平衡板磨損嚴重、平衡擋套偏磨、平衡襯套刺漏沖刷、推力軸瓦磨損嚴重、機封損壞漏水等。密封圈損壞、老化。

1.2.2 原因分析

P-292207、P-292208給水泵采用液力耦合器調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速存在滑差（1.5%~3%），調(diào)速不能及時跟蹤給水泵揚程的變化，泵轉(zhuǎn)速只能達到2 900 r/min，揚程低于定速泵，產(chǎn)生憋泵、出力不足現(xiàn)象，造成故障率偏高，三個多月就要檢修一次。P-292206A、P-292206B鍋爐給水泵為定速運行，2014年以來出力良好，運行可靠，故障率低。

當裝置向甲醇分公司和烯烴一套裝置供汽時鍋爐負荷增加，用水量增大，若是2臺鍋爐給水泵運行，則給水壓力偏低無法滿足供水需求，若是3臺給水泵運行則給水母管壓力高，經(jīng)常造成汽泵憋泵，不僅給水泵故障率較高，而多開1臺給水泵造成了動力的浪費，能耗偏高。主要原因是在設計時，對系統(tǒng)汽輪機供汽量波動考慮不足，導致給水泵揚程不滿足系統(tǒng)壓力要求。

2 改造措施

2.1 新增1臺小流量高壓給水泵

根據(jù)裝置實際工藝要求，新增1臺小流量高壓給水泵，運行方式為間歇啟動。當鍋爐供汽量增大，兩臺給水泵不能滿足工藝要求時，及時啟動小流量高壓給水泵補水。這樣，既能保證兩臺給水主泵（電機驅(qū)動泵＋汽輪機驅(qū)動泵）穩(wěn)定運行，又能保證甲醇分公司和烯烴一套正常供汽，確保化工裝置安全穩(wěn)定高效運行。

2.2 改液力耦合器調(diào)節(jié)為定速調(diào)節(jié)

根據(jù)操作積累的經(jīng)驗，不需要在運行過程中液耦調(diào)節(jié)給水泵的速度，所以將P-292207調(diào)速給水泵液力耦合器拆除改為高壓電機驅(qū)動，可滿足正常運行需求，并作為電機驅(qū)動正常轉(zhuǎn)速給水泵的備泵。

3 改造后效果

3.1 實現(xiàn)了平穩(wěn)低耗運行

給水系統(tǒng)優(yōu)化改造完成后，徹底解決了動力站供水系統(tǒng)給水泵故障率高的問題，實施2＋1給水泵運行方式，檢維修工作量明顯下降，裝置能耗顯著降低，確保了裝置安全、穩(wěn)定、高效運行。

3.2 經(jīng)濟效益

改造之前，三臺給水泵運行（兩臺運行無法滿足調(diào)峰的需求）能力過剩，其中定速給水泵電流為199 A，調(diào)速給水泵電流為184 A。運行工況調(diào)整后，實施1臺汽輪機驅(qū)動泵＋1臺電機驅(qū)動泵＋1臺小流量高壓給水泵運行的模式。電機驅(qū)動給水泵電流上漲至203 A，停用1臺給水泵節(jié)約用電1 590 kW·h/h，全年運行按8 000 h、每kW·h按0.391元計算，則年可節(jié)約電費497.35萬元。

新增小流量給水泵每小時耗電315 kW·h，計算全年（間歇操作，保守按年運行3 000 h計算）耗電費用37萬元。則預計年可以節(jié)約電費460.35萬元。

4 結(jié)論

煤化工裝置安全穩(wěn)定運行與設備優(yōu)化和管理緊密相關(guān)，通過對設備與工藝總體分析，發(fā)現(xiàn)設備配置不合理問題，解決了裝置的運行瓶頸，提升了裝置運行安全可靠性和持續(xù)創(chuàng)效的能力，達到了節(jié)能降耗目的。