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大型锅炉给水泵密封水节能优化改造

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工业技术

目前大型锅炉给水泵均使用机械密封,给水泵内的高压水虽经过密封件,但依然有一定的压力,为了不让给水泵内的水通过轴与密封件之间的间隙外泄,就从凝结水泵出口或除盐水母管引以水源为密封水。给水泵内的水是具有一定温度的水,高温水会通过泵的转轴或泵体金属把热量传递给轴承,使轴承温度升高。为了控制热量外传,所以密封水也起着冷却的作用。密封水多采用多级水封筒形式,但实际使用过程中缺陷较多,需进行彻底优化改造。

1 改造必要性

某公司600MW 机组配套的锅炉给水泵为两台50%容量的汽动给水泵和一台30%容量的电动给水泵,给水泵外筒体由上海电力修造总厂有限公司自行制造,而芯包则采用全进口英国苏尔寿泵有限公司生产的水平、多级、筒式壳体、并具有整抽式设计的HPT 型离心泵。给水泵轴端密封系统为迷宫密封(见图1),是通过间隙节流减压的密封装置。密封水控制原理是由凝结水泵来的压力水经调节阀后注入泵内的轴套与衬套之间的密封腔室,一部分流量在轴套与衬套内与来自泵内的给水混合后流向前置泵入口进行卸荷,另一部分外泄漏量经多级水封筒回收至主机凝汽器或者直接排地沟。运行期间,多级水封筒经常出现密封水回水不畅而导致给水泵润滑油进水或凝汽器真空下降等问题,运行人员不得不将电、汽泵密封水回水直接排地沟,导致大量除盐水浪费,增加了运行人员的工作量,增加了机组运行风险。

大型锅炉给水泵密封水节能优化改造

李永利

(国华太仓发电有限公司,江苏 太仓 215433)

摘 要:本文阐述了某国产600MW 机组配套的锅炉给水泵密封水回水系统故障频发的原因,介绍了密封水系统详细的改造方案及控制关键点,改造实施后不但节约机组水耗,而且提高了机组运行的安全可靠性,并对同类型机组节能改造工作具有借鉴意义。关键词:给水泵;密封水回水;节能改造DOI:

10.16640/https://www.wendangku.net/doc/4f13571385.html,ki.37-1222/t.2017.22.019

1.O 形圈;

2.静环;

3.O 形圈;

4.动环(平衡型);

5.弹性卡环;

6.支承环;

7.O 形圈;

8.推力环;

9.弹簧;10.动环支撑座;

11.动环支撑座

图1 迷宫式机械密封结构图

2 优化改造方案

2.1 方案设计

在凝汽器坑设计一个回收水箱(体积:2.5m 3),将三台给水泵密封水回水分别汇集到水箱里,在水箱底部用Ф159×4.5无缝钢管并通过一个单级“U”型水封与主机凝汽器接颈相连作为出水口,能利用在正常运行中凝汽器真空相对于大气压的压差所产生的虹吸力将密封水回水回收至主机凝汽器。2.2 改造风险点一

凝汽器在极限真空情况下(约-99KPa),单级U 型水封内的水会被吸干和汽化,机组真空遭到破坏,威胁机组安全运行。

风险控制措施:根据凝汽器循环冷却水温度、所处海拔高度及汽

轮机末级叶片长度等因素综合判断。按凝汽器极限真空值(-99KPa)和所对应的回水饱和温度19.68℃来计算相对于标准大气压下产生的水柱高度为10.12m,而给水泵密封水回水温度正常值约:40~45℃,跳泵温度整定值为90℃,故保证单级U 型水封高度在10.12m 米以上(初定12.1 m)。

2.3 改造风险点二

机械密封回水温度较高(正常运行约40~45℃,若机械密封泄漏,回水温度将快速升高,一旦高于凝汽器压力下的饱和温度,凝汽器真空将遭到破坏。

风险控制措施:经计算,在U 型水封管标高+5.2m 处加装一路减温水,对机械密封冷却水进行实施冷却,即能保证回水温度低于凝汽器压力下的饱和温度。减温水取自于凝结水泵出口至轴封加热器入口前管路的凝结水。改造方案中给水泵密封水回收水箱、U 型水封管标高要求如图2

所示:

2.4 改造风险点三

系统改造较大,新增设备较多,焊渣、铁屑等杂物进入系统损坏机械密封,导致设备损坏。 风险控制措施:

(1)严格按照凝结水管道施工有关工艺要求进行焊接和施工,所有焊口都要使用氩弧焊。

(2)设备安装完毕,在连接给水泵前,对新增设备进行灌水查漏。 (3)对新增设备进行冲洗,对排污水进行取样分析,至水质合格后,系统恢复,密封水系统投入备用状态。

3 改造后效果分析

对给水泵机械密封水回水系统进行节能改造后,密封水回水实现了全部回收(约20t/h)。彻底消除了凝汽器真空下降或油中进水等缺陷,机组的安全性、经济性得到了显著提高。系统投运后,减轻了运行人员的工作量,提升了自动化水平,此改造方案具有推广价值。参考文献:

[1]饱和蒸汽温度与压力对照表[S].

[2]DL_T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定[S].

[3]DL 5011-92电力建设施工及验收技术规范-汽轮机机组篇[S].

图2 改造后给水泵密封水回收系统

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