高壓自平衡鍋爐給水泵機(jī)封水系統(tǒng)改造總結(jié)

常淑華

（兗礦新疆煤化工有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

1 鍋爐給水泵概況

兗礦新疆煤化工有限公司熱電車間有3臺(tái)220t／h煤粉鍋爐，配套4臺(tái)鍋爐給水泵（三開(kāi)一備），其中3臺(tái)為定速泵，1臺(tái)為調(diào)速泵，均系重慶水泵廠制造。2臺(tái)低壓除氧器、3臺(tái)高壓除氧器并聯(lián)布置在框架15m層，鍋爐給水泵并聯(lián)布置在框架0m層；高壓除氧器工作壓力0.49MPa、工作溫度158℃、溶解氧含量≤7 μg／L，高壓除氧器除氧水進(jìn)入鍋爐給水泵加壓至15.5MPa后，送入省煤器入口集箱，作為鍋爐上水使用。鍋爐給水泵在原始訂貨初期對(duì)機(jī)械密封（簡(jiǎn)稱機(jī)封）沒(méi)有特別要求，4臺(tái)鍋爐給水泵機(jī)封采用的是Plan32沖洗方案，用脫鹽水冷卻機(jī)封，冷卻水進(jìn)入鍋爐給水泵隨除氧水一起進(jìn)入鍋爐作為鍋爐給水使用。高壓自平衡鍋爐給水泵性能參數(shù)見(jiàn)表1。

2 鍋爐給水泵機(jī)封改造的原因

（1）鍋爐給水泵機(jī)封采用重慶水泵廠提供的Plan32沖洗方案，即采用冷脫鹽水作為泵體的密封水對(duì)機(jī)封進(jìn)行清洗冷卻。實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)大量未經(jīng)除氧處理的密封水由機(jī)封竄入泵體，并隨泵內(nèi)工質(zhì)進(jìn)入鍋爐，由此導(dǎo)致鍋爐給水溶解氧長(zhǎng)期高于工藝指標(biāo)7μg／L。而鍋爐給水中溶解氧偏高，會(huì)加劇鍋爐管壁金屬的氧腐蝕，縮短鍋爐的安全使用壽命，長(zhǎng)此以往會(huì)引起鍋爐爆管，存在巨大的安全隱患。為降低鍋爐給水溶解氧，日常運(yùn)行中不得不采用加大除氧劑投入量的方式。但眾所周知鍋爐給水溶解氧主要是靠熱力除氧去除的，化學(xué)除氧只是作為輔助手段去除熱力除氧未除盡殘余溶解氧或系統(tǒng)波動(dòng)以及異常情況下的少量溶解氧，此舉增加了水處理劑（除氧劑）的消耗，增加了蒸汽的生產(chǎn)成本，卻仍不能將鍋爐給水溶解氧降至7μg／L以下。

表1 高壓自平衡鍋爐給水泵性能參數(shù)

（2）鍋爐給水泵正常運(yùn)行中有1臺(tái)備用，由于脫鹽水作為機(jī)封冷卻水進(jìn)入泵體，導(dǎo)致備用鍋爐給水泵無(wú)法處于暖泵狀態(tài)，造成當(dāng)運(yùn)行中1臺(tái)鍋爐給水泵故障或出口母管壓力低時(shí)備用鍋爐給水泵無(wú)法立刻聯(lián)鎖啟動(dòng)，影響鍋爐上水。

3 鍋爐給水泵機(jī)封改造方案比選

3.1 改造機(jī)封

鍋爐給水泵機(jī)封原始設(shè)計(jì)采用機(jī)封沖洗方案Plan32，這種沖洗方案的弊端前述已詳細(xì)介紹，在不更換機(jī)封的情況下，無(wú)法通過(guò)改造解決問(wèn)題。

3.2 改為填料密封

鍋爐給水泵填料密封在早期設(shè)備中使用過(guò)，效果遠(yuǎn)不如機(jī)封，現(xiàn)在均已被機(jī)封取代，鍋爐給水泵原始設(shè)計(jì)采用的是機(jī)封，也無(wú)法再更換成填料密封。

3.3 改為循環(huán)水冷卻機(jī)封

用循環(huán)水冷卻鍋爐給水泵機(jī)封，冷卻水從機(jī)封一端進(jìn)入另一端出來(lái)，冷卻水只作為冷卻機(jī)封使用，不進(jìn)入泵體，不僅能夠使給水溶解氧含量、備泵聯(lián)鎖啟動(dòng)不受影響，而且用循環(huán)水作為機(jī)封冷卻水比用脫鹽水作為冷卻水更經(jīng)濟(jì)。這種機(jī)封方式是最佳選項(xiàng)，但由于設(shè)備已經(jīng)制造成型，高壓自平衡泵不能使用此種機(jī)封。

3.4 改造機(jī)封沖洗方案

奎屯錦疆化工有限公司（簡(jiǎn)稱錦疆化工）鍋爐給水泵與我公司的鍋爐給水泵均采自重慶水泵廠，規(guī)格型號(hào)相近，其試車及運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)同樣的問(wèn)題，鍋爐給水溶解氧超標(biāo)，即使加入大量除氧劑也無(wú)法解決問(wèn)題。為此，錦疆化工對(duì)鍋爐給水泵機(jī)封水系統(tǒng)進(jìn)行了如下改造：鍋爐給水泵在訂貨初期泵體上留出水口，處于第一級(jí)后，將壓力1.0MPa、135℃左右的除氧水從預(yù)留出水口抽送入冷卻器，經(jīng)循環(huán)水冷卻至70℃以下再返回作為機(jī)封水使用。改造后，鍋爐給水溶解氧指標(biāo)合格，運(yùn)行效果非常好。

錦疆化工鍋爐給水泵在泵體上留有預(yù)留出水口，循環(huán)冷卻水已接至鍋爐給水泵處，便于接管用循環(huán)冷卻水冷卻機(jī)封用除氧水，僅需改造密封冷卻水系統(tǒng)即可，機(jī)封不變。而我公司鍋爐給水泵泵體上沒(méi)有預(yù)留出水口，且全廠循環(huán)冷卻水距此較遠(yuǎn)，因此改造條件不如錦疆化工有優(yōu)勢(shì)。

經(jīng)廠家推薦，我公司鍋爐給水泵機(jī)封最終決定采用Plan23（簡(jiǎn)稱PL23）沖洗方案進(jìn)行改造。沖洗方案Plan23是自沖洗方案，沖洗和冷卻機(jī)封的介質(zhì)為泵自身輸送的介質(zhì)（除氧水），泵輸送的介質(zhì)在泵旋轉(zhuǎn)的離心力和機(jī)封泵效環(huán)的作用下從機(jī)封沖洗液出口進(jìn)入換熱器內(nèi)，經(jīng)換熱器冷卻后再通過(guò)機(jī)封沖洗液進(jìn)口進(jìn)入機(jī)封，對(duì)機(jī)封進(jìn)行冷卻和沖洗，如此循環(huán)冷卻，但需要更換機(jī)封沖洗方案原則性確定后，考慮到除氧水溫度高達(dá)158℃，如采用循環(huán)水冷卻，一般循環(huán)水冷卻介質(zhì)溫度不超過(guò)80℃，易結(jié)垢，于是決定采用原設(shè)計(jì)一路脫鹽水作為冷卻介質(zhì)冷卻機(jī)封用除氧水，這樣改造工程量小，水質(zhì)清潔不結(jié)垢，冷卻后的脫鹽水回到疏水箱回收利用。

4 鍋爐給水泵機(jī)封沖洗方案Plan23

將原來(lái)的機(jī)封更改為采用沖洗方案Plan23的機(jī)封，即需要新采購(gòu)與原沖洗方案機(jī)封安裝尺寸完全一致的沖洗方案Plan23的機(jī)封。

鍋爐給水泵機(jī)封沖洗方案Plan23如圖1所示。該改造方案需要增加機(jī)封水換熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)與機(jī)封連接的管線、換熱器支架及連接緊固件，即需要新采購(gòu)換熱器（結(jié)構(gòu)示意如圖2），并現(xiàn)場(chǎng)配作換熱系統(tǒng)管線、各連接用管線、換熱器支架及緊固件。

圖1 鍋爐給水泵機(jī)封沖洗方案Plan23示意圖

圖2 換熱器結(jié)構(gòu)示意圖

新采購(gòu)的換熱器結(jié)構(gòu)示意圖中，CI為換熱器冷卻水進(jìn)口；CO為換熱器冷卻水出口；MI是機(jī)封沖洗液進(jìn)口（與圖1中的機(jī)封沖洗液出口連接），讓通過(guò)機(jī)封泵效環(huán)送出的機(jī)封沖洗液（除氧水）進(jìn)入換熱器進(jìn)行冷卻；MO為機(jī)封沖洗液出口（與圖1中的機(jī)封沖洗液進(jìn)口連接），讓通過(guò)換熱器冷卻后的機(jī)封沖洗液（除氧水）進(jìn)入機(jī)封內(nèi)；D為換熱器排液口。

鍋爐給水泵機(jī)封采用沖洗方案Plan23進(jìn)行改造，1套機(jī)封需要配帶1臺(tái)換熱器，1臺(tái)換熱器需要2～3m3／h的冷卻水量，冷卻水溫度應(yīng)不大于30℃，冷卻水壓力0.2～0.4MPa。每臺(tái)鍋爐給水泵均需要更換2套機(jī)封，則4臺(tái)鍋爐給水泵需要配套8套機(jī)封、8臺(tái)換熱器，所需的冷卻水量為3×8＝24t／h（4臺(tái)鍋爐給水泵三開(kāi)一備，熱備泵也需冷卻水——鍋爐給水泵處于備用狀態(tài)時(shí)其入口閥是打開(kāi)的，用冷卻水冷卻機(jī)封，防止機(jī)封長(zhǎng)時(shí)間受熱而壽命縮短或損壞），冷卻介質(zhì)采用冷脫鹽水，冷脫鹽水壓力1.2MPa、溫度30℃（訂貨時(shí)，提高換熱器設(shè)計(jì)壓力，按冷脫鹽水壓力1.2MPa進(jìn)行設(shè)計(jì)），換熱后的熱脫鹽水回送至疏水箱，經(jīng)疏水泵打到低壓除氧器。

5 結(jié)束語(yǔ)

改造后，鍋爐給水泵機(jī)封水系統(tǒng)于2015年6月投用，使用至今的運(yùn)行狀況表明，此次改造非常成功，徹底解決了鍋爐給水溶解氧超標(biāo)、備泵無(wú)法聯(lián)鎖啟動(dòng)的問(wèn)題，系統(tǒng)長(zhǎng)期存在的隱患得到有效解決，保證了煤粉鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)減少了水處理劑（除氧劑）的消耗量，有效降低了蒸汽的生產(chǎn)成本，并減輕了員工的工作量。